弱淋溶土
弱淋溶土,指石灰质在土壤剖面中发生淋溶与累积、并伴随有粘粒的形成与淀积的土壤。本土纲相当于美国土壤分类的淋溶土纲、软土纲、始成土纲和老成土纲,联合国土壤分类的灰色森林土(greyzems)、高活性淋溶土、强风化粘磐土(nitosols)。包括的土类有温带的灰色森林土、褐土、灰褐土和热带的燥红土等。
目录
地理分布成土条件气候植被地形、母质成土过程主要性状诊断层和诊断特性形态特征理化性质分类灰色森林土(Gray forest soil)褐土(Cinnamon soil)灰褐土(Gray-cinnamon soil)燥红土(Torrid red earth)利用与改良
地理分布弱淋溶土分布范围比较广,主要分布于欧亚大陆,非洲、南美洲、北美洲、大洋洲的半湿润半干旱地区,如前苏联的中南部,北美的中西部,南美的巴西高原和帕斯地区,非洲和大洋洲外缘,在我国主要分布在东北、西北和华北地区,大致由东北向西南方向延伸。
弱淋溶土世界面积约594.78万平方公里,占世界土地面积的4.3%。中国弱淋溶土面积约335379平方公里,占全国土地面积的3.5%。
成土条件气候弱淋溶土分布于温带、亚热带和热带地区,气候类型多样而且过渡性地带多,气候差异大,既有冬季长达6个月以上和有季节冻层发育的地带,又有长夏无冬,炎热干燥的环境;既有夏干冬雨的地中海式气候,亦有夏雨冬干的温带大陆性气候,表现出季节性的干旱,具有半湿润和半干旱的气候特征(表4-3-1)。植被弱淋溶土分布区的植被类型复杂多样。灰色森林土发育于温带森林草原或森林向草原过渡地区,自然植被以落叶阔叶林为主,其优势树种:在欧洲为栎、菩提、枫、桦和榛;在北美是白杨、云杉、冷杉、落叶松;在我国以杨、桦为主,也混有部分落叶松和云杉,林下为草灌植被。褐土分布区自然植被为常绿硬叶林、灌丛和森林草原,我国褐土地带的植被为中生夏绿阔叶林与灌丛,常见的阔叶树种有栎属、榆、槭等,杂生树种有油松、侧柏等,灌丛则由酸枣、荆条、黄栌等组成。灰褐土的自然植被主要有白桦、云杉、油松等。燥红土分布区的植被类型有热带稀树草原或热带稀树灌丛草原,灌木树种有刺篱木、刺针木、长韧木、酒饼勒、刺毒木等,禾本科草本以旱生性黄茅为主,常见耐旱植物有仙人掌、路兜树、霸王鞭等。地形、母质弱淋溶土,在我国多分布在山地、山丘或者丘陵地带中。燥红土所在地形为山坡地、河谷地或海岸阶地。成土母质有黄土、花岗岩、片麻岩、砂岩、页岩、泥板岩等风化物。灰色森林土的母质多为残积物和坡积物;褐土多为各种碳酸盐母质;灰褐土主要为黄土、也有花岗岩、砂岩、板岩等风化残积物或坡积物;燥红土的成土母质除了花岗岩、片麻岩风化物外,尚有老沉积物和局部的石灰岩风化物。发育在碳酸盐母质上的弱淋溶土其特性则表现得更为明显。
成土过程弱淋溶土的降水量介于淋溶土和钙积土之间,所以,有着比淋溶土较弱的淋溶作用和比钙积土较弱的钙化作用,其剖面的pH值比淋溶土高,比钙积上低,弱淋溶土兼有淋溶土和钙积土的形成特点,因此有些分类将弱淋溶土归入淋溶土纲、钙积土纲或富铝土纲。
弱淋溶土分布区一年中一般有一个降水时期而且雨热同季,但地中海沿岸地区则夏热干燥而冬暖降水,有利于岩石风化粘化层的形成和碳酸盐类的淋溶,由于降水量不很多,一年中有明显的干旱季节,因此,碳酸钙的淋溶都不深,在一定深度形成钙积层和粘化层。在半湿润半干旱森林草原或灌丛草原等植物下,有机质的腐殖质化比较好,剖面上部有机质和腐殖质含量亦较高,层次发育良好。
由于弱淋溶土分布范围广,气候类型多样,植被类型复杂,水热环境差异较大,弱淋溶土中各种土壤类型的形成亦有差异,例如灰色森林土,在半湿润冷凉条件下,腐殖质化过程较强,腐殖质层深厚,剖面中有二氧化硅粉末或在A层下有漂白层(E),E层以下往往有含较高的盐基百分数和大量的硅酸盐粘粒淀积的Bt层,但剖面中无钙积层,呈酸性反应,而褐土区降水量比灰色森林土区少,干燥性稍强,剖面物质淋溶不深,具有明显的粘粒层和碳酸钙层,呈中性至微碱性反应;灰褐土是灰色森林土和褐土之间的过渡类型,在形成上具有褐土的粘化、钙积作用,又具有灰色森林土的腐殖质累积过程,剖面呈中性至微碱性;燥红土在干热条件下,矿物风化程度低,脱硅富铝化作用不明显,淋溶作用不强,粘粒表面上有氧化铁富集,表层常有石灰反应,但没有钙积层,呈微酸性至中性反应等。
主要性状诊断层和诊断特性弱淋溶土,具有半干润土壤水分状况,具有暗色表层或淡色表层,有饱和硅铝层,变质粘化层或变质粘化特征,有或无游离CaCO3,多数pH>7,阳离于交换量和盐基饱和度较高。形态特征弱淋溶土的剖面层次分异不很明显,A层多为灰褐或褐色厚薄不一的腐殖质层,B层粘化层不很明显,但质地较表层和母质层粘重,在一定深处有钙积层(Bk),土体构型一般为A—B—C型。理化性质弱淋溶土的有机质含量多在20克每千克以上,高的可达130—170克每千克,腐殖质组成中一般以胡敏酸为主。阳离子交换量较高,可达30厘摩尔(+)每千克土,并以钙为主,镁次之,盐基饱和度较高,为70—90%,无或有石灰反应,pH6—7,碳酸盐母质上发育的pH>7.0,土壤质地多在粉壤土与粘壤土之间,心土层粘粒含量比表土层和底土层高,表现出弱粘化淀积作用,剖面中各层化学组成差异不明显,硅铝比率多大于2.0,粘土矿物多以水云母、蛭石为主。
分类弱淋溶土分为灰色森林土、褐土、灰褐土和燥红土,各土类及亚类性态特征分述如下:灰色森林土(Gray forest soil)亦称灰黑土,以前苏联分布最广,北美北部也有分布。在我国主要分布于大兴安岭中部,大致呈半月形围绕大兴安岭西坡及主脉分布,海拔在300—1100米之间,在大兴安岭南部主要呈小块状分布于昭乌达盟境内,高度约在1200—1400米到1800—1900米之间,分布于栗钙土和淋溶黑钙土之上;在新疆阿尔泰山和准噶尔盆地以西山地,海拔为1200—2500米左右,灰色森林土是新疆阿尔泰山区分布最广泛的森林土壤。
灰色森林土是弱淋溶土中具冷凉性土温状况的土类,具有暗色表层,饱和硅铝层,腐殖质向下淋溶的舌状物,腐殖质淋溶层结构体表面有SiO2粉末,pH<6.5。
灰色森林土的剖面构型为O—Ah—AhB—BC—C型,地表有厚约3—5厘米的枯枝落叶层,腐殖质层淋溶层呈暗灰或暗棕色,厚度20—40厘米,粒状或团块状结构,疏松,多根系,向下呈舌状过渡,结构体表面可见SiO2粉末,淀积层不明显,向下逐渐过渡到C层(图4-3-4)。
灰色森林土有机质含量表层多在20克每千克以上,碳酸钙受到强烈淋溶。通体无石灰反应,呈微酸性反应,pH6.0—6.5,阳离子交换量为30—60厘摩尔(+)每千克土,盐基饱和度可达90%,土壤质地多属粘壤土。B层粘粒含量较高为16%,A层和C层分别为13—14%和9—10%,剖面中粘粒化学组成差异不明显。
灰色森林土可分为下列亚类:
1.灰色森林土(Typic gray forest soil) 分布于阳坡或坡地下部稍干燥处,具有灰色森林土类的典型特征(图4-3-4)。
2.暗灰色森林土(Dark gray forest soil) 分布于阴坡或坡地上部较湿润部位。具稍粘淀积层,表层有机质含量较高,>30克每千克,腐殖质层较厚,可达30—50厘米,黑灰色。褐土(Cinnamon soil)褐土分布在欧洲地中海沿岸的西班牙和法国南部、巴尔干半岛、亚平宁半岛、土耳其、中亚和非洲北部、美国的加利福尼亚地区、墨西哥西部、智利中部以及澳大利亚西南角和阿德雷德地区,在我国,分布于华北平原、汾河谷地、关中盆地、冀北山地、晋中和晋南山地以及鲁中山地。
褐土是弱淋溶土中具有温性土壤温度状况、饱和淡色或暗色表层、饱和硅铝层、变质粘化层或变质粘化特征、pH>7的土壤。
褐土的剖面构型为Ah—B—BC—C型。表层为褐色腐殖质层,往下层逐渐变浅,厚度为20厘米左右,粘化层呈核状或块状结构,假菌丝状,粘化(BC)多为残积粘化和淋溶粘化相结合,呈红褐色,核状结构,有胶膜,厚度约10—50厘米左右,有CaCO3淀积,呈假菌丝状或结核状。
褐土表层腐殖质含量一般为10—30克每千克,呈中性至微碱性,pH值7左右,无或有碳酸钙反应,阳离子交换量7—17厘摩尔(+)每千克土,高的可达40厘摩尔(+)每千克,盐基饱和度80%以上。土壤质地在粉土至粘壤土之间,粘化层的粘粒含量高,可达26—30%,而表层多在15%以下,钙积层又降低,多低于10%。粘化层中,粘粒最高量出现于其上部,由此可见,褐土是以粘化为主,但也有粘粒聚积作用,土壤化学组成中,钙有明显移动,镁也有移动,剖面中硅铝率基本相同,均在3.3—3.7范围之内,只有氧化铁在粘化层中略有增高,粘土矿物以水云母、蛭石为主。
褐土分为下列亚类:
1.褐土(Typic cinnamon soil) 基本剖面性状同于前述剖面性状。表层一般无CaCO3反应,或弱CaCO3反应,其B层或B层以下有CaCO3假菌丝,全剖面CaCO3含量相差不大,一般为10—30克每千克土。
2.石灰性褐土(Calcic cinnamon soil) 剖面淋溶作用很弱,属于干旱型,全剖面CaCO3反应强烈,多发育在富含碳酸盐的母质上。
3.淋溶褐土(Luvic cinnamon soil) 多分布于褐土与棕壤过渡区,淋溶作用较强,剖面中无CaCO3反应,或仅C层具有CaCO3反应,pH6.5—7.5。
4.潮褐土(Culfivafed meadow cinnamon soil,or Chao cinnamon soil) 分布在地势较低或地下水位较高处,底层有锈纹锈斑,甚至有少量砂姜,表层开始有CaCO3反应,有机质含量较高。
5.燥褐土(Torrid cinnamon soil) 在我国主要分布于川西北岷江、大渡河、雅砻江、金沙江上游,海拔800—2600米的山地垂直带内,向下与燥红土过渡,年平均温度12—15℃,年降水量400—500毫米,自然植被为狼牙刺、仙人掌、高山栎等,农作物一年一熟至两熟。A层灰褐或棕褐色,B层有粘化,全剖面呈石灰反应,CaCO360—270克每千克,pH7—8,有一定粘化,呈黄棕色。
6.暗褐土(Dark cinnamon soil) 分布地区同于燥褐土,仅海拔高至2600—3600米。表层腐殖质增多为30—70克每千克,呈暗褐色,CaCO3明显下移,在粘化B层下有CaCO3积聚。灰褐土(Gray-cinnamon soil)灰褐土主要分布于我国的内蒙古的大青山——乌拉山、贺兰山、天山南北坡及帕米尔、西昆仑山等山地。
灰褐土是弱淋溶土中有冷性土壤温度状况、厚暗色表层、饱和硅铝层、变质粘化层或变质特征、pH为7左右的土壤。
灰褐土具有凋落物层,厚度为3—5厘米,松软腐殖质层,灰褐色,B层有弱粘化现象,呈棕褐色。
灰褐土有机质含量较高,表层为130—170克每千克,全剖面呈石灰反应,pH6.5—7.5,阳离子交换量与褐土近似,盐基饱和度高,土壤质地多属粉壤土,底土层较轻,表土层与心土层较重,粘粒的分布,表层约22—33%,心土层约37%左右,底土层的19%。
灰褐土可分为下列亚类:
1.灰褐土(Typic gray-cinnamon soil) 具有灰褐土类的典型特征。
2.淋溶灰钙土(Luvic gray-cinnamon soil) 一般分布部位较高,较湿润,全剖面弱或无CaCO3反应,底土层有CaCO3积聚。
3.石灰性灰褐土(Calcic gray-cinnamon soil) 全剖面呈强CaCO3反应,石灰含量可达50克每千克以上,pH7.5—8.0。燥红土(Torrid red earth)分布在热带地区,如非洲撒哈拉大沙漠南缘,沿纬线伸展,澳大利亚西部沙漠的北、东、南三侧,南美洲的格兰查科地区。在我国,主要分布在云南南部的金沙江、红河、怒江等河谷和海南岛西部,因具焚风效应等特殊气候影响,在云南横断山脉河谷区,一般限于海拔400—1300米左右,向上即过渡为燥褐土。
燥红土是弱淋溶土中,具热或极热性土温状况,有暗色或淡色表层,有效阳离子交换量为2.5—10厘摩尔(+)每千克粘粒,或阳离子交换量为5—16厘摩尔(+)每千克粘粒,且盐基饱和度≥35%的土壤。
燥红土剖面层次明显,土体构型为Ah—B(BCk)—BC(C)型,表土层20厘米左右,有机质积聚,呈暗褐色,向下过渡为红褐色的B层,质地轻壤至中壤,块状结构,整个土层厚度约1米左右,发育于石灰岩母质上,其心土或底土有石灰结核。
燥红土有机质含量可达30—40克每千克,但腐殖质累积量少,由于干旱,土壤淋溶性差,pH6—7,发育于石灰岩母质的pH值可达8左右,阳离子交换量,低的不到10厘摩尔(+)每千克土,一般为18—30厘摩尔(+)每千克土,盐基饱和度在80%左右,土壤风化不强烈,脱硅富铝化作用不明显,粘土矿物中有蛭石、蒙脱石,不含三水铝石,硅铝率2.0以上。
燥红土可分为两个亚类:
1.燥红土(Typic torrid red earth) 又称热燥红土,具有燥红土的典型特征,一般全剖面无石灰反应。
2.褐红土(Brown-red earth) 又称干燥红土,主要分布于金沙江1300米以下的干燥河谷及元谋、宾川坝子,降水量700毫米,蒸发量大于降水量5—6倍。土壤表层有机质可下降到20—30克每千克,剖面下部可出现弱的至强的石灰反应。
利用与改良弱淋溶土的利用是多种多样的,灰色森林土多分布于山地,土壤肥沃,宜发展林业,主要发展杨、桦树,应以桦木为主,同时营造落叶松、樟子松、云杉等优良速生林。在居民点附近,坡度小处,宜种植粮食作物和蔬菜,如春小麦、燕麦等。褐土分布区主要种植小麦、玉米、棉花,间种谷子、甘薯、大豆、经作黄烟等,山麓丘陵上宜发展各种果树,如苹果、柿、桃、李、杏、核桃以及葡萄等。山地宜种植侧柏、刺槐、紫穗槐等,间种牧草,保水固土,林牧结合。灰褐土多分布在山地,主要宜发展林业,发展白桦、山杨、油松、杜松或云杉林等。燥红土地处热带,宜发展热带作物,如剑麻、番麻等,在解决了灌溉问题的地方可发展水稻、甘蔗、木瓜、西瓜、花生等。
弱淋溶土存在的主要问题是干旱缺水,因此,兴修水利发展灌溉,增加有机质,植树造林,水土保持,保持地力,因土制宜进行农林布局是主要改良方向。