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原则上以显露母质层或母岩为宜,圆满完成了此次野外土壤剖面观测实验

点击: 55 次  来源:http://www.seika-yosa.com 时间:2020-01-01

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,为了给同学们一次亲身实践的机会,提高同学们的思维发散能力,将书本理论知识融入到有趣的生活实践中,2013年10月11日下午,在土壤地理学授课老师李典友的带领下,地理科学专业12级全体学生来到六安市全民健身中心附近的荒地上进行土壤剖面观察实验。

“知行”是学科底色,“同行”是育人特色。北京大学城市与环境学院积极探索教学实践与思政教育一体化机制,精心设计并开展“知行·同行”计划,在学院特色的地理、环境、生态学科教学实习课程中融入思政元素,开展形式多样的思政主题教育活动,实现思想政治教育与专业教育同行同向,专业教师与学生同行同向。2018年暑假,学院派出14支“知行·同行”师生实践团,赴黑龙江省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区、山西省、陕西省、河北省、河南省、山东省、天津市、上海市、江苏省、福建省12个省、市、自治区40余个地市开展专业调研,同时组织塞罕坝林场精神、精准扶贫调研、绿水青山与金山银山、黄河流域文明考察等主题教育活动,引导学生深刻领悟习近平新时代中国特色社会主义思想,践行习近平总书记对青年人“爱国、励志、求真、力行”的要求,发挥专业优势,为全面建设社会主义现代化国家的新征程贡献青春力量。

显露地表至母质的土壤垂直断面。一般采用挖土坑的方法观察土壤剖面。土坑的容积和侧向范围的大小以观察者能工作为度;土壤剖面的深度则随土壤类型而异,原则上以显露母质层或母岩为宜,通常在1~3米;对于盐渍土和地下水位较高的土壤,以出现地下水为止。土壤剖面通常由人工挖掘而成;修路、开矿、兴修水利或开挖制砖用泥而显露的称为自然剖面。

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2018年7月1日至7月9日,北京大学城市与环境学院野外生态学、植物土壤实习在河北省塞罕坝国家森林公园内北京大学生态实验站等多个生态监测站点顺利进行。野外生态学、植物土壤实习是城市与环境学院暑期实践课程的重要组成部分,实习团队由唐志尧副教授、朱彪研究员带领,城市与环境学院生态学专业、自然地理与资源环境专业以及元培学院城环方向的共计20名本科生、研究生参与。

在现代土壤学中,从土壤是一个三维实体出发,把土壤剖面的概念立体化,引入“单个土体”的概念作为土壤的最小单位—最小描述单位和采样单位,人为假设其平面形状近似六角形,面积为1~10平方米。单个土体垂直面相当于土壤剖面,但不包括“非土壤”的母质层和母岩。

下午一点,顶着高温,同学们带着铁铲、铁锹和皮卷尺等工具来到了六安市全民健身中心附近的荒地上。在指导老师的安排下,根据实验要求选好一块符合条件的地方,按分组开挖了4个标准的长2米、宽1米、深1米的土坑,并且观察土层分布,理解土层形成的原因,分析其分布规律,记录下相关数据,并对不同类型的土层分别取样,为后期分析土壤湿度、密度等实验项目做准备。

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土壤剖面的形成

电竞比分网手机版 ,土壤剖面的形成与成土过程紧密相连。在物质与能量的垂直流(下行和上行垂直流及其循环变化)以及生物有机体(植物根系、微生物、土壤动物)活动的垂直分布等影响下,成土母质中的矿物和后来加入的有机质与矿物质,在量、质和速度上发生各种不同变化,并通过淋溶—淀积作用、氧化—还原作用、干湿交替、冻融交替作用等使原来相对均一的物质发生分异而形成不同的土层,可以根据其颜色、结构、质地、结持性、新生体等特征进行划分。每种成土类型有其特征性的发生层组合,从而形成了各种土壤剖面。

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实习团队在塞罕坝北大生态站外合影

土壤发生层

由成土作用形成的土层称为土壤发生层(soil genetic horizon)。非成土作用产生的土层,例如冲积土剖面中的砂粘间层,则叫土壤层次(soil layer)。在土壤学发展初期,道库恰耶夫(В.В.Докучаев)首先把土壤剖面分为3个基本发生层,即:A层、B层和C层。后来的研究者进一步提出新的土层命名,土层的划分也越来越细,但总的来说仍未脱离道库恰耶夫的A BC传统命名法。1967年国际土壤学会提出把土壤剖面划分为:0层[有机层,包括过去的Ao层和泥炭层]、A层(腐殖质层,相当于过去的A1层)、E层(淋泸层,相当于过去的A2层)、B层、C层和R层(基岩,相当于过去的D层)等6个主要发生层,这已为国际土壤学界公认。中国土壤学会提出,除了上述6个“正常”的主要发生层外,尚有一些在特定条件下形成的、在发生上具有共性、难以归入O、A、E、B、C、R发生层,也可独立为主要发生层,例如G层和K层(位于矿质土壤A层之上的盐结壳、铁结壳等矿质结壳层)。

电竞比分网手机版 4土壤剖面构型

不同的土层垂直序列组合构成不同的土壤剖面构造类型,简称土壤剖面构型。它可清楚显示土壤的发生特征,从而反映一定的土壤发生类型。图2表示了一些主要土壤发生类型的土壤剖面构型。确定土壤剖面构型有助于研究土壤发生分类,鉴别土壤单元,进行土壤资源评价,查明农林业生产的障碍因素,进行土壤改良。

电竞比分网手机版 5土壤剖面观察

是土壤调查工作的重要环节,其目的在于:初步确定土壤类型,提出供土壤调查用的工作分类;观察土壤的变异和确定土壤界线;观察土壤发生发育与成土因素之间的关系;选择供土壤调查和研究土壤发生、分类用的代表剖面;观察土壤与植物生长的关系;作为采样计划的一部分。

土壤剖面的观察方法:①选点与挖掘,土壤剖面应选在代表性较广的地形部位上。自然土壤的剖面位置应选择在基本未受人为活动影响的地点,即使是耕种土壤的剖面也应避免设在路边、田边等处。利用自然剖面观察比较方便,但应更加慎重考虑其代表性。挖掘时使观察的剖面面向日光照射的方向,一般挖成1×平方米的长方形土坑,其深度因土而异。挖出的土放在土坑左右两侧,耕种土壤表层应单独堆放;观察面上沿的地表不能堆土、走动或放置工具,以免“污染”或压实表土,避免因土壤屑粒落在剖面上而影响观察和采样。②观察和记载,除记载该土壤剖面的所在位置、地形部位、母质、植被、地下水状况、利用与耕种施肥情况,以及调查者、调查日期外,在剖面挖好后,先用剖面刀将剖面修饰出显露自然结构的主面,便可进行观察和描述。首先按土壤形态特征划分层次,量出厚度,然后逐层观察,记载其颜色、质地、结构、孔隙度、坚实度、湿度、根系、有机质状况、动物活动遗迹、新生体以及土层界线的形状和过渡特征。接着根据需要进行pH值、盐酸反应、酚酞反应、亚铁反应、氧化还原电位等速测。最后,自下而上地分别采集各层供理化分析用的土样,必要时采集供测定土壤团聚体、容重以及供制备土壤薄片的原状土样。观察、采样完毕,将挖出的土块按土层的顺序填回坑内。

虽然工作量很大,天气很热,但是同学们抱着强烈的求知欲和团结一心的精神,在实验过程中地科大家庭互相帮助、互相关心,这些困难都被克服了。收获的滋味是最甜的,在李典友老师的讲解下,我们通过土壤的外部形态了解了土壤的内在性质,初步确定土壤类型,判断土壤肥力高低,对土壤发育程度有了更深的认识,更对课本知识有了深刻理解。

本次实习实践的主要目的是通过对实习区域的总体认识和对野外生态现象的观察与讨论,提高学生对生态学问题与植物、土壤现象观测调查的能力,激发学生对野外实地考察研究的兴趣,学习塞罕坝林场精神。实习实践的主要内容分为野外调查与塞罕坝精神学习两个部分。

在结束土壤剖面观测实验后,为了防止人畜不慎掉入坑内,同学们将开挖的土坑一个个重新填埋并带走因实验而产生的垃圾,圆满完成了此次野外土壤剖面观测实验。相信地理科学专业12级的同学们在求学的路上会秉着“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的精神一路收获知识的果实!

野外调查包括掌握野外生态学、植物土壤调查研究的基本工作方法。如在植物群落调查研究中,利用皮尺确定一定大小的样方,在老师指导下辨认样方内的植物种类,记录各垂直结构组成包括乔木层、立木更新层、灌木层和草本层的不同性状与特征数据。

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唐志尧指导学生描述植物群落

森林生态系统的乔木层调查,在老师的讲解与示范之下,学生练习并掌握钻取树心、用激光测距仪测定树高、用胸径尺测量胸径等基本测量仪器的使用。草本层的调查,学生学习并估算多度、盖度等群落基本属性,为进一步的科学问题研究采集丰富的数据。

本次实习的野外调查还包括对土壤的调查。学生在所选取植物群落样方的附近区域,挖掘并修整出深度约为1m的土壤剖面,对土壤剖面进行观察、拍照和描述,记录层次深度、土层颜色、根系分布、土壤动物、石块分布等特征数据。在老师指导下,学生利用环刀在土壤剖面的6个层次对土壤进行取样,并送回实验室对不同样地的土壤进行定量实验分析,通过测定土壤含水量、土壤容重、土壤pH值、土壤无机碳等指标分析和发掘科学问题。

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学生描述土壤剖面并打环刀取土样

为了解生态学研究的前沿发展,同学们参观了中科院植物所位于内蒙古多伦县的恢复生态学试验示范研究站。在生态站工作的老师向学生介绍了各种大型的气候环境变化响应实验,探究大气CO2升高、全球变暖、氮沉降、降水变化等大尺度气候变化对生态系统的影响,使同学们对当下生态学领域所关注的热点问题具有了深入的了解。

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参观多伦生态站

7月2日,实习团队参观了塞罕坝机械林场展览馆。讲解员向学生讲述了数代塞罕坝人在极端恶劣的条件下无私奉献、艰苦奋斗,创造了沙地变绿洲的奇迹,为子孙后代留下了天更蓝、山更绿、水更清的优美环境。在留下数十万亩森林、世界最大的人工林场的同时,革命前辈们也留下传承至今的塞罕坝精神——“艰苦创业、无私奉献、科学求实、开拓创新、爱岗敬业”。

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参观塞罕坝展览馆

通过本次野外生态学、植物土壤实习,近距离接触大自然,同学们加深了对生态学、植物学、土壤学课程理论知识的理解,锻炼了仪器使用、文献阅读等多项能力,对科学研究的过程也有了充分的体会。正值我国推进生态文明建设,同学们对于人与自然和谐发展的新格局具有了更深刻的责任感和使命感。

专题链接:2018青春足迹