土壤地理学-第7章--主要土纲特征

第7章主要土纲特征7.1森林土纲系列7.2草原与荒漠土纲系列7.3水成型土纲系列7.4过渡土纲系列7.5岩成型土纲系列7.6人为土纲思考题与个案分析教学重点1.了解中国土壤系统分类中土纲的形成条件、主导成土过程、诊断层及诊断特性。2.掌握14个土纲之间具有明显的发生联系、形态特征以及空间分布联系。3.熟悉14个土纲与美国土壤系统分类、联合国FAO土壤制图单元的相互参比关系。关键词森林土纲系列(forestsoilordersystem)草原与荒漠土纲系列(steppe-desertsoilordersystem)水成型土纲系列(hydromorphicsoilordersystem)过渡土纲系列(transitionalsoilordersystem)岩成型土纲系列(lithomorphicsoilordersystem)人为土纲(anthropogenicsoilordersystem)知识结构第7章主要土纲特征中国土壤系统分类将中国境内的所有土壤划归为14个土纲，这些土纲之间的发生联系，如图7-1所示。图7-1中国土壤系统分类单元土纲发生系列示意图(据龚子同，1999年资料改编)按土壤景观特征可将14个土纲归并为：•土壤形成发育主系列，即新成土－干旱土－均腐土－灰土－淋溶土－富铁土－铁铝土；•过渡系列：新成土－雏形土－变性土；•副系列：水成型的盐成土－有机土－潜育土；岩成型的新成土和火山灰土；人为土。7.1森林土纲系列森林土纲系列是土壤形成发育主系列的重要组成部分，它包括有灰土、淋溶土、富铁土、铁铝土等土纲。7.1.1灰土1.地理分布和成土因素灰土广泛分布于北半球高纬度地区，即寒温带针叶林气候区。在欧亚大陆北部和北美大陆北部呈现纬向地带性分布。在中国，灰土分布区相对教小，灰土主要集中分布于大兴安岭北端。2.成土作用与土壤性状特征在寒温带湿润的气候条件下，针叶林对土壤有机物累积过程具有重要的作用，强酸性化合物将矿物分解成为各种氧化物，并使土体发生分异，其土壤剖面特征，如图7-2和图7-3所示。图7-2灰土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-3中国灰土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.灰土分类与利用灰土可划分为腐殖灰土和正常灰土两个亚纲。中国灰土区属于重要的原始林区，由于初夏大量冰雪融化水与降雨注入土壤，再加土壤心土层还处于冻结状态，极易造成严重的土壤侵蚀，导致针叶林-灰土生态系统的崩溃。7.1.2淋溶土1.地理分布和成土环境淋溶土广泛分布于温带湿润气候区，淋溶土约占全球陆地面积的14.7%，横跨了5个大自然带。中国淋溶土从寒温带、温带、暖温带到亚热带均有分布，约占中国土地面积的13%(约125104km2)。2.主导成土过程与特性淋溶土具有淀积黏化和次生黏化作用。淋溶土的土体构型为O－A－Bt－C。土壤剖面通体无石灰反应，土壤呈微酸性至酸性，pH值多为6.0~7.0，土壤阳离子代换量较高，淋溶土质地黏重，次生黏土矿物以2：1型水云母、蛭石为主，如图7-4和图7-5所示。图7-4淋溶土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-5中国淋溶土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.分类与利用淋溶土纲分为冷凉淋溶土、干润淋溶土、常湿淋溶土和湿润淋溶土4个亚纲。淋溶土是中国重要的森林土壤资源，也是重要的农业土壤资源，因气候湿润易发生水土流失，在利用中应加防治。7.1.3富铁土1.地理分布和成土环境富铁土广泛分布于世界亚热带地区。在中国富铁土则广泛分布在江苏、江西、浙江、安徽、湖南、湖北、四川、福建大部分地区，以及广东、广西、海南、台湾、贵州、云南、西藏部分地区。2.主导成土过程与特性其主导成土过程有：中度风化作用、强烈盐基淋失作用、明显脱硅和铁铝氧化物富集作用。富铁土的土体构型为Ah－Bs－C。土壤剖面通体呈酸性或强酸性，土壤质地黏重，黏粒硅铝率在2.0~2.4之间，黏土矿物以高岭石为主，如图7-6和图7-7所示。图7-6富铁土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-7中国富铁土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.分类与利用富铁土分为干润富铁土、常湿富铁土、湿润富铁土3个亚纲。富铁土区降水和热量丰富，可种植各种经济作物或粮油作物，生产潜力很大。但因质地黏重，易于遭受侵蚀，在开发利用应加防范。7.1.4铁铝土1.地理分布和成土因素铁铝土广泛分布于世界热带雨林气候区、热带季雨林气候区和热带海洋性气候区。在中国铁铝土分布于海南、广东、广西、福建、台湾及云南等省区。2.主导成土过程与特性其主导成土过程包括：土壤矿物的高度风化分解、盐基元素强烈淋失、硅酸强烈淋失与氧化铁氧化铝的相对富集、强烈的生物富集过程。铁铝土土体构型为：Ah－Bms－BC－C。其pH值在4.5~5.0之间，潜在酸度较强，质地黏重，黏粒含量大于50％，黏粒硅铝率在1.5~1.8之间，如图7-8和图7-9所示。图7-8铁铝土土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-9中国铁铝土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.分类与利用铁铝土在中国分布面积较小，故只有湿润铁铝土一个亚纲。铁铝土中原有有机质迅速分解，作物携出、淋洗、侵蚀作用都会招致土壤中氮素大量损失。因此，在生产中需要采取各种措施，维持土壤氮素水平，再种植热带经济作物，如油棕、咖啡、橡胶、柠檬、可可等。草原与荒漠土纲系列包括：均腐土、干旱土两个土纲。这些土纲主要分布在干旱、半干旱气候区，其土壤的共同特征是土壤剖面通体具有石灰发应，土壤具有干旱土壤水分状况或半干润土壤水分状况。7.2草原与荒漠土纲系列1.地理分布和成土环境均腐土分布于世界温带半干旱及半湿润气候区。在中国均腐土分布在温带、暖温带半干旱、半湿润区，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山西、陕西等省区。7.2.1均腐土2.主导成土过程和特性其主导成土过程有腐殖质积累作用和钙积作用。土体构型为Ah－AB－Bk－C。土壤pH值在7.0~8.0之间，盐基饱和，代换性盐基以钙、镁离子为主，土壤次生黏土矿物以2：1型伊利石为主，在土体下部常有弱黏化，如图7-10和图7-11所示。图7-10均腐土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-11中国均腐土剖面及其性状图(据龚子同，1999)4分类和利用均腐土可分为干润均腐土、湿润均腐土、岩性均腐土3个亚纲。均腐土区植被以羊草、针茅、杂类草为主，是良好的放牧场和割草场，适宜于各种家蓄饲养，尤其大畜发展。应根据土壤特点，因地制宜地安排农牧林业用地，建立林网粮草轮作制度，促进农牧林业全面发展。1.地理分布和成土因素干旱土广泛分布于热带、亚热带和温带干旱区。在中国干旱土广泛分布于西部，包括新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、青海和西藏省区。7.2.2干旱土2.主导成土过程和土壤特性其主导成土过程有干旱表层的形成、钙积过程、石膏化过程和盐积过程。干旱土的表土层由特征表土、孔泡结皮层和片状层组成，如图7-12和图7-13所示。图7-12干旱土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-13中国干旱土剖面及其性状图(据龚子同，1999)4.分类和利用根据土壤温度状况可以将干旱土细分为寒性干旱土、正常干旱土2个亚纲。干旱土是受干旱因素控制最强的土纲，这里没有灌溉，就没有农业。水成型土壤系列包括盐碱土、有机土、潜育土和冻土。在目前世界主要的土壤分类系统中均未将冻土作为一个独立的土壤分类单元划分出来，但冻土是土壤圈与水圈、大气圈相互作用最为密切的部分之一，因此，冻土已成为全球变化研究的重要议题。7.3水成型土壤系列1.地理分布和成土因素盐成土主要分布在干旱、半干旱和半湿润区的低平洼地、滨海平原以及红树林区。盐成土是在气候、地形、地质水文等自然因素和人为因素综合作用下，盐类直接参与成土过程而形成的。7.3.1盐成土2.主导成土过程和土壤特性其主导成土过程有盐化过程和碱化过程。盐成土表层常有白色或灰白色盐分富集，盐成土中的碱土则具有特殊的土体构型，即E－Btn－Bz－C型。盐成土有机质含量低，pH值高，土壤结构差，盐分含量高或代换性钠离子含量高，如图7-14～7-17所示。图7-14内蒙古鄂托克旗巴音陶亥乡南侧土壤盐化断面图图7-15内蒙古合洞察汗湖沿岸土壤盐碱化过程分异图式图7-16中国盐成土剖面及其性状图(据龚子同，1999)图7-16盐成土景观图3.分类与改良利用盐成土细分为碱积盐成土和正常盐成土2个亚纲。盐成土分布区是水资源相对丰富的区域，也具有发展农牧业的巨大潜力。只要坚持“因地制宜、综合治理”的原则，并采取综合治理措施，就能适度开发利用盐成土资源。1.地理分布和成土条件有机土分布极为广泛：从寒带到热带、从沿海区到内陆区、从平原区到高山区。只要是气候湿润、因地表富集水分和养分而通气状况较差的地段，都有可能分布有机土。在中国有机土分布于东北三江平原、青藏高原东北部边缘。7.3.2有机土2.主导成土过程和土壤特性有机土的主导成土过程是沼泽化过程。土体构型为H－G，泥炭层(H层)有机质含量可达500g/kg，以黑棕色或灰棕色为主，潜育层(G层)因受还原过程影响，以灰绿色、浅蓝色为主，土壤质地多为壤黏质，土体紧实，常有锈纹斑物，如图7-18和7-19所示。图7-18有机土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-19中国有机土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.分类与利用有机土分为永冻有机土和正常有机土2个亚纲。有机土含有大量有机物和氮素，再加平坦的地形，更有利于开发利用。但因有机土过湿、土壤比热大、解冻升温缓慢，磷、钾等矿质养分含量偏低，故在垦殖时需修建排水系统，增施矿质养分。1.地理分布和成土条件潜育土的形成发育总是和低洼地形相联系，全球潜育土集中分布在欧亚大陆的北极苔原带。中国潜育土分布在东北地区和大江大河中下游地区。7.3.3潜育土2.成土过程和土壤特性其主导成土过程有强烈的还原过程和有机质的积累与分解。潜育土土体构型为A－G型。表土层有机质累积明显，土壤腐殖质呈现泥质腐殖质，潜育层则是还原过程的产物，有少量锈斑纹、铁锰凝团、结核或铁锰管状物，如图7-20所示。图7-20中国潜育土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3.分类与利用潜育土分为永冻潜育土、滞水潜育土和正常潜育土3个亚纲。潜育土作为湿地土壤的组成部分，既是可垦耕地的重要后备资源，又是保护生态环境和维护生物多样性的重要基地。7.3.4冻土1.地理分布和成土条件冻土分布于高纬度地区和高海拔地区，北冰洋沿岸地区是冻土的主要分布区。据统计全球冻土总面积约5.9×106km2，占陆地总面积的5.5%，故有学者将冻土与冰雪合称为冰冻圈。在中国冻土分布在大小兴安岭山区、西部高山区及青藏高原。2．成土过程和土壤特性在冻土形成发育过程中生物化学风化相对微弱，而土壤物理风化强烈，季节性冻融过程会形成石环、石河等。冻土土层浅薄，典型冻土的土体构型为Oi－Cg层，即表层泥炭层(Oi层)，下层为滞水潴育母质层(Cg层)，如图7-21和图7-22所示。图7-21冻土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-22中国南极长城站地区冻土剖面及其性状图(据赵烨，1999)4．分类与利用赵其国建议在中国土壤分类方案中将冻土列为独立的土纲，下设正常冻土、高寒冻土亚纲。冻土由于热量条件差，再加养分贫乏，故开发利用价值不大。冻土在全球变化、自然地理学研究中有重要的作用，当今学术界十分关注全球变化与冻土之间的相互影响。7.4过渡土纲系列7.4.1变性土1.地理分布和成土条件变性土分布于亚热带季节性干旱区。在中国，变性土多零散地分布于安徽、河南、江苏、山东、湖北等省。变性土集中分布于大河湖的平原或河谷阶地等低平地区，以及台地丘陵的坡麓或低洼处。2．成土过程和土壤特性其主导成土过程有土壤扰动过程和矿物蒙脱化过程。变性土剖面通体相对均一，土壤剖面中层次分异模糊，其土体构型大致为耕作层(Ap层)－蒙脱石聚集及矿物风化层(Bw层)－钙化母质层(Ck层)，如图7-23和图7-24所示。图7-23变性土剖面图(据美国农业部资料，1998)图7-24中国变性土剖面及其性状图(据龚子同，1999)3．分类与利用变性