第四章土壤分类理论、方法一、土壤分类的目的和意义土壤分类是根据土壤的发生发展规律和自然性状,按照一定的分类标准,把自然界的土壤划分为不同的类别。土壤分类,是土壤科学发展水平,尤其是土壤地理学和发生学发展水平的标志。土壤分类是土壤调查和制图的基础和工具,是合理利用土壤资源、发挥土壤生产潜力,进行土地评价和土地利用规划,推广农业技术的依据,是国内外土壤科学信息交流的重要媒介。分类的成果,在理论上反映土壤科学发展水平,在实践中为农业生产服务。土壤分类因其发生、属性的研究而不同,迄今为止国际上尚没有统一的分类体系。(一)土壤发生学分类1、理论依据观点:强调土壤与成土因素与地理景观之间的发生联系,以成土因素和其对土壤发生的影响为土壤分类的理论基础,结合成土过程和土壤属性作为土壤分类的依据。(依据地理分布规律性)代表国家:前苏联、越南、缅甸和东欧的一些国家二、世界土壤分类简介土壤发生学分类理论基础是道库恰耶夫的成土因素学说。土壤随成土因素的变化而变化,成土因素中的气候有分布规律,故产生的土壤亦具有地理分布规律。因此,土壤分类应以土壤形成与演化的地理环境作为主要依据。现代土壤发生学分类强调成土条件、成土过程和土壤属性三个因子的结合。2、代表分类体系——前苏联土壤分类前苏联的土壤分类为地理发生学分类,以伊万诺娃1976年出版的《苏联土壤分类》为代表。(1)分类的基本原则以土壤发生学为理论基础,以土壤形成条件、过程、和属性(土壤形态和微形态特征、土壤物理、化学、物理化学、矿物生物特征等)相结合为分类依据。(2)分类单元分类系统共分土类、亚类、土属、土种、亚种、变种、土系、土相等8级。3、发生学分类的缺点:(1)分类依据侧重成土因素,对土壤本身属性研究不足;(2)侧重研究中心地带的典型土壤类型,对过渡带土壤注意不足;(3)指标界限不明确,定量化不足;(4)过分强调地带性因素,将自然带与土壤带混淆;(5)侧重自然土壤,对耕作土壤注意不足;(6)连续命名法比较拖沓冗长,不便使用。(二)土壤诊断学分类——属美国首创1、理论依据观点:分类依据的具体指标是可以直接感知和定量测量的土壤属性,划分的标志是诊断层和诊断特性。诊断层:用于鉴别土壤类型,在性质上有一系列定量说明的土层。诊断特性:能够鉴别土壤类型,并有定量指标的土壤性质。代表国家:世界上有45个国家直接使用美国土壤分类系统,80个国家做为第一和第二分类方案,FAO/UNESCO采用。2、美国土壤系统分类美国土壤的诊断分类自20世纪50年代开始制订,1975年正式出版《土壤系统分类》一书。成为国际土壤分类历史上又一次巨大变革的起始。(1)分类单元及划分原则美国土壤系统分类中土壤按照土纲、亚纲、土类、亚类、土族及土系等划分6级。图美国土壤系统分类土纲与母岩风化、土壤发育相互关系图式(2)美国土壤诊断分类的优缺点优点:①分类指标以诊断层和诊断特性为主,利于观测与度量。②分类的属性的数据库建设,为自动分类提供了可能。③采用拉丁文和希腊文的拼缀命名,简明扼要,易理解。缺点:①分类指标过于繁琐,且某些高级单位概括过广,如淋溶土的淋溶过程的物质差异较大;干旱土包含钙积土、发育程度低的土壤及盐分引起的生理干旱土等。②美国土壤分类未重视耕作土。③土系未反映根系生长,且土系间缺乏联系。④诊断层、诊断特性的定义和划分还有争议的地方。第二节中国土壤分类引言中国土壤的地理发生学分类中国土壤系统分类一、引言我国土壤分类研究大致分三个时期:1949-1953:继承先前所建立的土壤分类系统;1954年后,开始土壤发生学分类研究1980年后,开始以诊断层和诊断特性为依据的土壤系统分类第二次土壤普查的土壤分类系统(1988)属发生学分类。南京土壤所组织了1991年《中国土壤系统分类》属诊断分类。土壤学会拟订的《全国土壤分类暂行草案(1978)》及二次普查后汇总的中国土壤分类系统(1988)是我国土壤发生学分类的典范。(一)分类的原则发生学原则:以成土因素、成土过程及土壤属性为基本分类依据,把土壤作为历史自然体进行分类。统一性原则:将耕种土壤与自然土壤统一分类,揭示其发生上的联系与演变规律。二、中国土壤的地理发生学分类(二)分类系统与分类依据二次普查的中国土壤分类系统,采用土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种、变种7级分类,以土类和土种为基本分类单元。1、土纲:根据土类间的发生联系与性状上的的共性概括为土纲,全国分铁铝土、淋溶土、半淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、盐碱土、人为土、高山土等12个土纲。2、亚纲:根据成土过程中土壤水分与温度的差异将土纲划为不同的亚纲。铁铝土纲分为湿热铁铝土和湿暖铁铝土两个亚纲。3、土类:分类基本单元,是在一定综合自然条件或人为因素下,经过一个主导或几个附加次要成土过程,具有一定相似发生层次。划分依据:地带性土壤类型与生物、气候条件吻合;非地带性土壤类型受母质性质、潜水位高低的影响。在自然或人为作用下,具有一定特征的成土过程:灰化过程或潜育化过程、粘化过程、富铝化过程、熟化过程每一个土类具有独特的剖面形态及相应属性,尤其具有鉴定土壤类型的诊断层,灰化层、粘化层、潜育层等同一土类内,具有相似的肥力特征和改良利用方向与途径,如红壤的酸性、盐碱土的盐基离子含量、褐土的干旱问题等。4、亚类:土类内根据不同发育阶段与不同土类间的过渡,进一步划分所得。褐土分为淋溶褐土和石灰性褐土主要成土过程中附加的次要成土过程,盐土和草甸土间的过渡类型:草甸盐土亚类和盐化草甸土亚类。5、土属:土属是土类内由于地方性因素导致的区域性差异a)成土母质型:残积、洪积、冲积母质;酸性、基性母岩风化物b)地形部位特征:岗坡地——干燥、温暖;洼地或阴坡——冷湿。c)水文地质条件:地下水矿化度、土壤化学组成d)古土壤残留特征:残余盐土、残余沼泽土、残余干旱土e)耕作影响:某些农业土壤,如黄垆土、黄刚土等6、土种:基层分类的基本单元。同一土种发育在相同的母质上,具有相似发育程度和剖面层次排列。主要发生层的排列顺序、厚度、质地、结构、颜色、有机质含量和pH值基本相似,量上稍有差异。7、变种:土种内根据某些性状的差异,如表土的质地变化;表土层下次要的质地层次出现;质地层次厚度或层位变异等。采用分级命名与连续命名相结合的方式土纲、土类可单独命名,亚纲、亚类、土属、土种变种则采用连续命名法。亚纲名称为在土纲名称前加形容词;土类名称以习惯名称为主;亚类名称为在土类名称前加形容词构成;土属名称从土种中概括选择;土种和变种名称从当地土壤俗名中提炼而得。(三)中国土壤地理发生学分类的命名系统中国土壤分类系统(二次普查后1988年出版):共分12个土纲、27个亚纲、60个土类、234个亚类。土纲亚纲土类三、中国土壤系统分类进展(诊断分类)1985年我国开始了中国土壤系统分类研究;1999年出版了《中国土壤系统分类——理论方法实践》专著(一)中国土壤系统分类的特点(1)以诊断层和诊断特性作为土壤分类的基本依据;(2)以土壤发生学理论为指导;(3)面向世界与国际接轨;(4)充分注意中国土壤特色。(二)中国土壤分类系统拟定的诊断土层和诊断特性中国土壤系统分类共建立了33个诊断层,其中包括11个诊断表层,20个诊断表下层,2个其他诊断层;建立了25个诊断特性和20个诊断现象。1、诊断层用于鉴别土壤类型,在性质上有一系列定量说明的土层(1)诊断表层(A或A+AB)(2)诊断表下层(B或E)(1)诊断表层(A或A+AB)Anthropic人为表层:P2O5,磷肥使用造成磷的累积。Plaggen草垫表层:人造表层厚度50cm诊断表层epipedon厚度cmOMg/kgBS(盐基饱和度)%Histic有机表层20200-300有水分饱和期泥炭化Mollic暗沃(松软)181050%Umbric暗瘠(暗色)181050%Ochric淡薄(淡色)18或10(2)诊断表下层及其他层次(B层)淀积粘化层高岭层耕作淀积层碱化层:棱柱状或柱状结构的淀积粘化层,交换性钠离子在15%以上。腐殖质淀积层:B层腐殖质积累灰化淀积层:活性无定形物质沉淀,有机质和铝薄层铁磐层:黑色、暗红色的硬磐,由铁、锰及有机质胶结而成,2-10cm雏形层:蚀变层,沙性物质为主体氧化层:风化度高,富含低价阳离子的粘粒和氧化物硬磐:硅胶结层脆磐:湿时破碎漂白层:粘粒和氧化铁漂洗,SiO2残留,灰化过程钙积层:15cm以上,15%的CaCO3石膏层:15cm以上,5%以上的CaSO4·2H2O石化钙积层:石灰胶结石化石膏层:石膏胶结积盐层:15cm以上,富含易溶性次生盐类含硫层:pH值在3.5以下,有黄钾铁钒黄斑2、诊断特性具有定量规定的土壤形态的、物理的、化学的性质,它可以是诊断层中的性质,也可以是非诊断层的性质。一般,土壤水分状况和土壤温度状况是常用的诊断特性。3、诊断现象在性质上已发生明显变化,不能完全满足诊断层或诊断特性所规定的条件。(三)中国土壤系统分类系统与各级分类依据中国土壤系统分类共分6级,土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系。1、土纲:最高级分类单元,根据反映主要成土过程的诊断层或诊断特征划分。(教材183页)(1)根据主要成土过程产生的性质划分;(2)根据影响主要成土过程的母质性质划分;2、亚纲:土纲的辅助分类单元,根据同一土纲内,成土过程中主导因素的差异划分。如硅铝土分为常湿润硅铝土、湿润硅铝土、半干润硅铝土和滞水硅铝土。3、土类:亚纲的续分,根据反映主要成土过程强度或次要成土因素的土壤性质差异来划分。4、亚类:土类的辅助级别,根据是否偏离土类中心,是否具有附加过程的特性及是否具有母质残留特性划分。5、土族:基层分类单元,是在亚类范围内反映与土壤利用管理有关的土壤理化性质发生明显分异的续分单元。6、土系:最低级别的基层分类单元。按发生亚类代表性剖面的土壤类型参比(中国科学院南京土壤研究所土壤系统分类课题组编制,2003,06,17)图04-8热带雨林及南亚热带常绿林地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-9中亚热带常绿林地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-10北亚热带常绿落叶林及暖温带阔叶林地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-11暖温带灌丛森林及中温带阔叶林地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-12中温带湿润地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-13中温带半湿润草甸草原与半干旱草原地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-14温带干旱荒漠化草原与草原化荒漠地区的土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-15非地带性土壤(据全国农业区划委员会,1987)图04-16高山土壤(据全国农业区划委员会,1987)