關(guān)欣,李巧云,張鳳榮
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) a.資源環(huán)境學(xué)院;b.生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南 長沙 410128;2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,北京 100094)
中國土壤系統(tǒng)分類是以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)的定量分類[1],它既充分吸取了國際土壤分類的成熟經(jīng)驗,又保持了中國的特色;既能利用土壤信息系統(tǒng)建立土壤數(shù)據(jù)庫,又便于國際交流和參比,同時還有利于實際應(yīng)用,其中心概念、邊界定義和劃分指標(biāo)明確,可檢索,對實現(xiàn)中國土壤分類科學(xué)化、規(guī)范化和自動化具有重要意義[2]。中國已有土壤資料是在長期應(yīng)用土壤發(fā)生分類體系條件下積累起來的,反映第 2次全國土壤普查成果的《中國土壤》雖然吸收了系統(tǒng)分類的某些先進(jìn)經(jīng)驗,但仍屬發(fā)生分類體系;因此,開展中國土壤系統(tǒng)分類與發(fā)生分類的參比,對發(fā)展中國土壤科學(xué)不僅具有承上啟下的作用,而且具有重要的現(xiàn)實意義。筆者根據(jù)成土條件,對新疆平原土壤進(jìn)行發(fā)生分類和系統(tǒng)分類的參比,旨在為其科學(xué)分類提供依據(jù)。
新疆總面積為1.663 1×106km2,其中,平原(盆地)面積8.445×105km2,占總面積的51.8%。在平原(盆地)中分布著約 4.22×105km2的沙漠[3]、2.08×105km2的戈壁和 7.07×104km2的綠洲[4],它們分別占平原(盆地)面積的 50%、24%、8.4%。由于受水熱條件、中小地形、母質(zhì)、新構(gòu)造運動和人類活動的影響,新疆平原土壤呈現(xiàn)特有的分布規(guī)律:在準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地周緣山前傾斜平原及東疆戈壁是干旱土;廣闊的沙丘為新成土;河流兩岸的河漫灘、低階地,湖泊四周的湖積平原及扇緣為雛形土、潛育土和鹽成土;綠洲中則為雛形土和人為土。其分布規(guī)律見圖1。
圖1 新疆平原土壤分布規(guī)律Fig.1 Distribution rules of plain soils in Xinjiang
新疆平原氣候干旱,降水稀少,北疆年降水量少于200 mm,東疆和南疆低于50 mm,其中,且末、若羌一帶僅 20 mm左右,托克遜平均只有6.9 mm[5]。降水多以暴雨形式降落,蒸發(fā)量高達(dá)1 500~3 000 mm以上,干燥度[6]>3.5(表1)。氣溫變化大,日較差一般為14~20 ℃,最大可達(dá)31 ℃;年較差一般為 30~50 ℃,最大可達(dá) 50~60 ℃以上,距地面50 cm處土溫高于8 ℃。風(fēng)的作用顯著,年平均風(fēng)速 1.5~5.0 m/s,最大可超過 20 m/s,一些風(fēng)口附近有 40~50 m/s的大風(fēng),能搬運山前平原上直徑20~40 mm的礫石,形成礫石坡[7]。在這種嚴(yán)酷的環(huán)境下,植被成分簡單,多為肉汁、耐旱種屬(主要是超耐旱生的灌木、半灌木及小半灌木);植被覆蓋度小,常出現(xiàn)大面積的不毛之地[8-9]。
表1 新疆平原(盆地)水熱狀況Table 1 The condition of water and heat in the plain of Xinjiang(basin)
根據(jù)新疆第 2次土壤普查結(jié)果,按照現(xiàn)行發(fā)生分類,新疆平原區(qū)主要有 19個土類,12個亞綱,7個土綱,與其相對應(yīng)的各級系統(tǒng)分類單元見表2。對比2種分類系統(tǒng)不難看出,發(fā)生分類的分類單元與系統(tǒng)分類的相應(yīng)單元并非一一對應(yīng)關(guān)系,即發(fā)生分類的同種亞類在系統(tǒng)分類中可出現(xiàn)多種類別,并且分類級別有所提高,提高到土類一級,如:棕鈣土亞類對應(yīng)鈣積寒性干旱土和鈣積正常干旱土;鹽化棕鈣土對應(yīng)鈣積正常干旱土和鹽積正常干旱土;林灌草甸土對應(yīng)淡色潮濕雛形土和沖積新成土等。由表 2還可看出,某些發(fā)生分類的土類在系統(tǒng)分類中的地位變化較大(土綱級),如土質(zhì)初育土綱的龜裂土并未歸為新成土,而是歸為正常干旱土,其下根據(jù)鹽積黏化層的有無分為 3個土類,這是因為龜裂土具有干旱的表層和特有的漠境表下層(鹽化層、黏化層和雛形層)。殘余泥炭沼澤土一部分轉(zhuǎn)為簡育正常潛育土,另一部分改為斑紋干潤雛形土。殘余泥炭沼澤土主要分布在新疆塔城和巴音郭楞蒙古自治州兩地,面積約1.64萬hm2,其中1.3萬hm2辟為耕地,它們早已脫離地下水的影響(目前地下水位在5 m左右)。一些自然土仍保持著20 mm厚的殘余潛育層,開墾后表層有機(jī)質(zhì)含量大大降低,殘余潛育層變淡并出現(xiàn)銹紋銹斑,故定為斑紋干潤雛形土較合適。在漠境鹽土中,有些殘余鹽土和干鹽土具有干旱表層的特征,故劃為石膏和鹽積正常干旱土。此外,棕鈣土、灰鈣土、灰漠土、灰棕漠土及棕漠土均被檢索出石膏正常干旱土。
表2 新疆平原土壤發(fā)生分類與系統(tǒng)分類的參比Table 2 Comparison and reference of the plain soil between Chinese soil taxonomy and genetic classification in Xinjiang
續(xù)表
續(xù)表
在發(fā)生分類中,土類主要是根據(jù)成土條件、成土過程及由上述條件和過程產(chǎn)生的主要屬性劃分的;因此,中心概念清楚,但邊界定義模糊,有時難以確定土類的界限。然而,在系統(tǒng)分類中,土類是根據(jù)成土過程所表現(xiàn)的性質(zhì)劃分的,并且將這些性質(zhì)定量化,如:鈣化過程反映的鈣積層和鈣積現(xiàn)象;堿化過程反映的堿積層、黏化層現(xiàn)象;潴育化過程所反映的氧化還原特征等都賦予數(shù)量閥值。因為有定量指標(biāo),故界限明確。此外,系統(tǒng)分類是通過檢索表確定各級分類單元的具體位置,檢索表采用按序排除法,檢索到最后是“混雜”的分類單元。隨著資料的積累和研究的深入,該“混雜”單元將會逐漸“純化”。
需要特別指出的是,與山區(qū)干潤均腐土相鄰的部分平原干旱土,由于其50 cm深處的土溫低于8℃,應(yīng)當(dāng)屬于寒性干旱土亞綱,在表2 中未列出。
a. 關(guān)于干旱表層的問題。由于干旱、干濕交替、冷熱交替和風(fēng)蝕、風(fēng)積使干旱土表層產(chǎn)生特有的地表特征;因此,以干旱表層作為干旱土綱的鑒別依據(jù),既符合實際又實用,解決了大部分干旱和荒漠土壤的分類地位問題,無疑是干旱土系統(tǒng)分類的重大進(jìn)展。然而,修訂的干旱表層其定義和范圍仍不完善,有部分干旱和荒漠土的分類地位尚不明確,如:棕鈣土、灰鈣土和漠土的灌耕亞類,或一些種植時間短、尚達(dá)不到灌耕亞類的上述土類,按干旱表層的定義,它們已不符合干旱表層所規(guī)定的特性,不應(yīng)歸之于干旱土綱。就其本質(zhì)而言,應(yīng)該屬于干旱土。此外,某些昆侖黃土母質(zhì)的棕漠土也不具備干旱表層所規(guī)定的特征,也會被排除在干旱土綱之外,因此,干旱表層的定義和范圍尚需進(jìn)一步研究、完善。
b. 關(guān)于荒漠草原土壤和荒漠土壤的問題。在發(fā)生分類中,棕鈣土和灰鈣土屬干旱土綱、干溫干旱土亞綱,是草原向荒漠過渡的土壤,其中,棕鈣土分布在溫帶,灰鈣土分布在暖溫帶。實際上,新疆的灰鈣土分布在溫帶(伊犁盆地),對此,有人解釋為伊犁冬季偏暖,接近暖溫帶氣候。灰漠土、灰棕漠土和棕漠土屬于漠土綱,其中,棕漠土分布于暖溫帶,屬于暖漠土亞綱,灰漠土、灰棕漠土在溫帶,屬于溫漠土亞綱。長期的干旱和荒漠土研究及實踐表明,棕鈣土和灰鈣土既具有草原土壤的弱鈣積和弱腐殖質(zhì)積累的特點,又有荒漠土壤的表層礫石化、孔狀結(jié)皮化、表下層鐵質(zhì)黏化及深層石膏、鹽分淀積的特征,與荒漠土壤有顯著區(qū)別,應(yīng)該在分類中有所反映。為此,建議在干旱表層中增加腐殖質(zhì)含量和顏色的指標(biāo),在亞綱中加以區(qū)分。
在荒漠土壤中,灰漠土與棕漠土和灰棕漠土的區(qū)別較明顯,也是被多數(shù)人接受的。棕漠土和灰棕漠土除了分屬于 2個不同氣候帶外,性質(zhì)上并無太大差別,很早就有人建議將其合并為一個土類。然而,在系統(tǒng)分類中,將上述2個土綱的5個土類重新組合,將性狀差別較大的土類混合在一起,可能會在實際應(yīng)用中產(chǎn)生某些新的問題。
筆者認(rèn)為,棕漠土和灰棕漠土多為粗骨性母質(zhì),部分棕漠土可發(fā)生在黃土母質(zhì)上,2種母質(zhì)對土壤的作用迥然不同,由此產(chǎn)生的土壤性狀差異顯著;因此,最好將具有粗骨性母質(zhì)的棕漠土和灰棕漠土合為同一土類,將黃土母質(zhì)的棕漠土單獨列出。
c. 關(guān)于干旱土亞綱的劃分指標(biāo)問題。在干旱土亞綱劃分中,以土表下50 cm深處、年平均0~8 ℃的地溫為指標(biāo)[6],原意是區(qū)分高海拔(3 500 m以上)和低海拔的干旱土[10]。根據(jù)新疆土壤普查和氣象資料[11],鄂爾齊斯河高階地(海拔 740 m)上的棕鈣土,年平均氣溫只有 2~4 ℃,夏季平均氣溫高于 15 ℃,另有一些石膏灰棕漠土年平均氣溫低于6 ℃,50 cm深處的地溫也低于8 ℃,按劃分指標(biāo),這些平原土壤將被歸入寒性干旱土。由于地溫小于 8 ℃是借用美國的指標(biāo)[12],并不符合新疆的實際情況。此外,由于地溫是根據(jù)氣象資料推斷的、是漸變的,故很難實地確定寒性干旱土與正常干旱土的分界,這有待進(jìn)一步研究劃分。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2011年3期