成土母质

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义项:形成土壤的岩石风化物质

成土母质是地表岩石经风化作用形成的松散矿物质碎屑,简称母质,又称土壤母质[1][2]。它孔隙发育,透气透水,并含有少量可溶性矿物养分,是土壤形成的物质基础和植物矿质养分(氮除外)的最初来源[3]。成土母质本身没有肥力,因而不是土壤,只有在生物作用下积累有机质后,才逐步发育为可生长植物的土壤,其类型与特性在很大程度上决定土壤的质地与化学组成[2][4]。

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目录
  1. 定义
  2. 原理
  3. 发展历程
  4. 应用
  5. 局限
  6. 参见

定义

成土母质指地表岩石经风化作用形成的松散矿物质碎屑,又称母质或土壤母质[1][2]。岩石在风化作用下碎裂,理化性质随之改变,最终形成结构疏松的风化壳,风化壳的上部即为土壤母质[3]。它由矿物颗粒组成,颗粒之间留有孔隙,因而具有通气、透水的性质,并含有一定数量可供植物吸收的可溶性矿物养分[5]。

成土母质不具备肥力,因此不能算作土壤[2]。只有当低等植物和微生物不断新陈代谢、累积起丰富的有机物质之后,母质才获得肥力,进而为高等植物提供生长条件,逐步发展为土壤[5]。作为构成土壤的基本材料,它是土壤的骨架,也是植物所需矿质养分元素的最初来源,其中不含氮[3]。

按成因,成土母质可分为残积母质和运积母质两类。岩石风化后基本未经动力搬运而留在原地的,称残积母质,多分布在平原、台地和山顶缓坡部位;经重力、流水、风力或冰川搬运后再堆积的,称运积母质,可细分为崩积物、坡积物、冲积物、洪积物、湖积物、海积物、冰水沉积物、冰碛物和风积物等[4][3]。

原理

裸露的母岩在长期风化中形成成土母质,母质接着在微生物和低等植物参与下演变为原始土壤,再经草本植物与木本植物作用逐步熟化并产生肥力,最终成为成熟土壤[6]。这一过程必须在生物因素参与下才能发生,而且一经启动便与风化过程同时进行,两者无法分离[6]。

母质对土壤的作用首先体现在质地和矿物组成上。常见造岩矿物的抗风化能力由强到弱大致为石英、白云母、钾长石、黑云母、钠长石、角闪石、辉石、钙长石、橄榄石,因此基性岩母质上发育的土壤通常质地偏细,粉砂和黏粒比例较高,而石英含量高的酸性岩母质上发育的土壤砂粒较多[3]。矿物与化学组成的差异也会传递到土壤中,例如基性岩母质上的土壤铁、锰、镁、钙含量较高,酸性岩母质上的土壤硅、钠、钾含量较高,石灰岩母质上发育的土壤钙含量最高[3]。

母质的透水性还影响土壤剖面层次的发育速度。沙质母质透水性强,化学风化不易进行,成土过程缓慢,剖面层次难以发育;壤性母质透水性适中,矿物分解产物能随水下移并淀积,层次分化较为明显;黏质母质透水不良,物质自上而下的移动不显著,有时还会出现潜育化现象[7]。

发展历程

19世纪末,俄国土壤学家道库恰耶夫提出土壤形成因素学说,认为土壤是气候、生物、母质、地形和时间等自然因素综合作用的产物,成土母质被视为其中最基本的因素之一[8][9]。按这一观点,各成土因素的作用都不可替代,母质具有重要作用,但并非唯一的决定因素[8]。

这一学说推动了近代土壤分类体系的形成。20世纪以来的各国土壤分类大多受其影响,中国现行土壤分类系统属于地理发生学体系,其中母质层与风化壳类型是划分土属的重要依据之一[10]。

随着土壤调查的开展,中国各地成土母质的分布规律逐渐明晰:秦岭、淮河一线以南多为岩石就地风化形成的风化壳,以红色风化壳分布最广;昆仑山、秦岭、山东丘陵一线以北以黄土状沉积物和沙质风积物为主;各大江河中下游平原以河流冲积物为主;平原湖泊地区以湖积物为主;高山、高原地区除就地风化物外还有冰碛物和冰水沉积物[11]。

应用

成土母质是土壤调查、土壤分类和土地评价的基础资料。在土壤分类中,母质及风化壳类型、水文地质状况和中小地形等地方性因素,是划分土属的依据[10]。土壤分类与调查是进行土地评价、土地利用规划以及耕地地力提升和测土配方施肥的重要基础[10]。

母质类型的差异还会影响区域土壤类型的分布。以河南省为例,当地成土母质可归为 6 类,其中残积物与坡积物类型面积最大、发育的土壤也最复杂,河冲积物上主要发育潮土类土壤,湖积物上主要发育砂姜黑土[12]。在生态地质调查与农业种植布局中,调查人员常按成土母质类型选取岩石与土壤剖面,结合元素含量为种植结构优化和生态修复提供建议[13]。

局限

成土母质并不等于土壤。它没有肥力,无法单独满足高等植物正常生长的需要,只有在生物参与下积累有机质之后才能转变为土壤[2][5]。

母质对土壤性质的控制作用会随成土过程延长而相对减弱。成土过程进行得愈久,母质与土壤之间的性质差别愈大,土壤中只能保留母质的某些特征,而不是全部特征[3]。

在土壤剖面中,由成土母质构成的母质层(C 层)位于淀积层之下、母岩层之上,很少受到生物活动影响,成土作用不明显,基本保持着母岩的特点,因此严格说来并不属于土壤发生层[7]。

母质的搬运与堆积方式还会造成土体的不均一性。冲积物和洪积物上发育的土壤常具有明显的质地分层,残积物和坡积物上发育的土壤则含石块较多,这些特点给土壤利用与管理带来一定限制[3]。

参见

  • 土壤 —— 成土母质经成土作用发育而成的疏松表层,是本词条的产物。

  • 风化作用 —— 岩石由大变小、由粗变细并形成成土母质的地质过程。

  • 成土因素 —— 气候、生物、母质、地形和时间等共同影响土壤形成的因素。

  • 母质层 —— 土壤剖面中由成土母质构成、位于淀积层之下的层次。

  • 土壤剖面 —— 自上而下由表土层、淀积层、母质层和母岩层等构成。

参考资料

  1. 成土母质 . cnki.com.cn [引用日期2026-09-29]
  2. 土壤母质 . cnki.com.cn [引用日期2026-09-29]
  3. [科普中国]-土壤形成 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  4. 成土母质 . wikipedia.org [引用日期2026-09-29]
  5. 成土母质 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
  6. 土壤“生成”记 . isa.ac.cn [引用日期2026-09-29]
  7. [科普中国]-母质层 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  8. [科普中国]-成土因素 - 版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  9. 成土作用 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
  10. [科普中国]-土壤分类 - 版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  11. 中国科普博览 . kepu.net.cn [引用日期2026-09-29]
  12. 河南省成土母质与土壤空间分布多样性的特征 . issas.ac.cn [引用日期2026-09-29]
  13. doi:10.11720/wtyht.2024.1255 . wutanyuhuatan.com [引用日期2026-09-29]
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