韓光中 謝賢健 李山泉

（1 內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院，土壤過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)室，四川內(nèi)江 641112）（2 邢臺(tái)學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，河北邢臺(tái) 054001）

水耕人為土（水稻土）是我國(guó)最重要的土壤資源之一。作為重要的糧食生產(chǎn)基地［1］與有機(jī)碳（SOC）庫(kù)［2-3］及溫室氣體——CH4的重要排放源［4-5］，其發(fā)生和演變過(guò)程對(duì)土壤管理有重要的意義，因而受到了廣泛的關(guān)注［6-10］。成土母質(zhì)作為土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)土壤的理化性質(zhì)具有重要的影響［11］。雖然不同母質(zhì)起源的土壤經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的水耕熟化后均可以發(fā)育為水耕人為土，但母質(zhì)不同很可能會(huì)導(dǎo)致其發(fā)育速率和演變特征存在一定的差異。因此母質(zhì)如何影響水耕人為土的發(fā)育速率和演變特征是人為土研究中一個(gè)值得探討的問(wèn)題。中國(guó)土壤系統(tǒng)分類作為定量化的分類系統(tǒng)，采用可測(cè)定的指標(biāo)定義了水耕人為土并與其起源土壤進(jìn)行區(qū)分。這從根本上解決了水耕人為土與起源土壤之間的界線問(wèn)題，對(duì)研究水耕人為土發(fā)生有利，但如何度量水耕人為土的發(fā)育程度和發(fā)育速率仍是土壤發(fā)生學(xué)的一個(gè)難題。在最初的研究中，主要利用水耕熟化程度來(lái)反映水耕人為土的發(fā)育程度［12］。實(shí)際上水耕人為土發(fā)生包括了兩個(gè)相互矛盾的過(guò)程，即水耕熟化和水耕淋溶過(guò)程。水耕熟化使土壤肥力正向發(fā)展，而強(qiáng)烈的水耕淋溶使土壤肥力衰退。水耕人為土的發(fā)育是這兩個(gè)過(guò)程共同作用的結(jié)果（特定條件下還有一些附加過(guò)程，如潛育化過(guò)程等）。因此，從土壤發(fā)生學(xué)角度而言，水耕熟化過(guò)程并不完全等同于水耕人為土的發(fā)育過(guò)程。當(dāng)前亟需引入一些定量指標(biāo)來(lái)衡量水耕人為土的發(fā)育速率和發(fā)育程度。相比較而言，基于土壤理化性質(zhì)的屬性距離［13］和基于形態(tài)特征的土壤發(fā)育指數(shù)［14-17］等指標(biāo)在表征土壤發(fā)育程度上有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這些指標(biāo)能夠綜合反映土壤理化性質(zhì)和土壤形態(tài)特征的變化，并排除了單個(gè)土壤屬性用于指示土壤發(fā)育程度時(shí)的不確定性。為此，本研究選擇南方丘陵區(qū)3種常見(jiàn)母質(zhì)發(fā)育的水耕人為土?xí)r間序列為研究對(duì)象，嘗試?yán)脤傩跃嚯x和土壤發(fā)育指數(shù)來(lái)表征水耕人為土的發(fā)育程度，揭示母質(zhì)對(duì)水耕人為土發(fā)育速率的影響，以期為今后的水耕人為土發(fā)生學(xué)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究選取我國(guó)亞熱帶地區(qū)3種母質(zhì)發(fā)育的水耕人為土從十年到百年尺度的時(shí)間序列（表1），分別為發(fā)育于廣西龍勝各族自治縣（龍脊梯田）紫色砂頁(yè)巖坡積物的水耕人為土?xí)r間序列（PS10，0 a；PS11，30 a；PS12，100～300 a；PS13，300 a）、發(fā)育于江西省進(jìn)賢縣第四紀(jì)紅黏土的水耕人為土?xí)r間序列（RC10，0 a；RC11，100 a；RC12，100～300 a；RC13，300 a）和發(fā)育于江西省余江縣紅砂巖坡積物的水耕人為土?xí)r間序列（RS10，0 a；RS11，30 a；RS12，60～200 a；RS13，200 a）。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫分別為18.2、17.3和17.6℃，年均降水量分別為1 557、1 549和1 789 mm。3個(gè)研究區(qū)的年均氣溫和降水量相差不大，本研究認(rèn)為其氣候條件基本一致，不再單獨(dú)討論。3種母質(zhì)發(fā)育的水耕人為土?xí)r間序列建立和判定的依據(jù)分別見(jiàn)文獻(xiàn)［18］，采樣點(diǎn)信息見(jiàn)表1，剖面照片見(jiàn)圖1。土壤類型的判別主要基于文獻(xiàn)［19］。

表1 剖面基本信息Table 1 Descriptions of the studied soil profiles

圖1 不同母質(zhì)水耕人為土?xí)r間序列的土壤剖面照片F(xiàn)ig. 1 Soil profiles of Hydragric Anthrosols different in parent material and chronosequence

1.2 剖面描述與樣品采集

結(jié)合史料分析與實(shí)地考察，選取不同母質(zhì)發(fā)育的水耕人為土?xí)r間序列典型土壤剖面，按照土壤發(fā)生層采樣法采集土樣并描述土壤形態(tài)（包括土壤顏色、土壤結(jié)構(gòu)和結(jié)持性等）［20］，土壤顏色根據(jù)《中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》［21］確定。所有土樣均在水稻收割排水后采集，土壤剖面選在稻田的中心部位，坡底剖面避開(kāi)容易積水的洼地。土壤樣品采集后在室內(nèi)自然風(fēng)干，挑出枯枝落葉、根系和大2 mm的非土壤物質(zhì)，四等分法取土，先后過(guò)10、60和100目的尼龍篩，裝好備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與分析方法

SOC采用重鉻酸鉀-外加熱法測(cè)定；pH（水土比2.5∶1）采用電位法測(cè)定；土壤顆粒組成采用激光粒度儀測(cè)定；游離鐵（Fed）采用連二亞硫酸鈉-檸檬酸鈉-重碳酸鈉浸提（DCB），原子吸收光譜儀測(cè)定［22］。磁化率（MS）的測(cè)定：稱取適量（以裝滿為準(zhǔn)）過(guò)10 目篩的風(fēng)干土樣（精確度0.01 g），裝入10 cm3無(wú)磁性塑料盒中，用MS-2B型磁化率儀（英國(guó)Bartington公司）分別在低頻（0.47 kHz，MSlf）和高頻（4.7 kHz，MShf）磁場(chǎng)中進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品測(cè)定3次，最后取其平均值。

1.4 屬性距離的計(jì)算

基于Carré 和 Jacobson［13］提出的理論計(jì)算了水耕人為土剖面（剖面PS11和RS1為雛形土，下同）與起源土壤剖面間的發(fā)生層距離（Horizon distance，HD）。在計(jì)算HD時(shí)采取自上而下層次對(duì)應(yīng)的方法［13］。起源土壤與水耕人為土對(duì)應(yīng)層次間的HD計(jì)算如式（1）和式（2）。

式中，HD為發(fā)生層距離，Dh（ha，hb）為發(fā)生層ha與hb的Manhattan距離，N為參與計(jì)算的土壤屬性的個(gè)數(shù)，va,f與vb,f分別為發(fā)生層ha與發(fā)生層hb的某種土壤屬性數(shù)值。本研究用于HD計(jì)算的土壤屬性主要為在水耕人為土發(fā)育過(guò)程中有規(guī)律變化的黏粒、SOC、pH、Fed和MS共5個(gè)土壤屬性，并在計(jì)算HD之前對(duì)土壤屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使所有的數(shù)據(jù)介于0～1之間。

考慮到土壤厚度對(duì)土壤肥力供應(yīng)有一定的影響。因此本研究在計(jì)算剖面距離（Pedological distance，PDD）時(shí)，將土壤厚度考慮進(jìn)去（剖面厚度取120 cm，不足120 cm的取實(shí)際值）。各土壤剖面PDD由該剖面各個(gè)發(fā)生層的HD值乘以該發(fā)生層的厚度后求和而得。

1.5 剖面發(fā)育指數(shù)的計(jì)算

基于Harden［14］、 Harden 和Taylor［15］提出的理論，利用剖面描述特征計(jì)算土壤發(fā)育指數(shù)。首先對(duì)土壤各個(gè)發(fā)生層的描述數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值，接著計(jì)算水耕人為土發(fā)生層各種賦值數(shù)據(jù)與起源土壤的差值（自上而下層次對(duì)應(yīng)），然后標(biāo)準(zhǔn)化使所有數(shù)據(jù)介于0～1之間。每個(gè)發(fā)生層所有標(biāo)準(zhǔn)化后的形態(tài)屬性取平均值得到該發(fā)生層的發(fā)生層指數(shù)（Horizion index， HI）。剖面每個(gè)發(fā)生層的HI值乘以該發(fā)生層的厚度后求和得到該剖面的發(fā)育指數(shù)（Profile development index，PDI）。標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)各屬性的最大值采用了Harden［14］提出的最大理論數(shù)值，這樣可以統(tǒng)一基準(zhǔn)值，便于不同研究間的相互比較。選取紅度指數(shù)、黑化指數(shù)、總質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和濕結(jié)持性［14］來(lái)計(jì)算土壤發(fā)育指數(shù)。由于采樣時(shí)土壤均處于濕潤(rùn)狀態(tài)，土壤的干結(jié)持性沒(méi)有描述。已往的研究也表明由于形態(tài)屬性內(nèi)在的相關(guān)性，個(gè)別屬性的缺失對(duì)結(jié)果的影響并不大［14］。pH在計(jì)算屬性距離時(shí)已經(jīng)用到，為避免重復(fù)就未用于剖面發(fā)育指數(shù)的計(jì)算。

由于水耕人為土的發(fā)育過(guò)程和方向同自然土壤不同，各項(xiàng)描述數(shù)據(jù)在數(shù)值化時(shí)有各自的獨(dú)特性，如：（1）種稻后土壤顏色的色調(diào)變黃，明度降低，土壤紅度的賦值標(biāo)準(zhǔn)和自然土壤相反；（2）水耕人為土耕作層經(jīng)常受到翻耕擾動(dòng)及水耕熟化的影響，土壤結(jié)構(gòu)和土壤濕結(jié)持性的發(fā)育方向與其他層次不同，因此采用了單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賦值（*標(biāo)記）。詳細(xì)數(shù)值化過(guò)程如表2。

2 結(jié) 果

2.1 土壤剖面形態(tài)和基本理化性質(zhì)的演變特征

水耕人為土剖面較自然土壤剖面內(nèi)部開(kāi)始有不同程度的分異。主要表現(xiàn)為水耕表層（包括耕作層和犁底層）和氧化還原層的出現(xiàn)，坡底種稻年限長(zhǎng)的水耕人為土剖面內(nèi)部分異更明顯。隨著種稻年限的增加，土壤顏色的色調(diào)變黃，彩度降低。耕作層由于有機(jī)質(zhì)（SOM）含量的提高土壤顏色的明度與彩度值降低，根系較多；犁底層變得愈加緊實(shí)（容重介于1.21～1.83 g·cm-3）；氧化還原層有較多的新生鐵、錳斑紋或結(jié)核形成。這表明淹水種稻后土壤形態(tài)學(xué)特征發(fā)生一系列有規(guī)律的變化。PS母質(zhì)起源土壤的色調(diào)為7.5 YR（干態(tài)，下同），種稻后逐漸向2.5 Y演化。該母質(zhì)的土壤有輕度的可塑性和黏結(jié)性。RC母質(zhì)起源土壤的色調(diào)為10 R，種稻后逐漸向5 YR演化。該母質(zhì)土壤的可塑性和黏結(jié)性中等。RS母質(zhì)起源土壤的色調(diào)為10 YR，種稻后逐漸向2.5 YR演化。該母質(zhì)土壤的可塑性和黏結(jié)性極差。

表2 剖面形態(tài)描述數(shù)據(jù)的數(shù)值化與形態(tài)屬性的計(jì)算Table 2 Quantification of profile descriptions and calculation of morphological properties

同樣，土壤黏粒、pH、SOC、Fed和MS等隨著種稻年限的增加也呈現(xiàn)了明顯的變化。更詳細(xì)的數(shù)據(jù)分別參見(jiàn)文獻(xiàn)［18］和［24］。RC和RS母質(zhì)土壤種稻后黏粒含量逐步降低，基本呈現(xiàn)出隨著種稻時(shí)間的增加而逐漸降低的趨勢(shì)（圖2）。PS母質(zhì)土壤種稻后黏粒未有明顯降低，剖面下部甚至有較明顯的增加。PS、RC和RS母質(zhì)水耕人為土的pH分別介于4.46～5.41、5.01～6.25和5.2～6.19，略高于起源土壤（分別介于4.65～4.91、4.55～5.35和4.56～5.54）。3種母質(zhì)土壤種稻后pH均趨于中性，這和已有的研究結(jié)果一致［1］。PS和RC母質(zhì)土壤種稻后SOC的剖面分布規(guī)律相似：SOC含量均隨土壤深度的增加而下降，水耕人為土耕作層的SOC含量均明顯高于起源土壤；種稻年限較短的土壤與起源土壤相比，耕作層SOC含量增加明顯，但耕作層以下增加不明顯；種稻時(shí)間較長(zhǎng)的土壤與起源土壤相比，SOC在下層也有較明顯的增長(zhǎng)。說(shuō)明這兩種母質(zhì)土壤在種稻初期SOC的增加主要集中在耕作層，到一定階段后，下層也表現(xiàn)出明顯增加。相比之下，RS母質(zhì)的起源土壤種稻后SOC沒(méi)有明顯增加，種稻年限較短的土壤的SOC含量甚至低于起源土壤，而種稻約200 a的土壤也未表現(xiàn)出較起源土壤有大幅度的增加。PS和RC母質(zhì)起源土壤Fed的剖面分布相對(duì)均一，而RS母質(zhì)起源土壤的剖面內(nèi)部變異較大。種稻后Fed含量均逐漸降低，也基本表現(xiàn)出隨著種稻時(shí)間的增加而逐漸降低的趨勢(shì)。PS和RS母質(zhì)起源土壤的MS值較低，種稻后演變規(guī)律類似，土壤上、下層呈明顯分異（圖2）。種稻后上層土壤的MS值明顯降低，在較短的時(shí)間內(nèi)（30 a內(nèi)）就會(huì)降低到一個(gè)極低的數(shù)值，之后沒(méi)有明顯變化。種稻后下層土壤的MS值降低沒(méi)有上層明顯，種稻年限較短的土壤（PS11和RS11）有明顯的增加（RS11的增加尤為明顯）。RC母質(zhì)起源土壤的MS值較高，種稻之后土壤上、下層也呈明顯分異。上層土壤MS的演變規(guī)律與PS和RS母質(zhì)上層土壤的演變規(guī)律類似。種稻后下層土壤的MS值雖然也下降，但下降幅度沒(méi)有上層那么大。總體而言，隨著種稻年限的加長(zhǎng)，3種母質(zhì)的水耕人為土最終發(fā)育成結(jié)構(gòu)相似的MS剖面構(gòu)型（MS值低且剖面均一）。

2.2 不同母質(zhì)水耕人為土發(fā)育程度和發(fā)育速率的比較

發(fā)生層距離（HD）反映的是土壤各發(fā)生層理化性質(zhì)的綜合變化程度，而發(fā)生層指數(shù)（HI）反映的是土壤各發(fā)生層形態(tài)特征的綜合變化程度，值越大代表變化程度越大。兩者從不同方面反映土壤發(fā)生層的發(fā)育程度。3種母質(zhì)水耕人為土的HD與HI值大致呈現(xiàn)了隨著種稻年限的增加而增加的趨勢(shì)，這和水耕人為土的發(fā)育時(shí)間相符（圖3）。說(shuō)明水耕人為土發(fā)生層的發(fā)育程度可以通過(guò)HD與HI兩個(gè)定量指標(biāo)表現(xiàn)出來(lái)。上層土壤的HD與HI值通常較下部土層更高。說(shuō)明種稻后上層土壤受人為水耕的影響較大，剖面內(nèi)部逐漸分異。將HD或HI值和種稻年限的比值近似看作發(fā)生層的平均發(fā)育速率。通過(guò)不同母質(zhì)種稻年限相近的水耕人為土之間的相互比較可知，RC母質(zhì)水耕人為土的HD與HI值和種稻年限的比值通常較大，這說(shuō)明RC母質(zhì)水耕人為土發(fā)生層的發(fā)育速率要較PS母質(zhì)與RS母質(zhì)水耕人為土快。PS母質(zhì)水耕人為土發(fā)生層的發(fā)育速率次之，RS母質(zhì)最慢。RS母質(zhì)種稻年限較長(zhǎng)剖面（RS12和RS13）耕作層的HI值仍很低，說(shuō)明RS母質(zhì)不利于水耕人為土耕作層的發(fā)育。

PDD或PDI值是剖面理化性質(zhì)或形態(tài)特征變化程度綜合的度量，值越大代表該剖面理化性質(zhì)或形態(tài)特征總體的變化程度越大。本研究中PDD和PDI值與已判定的土壤相對(duì)種稻年限十分吻合，可以用PDD和PDI值來(lái)表示水耕人為土整體的發(fā)育程度。將PDD或PDI值和種稻年限的比值近似看作整個(gè)剖面的平均發(fā)育速率。通過(guò)不同母質(zhì)種稻年限相近的水耕人為土之間的相互比較可知，RC母質(zhì)土壤的PDD和PDI值與種稻年限的比值最高，PS母質(zhì)土壤次之，RS母質(zhì)土壤最低。這表明RC母質(zhì)水耕人為土的平均發(fā)育速率最高，PS母質(zhì)水耕人為土的平均發(fā)育速率次之，RS母質(zhì)水耕人為土的平均發(fā)育速率最慢。種稻年限短的土壤的HD和HI值與種稻年限的比值明顯高于種稻年限比較長(zhǎng)的土壤。這說(shuō)明在種稻初期，土壤的發(fā)育速率較快（土壤的理化性質(zhì)與形態(tài)特征的變化快），之后隨著發(fā)育程度的加深，土壤發(fā)育速率變慢。

2.3 水耕人為土發(fā)育與土壤剖面形態(tài)特征和基本理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

在過(guò)去的幾十年里，大量土壤時(shí)間函數(shù)被提出，時(shí)間跨度幾百年至幾百萬(wàn)年不等，涉及了不同母質(zhì)、不同氣候下土壤的發(fā)育過(guò)程［25-27］。其中一些研究認(rèn)為土壤性質(zhì)發(fā)育與時(shí)間成對(duì)數(shù)或指數(shù)關(guān)系［25-26］。本研究表明土壤在種稻初期發(fā)育速率較快，以后隨著發(fā)育程度的加深，發(fā)育速率變慢，水耕人為土發(fā)育速率和成土年齡的關(guān)系大致符合對(duì)數(shù)關(guān)系。

圖2 不同母質(zhì)水耕人為土?xí)r間序列基本理化性質(zhì)的剖面分布Fig. 2 Vertical distribution of basic soil physico-chemical properties in soil profiles of Hydragric Anthrosols different in chronosequence and parent material

圖3 不同母質(zhì)水耕人為土?xí)r間序列屬性距離和剖面發(fā)育指數(shù)的剖面分布Fig. 3 Distribution of soil attribute distance and soil developmental indices in profiles of Hydragric Anthrosols different in chronosequence and parent material

水耕人為土理化性質(zhì)和形態(tài)特征的演變并不是完全孤立的兩個(gè)過(guò)程，而是存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。水耕人為淹水狀況對(duì)土壤鐵錳氧化物的遷移轉(zhuǎn)化非常重要。土壤淹水后，在SOC等因素的作用下，氧化鐵發(fā)生溶解、螯合溶解與還原溶解等，以Fe2+進(jìn)入土壤溶液。水溶性Fe2+擴(kuò)散或下滲至犁底層下面的氧化區(qū)，分別以斑狀、管狀和結(jié)核狀沉淀下來(lái)。鐵的這種淋溶和淀積被認(rèn)為是水耕人為土形成的重要特征之一［1］。這一過(guò)程同時(shí)伴隨了土壤理化性質(zhì)的規(guī)律性變化，如Fed在剖面內(nèi)部的遷移和再分配、SOC的積累、土壤酸堿度趨于中性和耕作層磁性礦物的衰竭等。將水耕人為土各發(fā)生層的HD與HI值做相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)二者呈極顯著線性正相關(guān)（r= 0.759，n= 49，P＜ 0.01），這進(jìn)一步證實(shí)了水耕人為土理化性質(zhì)與形態(tài)特征的演變之間存在密切聯(lián)系。這也表明水耕人為土剖面形態(tài)特征經(jīng)過(guò)定量后和理化性質(zhì)（屬性距離）一樣能夠表征水耕人為土發(fā)育的時(shí)間趨勢(shì)，在指示水耕人為土的發(fā)育程度和判定土壤相對(duì)種稻年限上有重要意義。

從表3可見(jiàn) Fed、SOC、pH、MS均與HD值顯著相關(guān)，表明它們?cè)谟?jì)算HD值中起著重要作用。紅度指數(shù)與HI值的相關(guān)性最高，可以解釋其變異的83.1%。其次是黑化指數(shù)和濕結(jié)持性。這表明土壤顏色和濕結(jié)持性在計(jì)算HI值中起著重要作用。種稻后上述理化性質(zhì)和形態(tài)學(xué)特征相對(duì)容易變化的水耕人為土，其發(fā)育速率通常就快，反之，就慢。RC母質(zhì)的土壤，土層較厚，顏色較紅，黏粒含量較高，保肥和保水狀況好，土粒的黏結(jié)性和可塑性較好，SOC容易累積，土壤結(jié)構(gòu)體和水耕表層（耕作層和犁底層）容易發(fā)育。PS母質(zhì)的土壤，土層較厚，黏粒含量雖然不高，但細(xì)顆粒（黏粒+細(xì)粉粒，＜0.01mm）含量高（PS母質(zhì)種稻的細(xì)顆粒平均含量高達(dá)56.7%），保肥和保水狀況好，土粒有一定的黏結(jié)性和可塑性，SOC容易累積，土壤結(jié)構(gòu)體和水耕表層也容易發(fā)育。土壤發(fā)育速率低的RS母質(zhì)的土壤，黏粒和細(xì)顆粒含量均很低（RS母質(zhì)種稻的細(xì)顆粒平均含量為24.6%），土層薄，保肥和保水狀況以及黏結(jié)性和可塑性差，SOC很難累積，土壤結(jié)構(gòu)體和水耕表層難發(fā)育。母質(zhì)對(duì)水耕人為土發(fā)育過(guò)程的影響可以通過(guò)影響其發(fā)育速率表現(xiàn)出來(lái)。與已有的研究結(jié)果［14-17,25-27］相比，水耕人為土的平均發(fā)育速率遠(yuǎn)較自然土壤快，并在人為作用下快速定向發(fā)育。這種新的定量方法可以提高對(duì)水耕人為土成土過(guò)程的理解并能實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)水耕人為土發(fā)育速率的定量比較，有較好的使用前景。但這些方法仍處于試驗(yàn)探討階段，有待更多的研究進(jìn)行驗(yàn)證和進(jìn)一步改進(jìn)。

表3 土壤的發(fā)育程度與土壤剖面形態(tài)學(xué)特征和基本理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系Table 3 Relationships of soil development degree with soil profile morphology and basic soil properties

3 結(jié) 論

水耕人為土剖面形態(tài)特征經(jīng)定量后和屬性距離一樣能夠表征水耕人為土發(fā)育的時(shí)間趨勢(shì)，在指示水耕人為土的發(fā)育程度和估算發(fā)育速率上有重要意義。SOC、pH、黏粒含量和MS在計(jì)算HD中貢獻(xiàn)很大，而土壤顏色和濕結(jié)持性在計(jì)算HI中起著重要作用。RC母質(zhì)的土壤，土層較厚，顏色紅，黏粒含量較高，保肥和保水狀況好，土粒的黏結(jié)性和可塑性較好，SOC容易累積，發(fā)育速率最快。PS母質(zhì)的土壤，土層較厚，細(xì)顆粒（黏粒+細(xì)粉粒，＜0.01mm）含量高，保肥和保水狀況好，土粒有一定的黏結(jié)性和可塑性，SOC容易累積，發(fā)育速率次之。RS母質(zhì)的土壤，黏粒和細(xì)顆粒含量均很低，土層薄，保肥和保水狀況以及黏結(jié)性和可塑性差，SOC很難累積，發(fā)育速率最慢。母質(zhì)對(duì)水耕人為土發(fā)育過(guò)程的影響可以通過(guò)影響其發(fā)育速率表現(xiàn)出來(lái)。研究同時(shí)顯示，水耕人為土平均發(fā)育速率遠(yuǎn)較自然土壤快，并在人為培育下快速定向發(fā)育。但隨著種稻年限的增加，水耕人為土的發(fā)育速率普遍下降，水耕人為土發(fā)育速率和成土年齡的關(guān)系大致符合對(duì)數(shù)關(guān)系。