姜志文，韓春蘭，呂秀艷

（沈陽農(nóng)業(yè)大學土地與環(huán)境學院，東北地區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部土壤與環(huán)境重點實驗室，遼寧省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境重點實驗室，沈陽 110866）

美國農(nóng)業(yè)部（USDA）于1975年出版了《土壤系統(tǒng)分類》（Soil Taxonomy），1983年出版了《土壤系統(tǒng)分類檢索》（Keys to Soil Taxonomy，以下簡稱為KST），之后每隔3～5年修訂一次KST[1]。KST第3版（1987年）及其之前的各版中未設(shè)置火山灰土土綱，具有這類性質(zhì)的土壤多被檢索為有機土或灰土，但該版中提出了火山灰特性（Andic soil properties）。1980年成立的火山灰土委員會（ICOMAND）經(jīng)過多年的潛心研究，于1988年提出了將火山灰土作為第11個土綱添加到KST中的建議[2]。KST第4版（1990年）首次引入了火山灰土土綱，其以火山灰特性為診斷標準[3]。在KST第5、6、8、9和10版中，火山灰特性均有所修訂，火山灰土的高級分類亦有所增減[4]。KST第11版（2010年）和第12版（2014年，截止目前的最新版）中，火山灰土內(nèi)容均未再變化。

中國于1984年開始了土壤系統(tǒng)分類研究[5-6]，1991年提出了《中國土壤系統(tǒng)分類（首次方案）》[7]（以下簡稱為“首次方案”），由于國內(nèi)對“火山灰特性”缺乏足夠的研究，直接引用了KST第4版中的表述。關(guān)于火山灰土的分類檢索，則在參考KST第4版的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國土壤特點和研究資料進行了一定程度的修訂。1995年出版的《中國土壤系統(tǒng)分類（修訂方案）》（以下簡稱為“修訂方案”），對火山灰土的診斷標準、土綱的檢索標準及高級分類均進行了較大程度的修訂[8]。1999年出版的《中國土壤系統(tǒng)分類：理論·方法·實踐》[9]和2001年發(fā)行的《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》（以下簡稱為CST），對火山灰特性進一步進行了修訂[10]。

為了使世界各國土壤分類系統(tǒng)之間能夠進行比較，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）于1992年成立了世界土壤資源參比基礎(chǔ)（World Reference Base for Soil Resources，WRB）[11]。1994年提出了“世界土壤資源參比基礎(chǔ)草案”，1998年《世界土壤資源參比基礎(chǔ)》（WRB）面世[12]，2006年和2014年先后又出版了第二版和第三版。WRB第一版中提出了與火山灰土相關(guān)的診斷層和診斷特性，在之后的兩版中均進行了一定程度的修訂[13]。

CST中，火山灰土的診斷標準與KST第7版相當，還存在一定的問題，因此，在綜述KST和WRB關(guān)于火山灰土的診斷標準和分類檢索研究進展的基礎(chǔ)上，提出了CST中關(guān)于火山灰土診斷標準和分類檢索的修訂建議。

1 KST關(guān)于火山灰土的提出與修訂

1.1 火山灰特性的提出與修訂

1.1.1 火山灰特性的提出 KST第3版（1987年）[14]中首次提出火山灰特性（Andic soil properties），其被定義為土壤物質(zhì)滿足以下條件之一或多條：（1）＜2 mm的土壤中活性Al+1/2Fe含量（酸性草酸鹽浸提態(tài)）≥2.0%，＜2 mm的土壤水分張力為33 kPa時的容重≤0.90 g·cm-3，且磷酸鹽吸持量≥85%。（2）＞2 mm的火山灰物質(zhì)占整個土壤體積的60%或更多，＜2 mm的土壤中活性Al+1/2Fe含量（酸性草酸鹽浸提態(tài)）≥0.4%。（3）＜2 mm 的土壤中0.02～2 mm含量≥30%，并滿足以下條件之一：①＜2 mm的土壤中活性Al+1/2Fe含量（酸性草酸鹽浸提態(tài)）≥0.4%，0.02～2 mm的土壤中火山玻璃含量≥30%；②＜2 mm的土壤中活性Al+1/2Fe含量（酸性草酸鹽浸提態(tài)）≥2.0%，0.02～2 mm的土壤中火山玻璃含量 ≥5%；③＜2 mm的土壤中活性Al+1/2Fe含量（酸性草酸鹽浸提態(tài)）處于0.4%～2.0%之間時，0.02～2 mm的土壤中火山玻璃在5%～30%之間的含量成比例關(guān)系[15]。

1.1.2 火山灰特性的修訂 火山灰特性提出后，在KST后續(xù)的修訂版中，共進行了6次不同程度的修訂。KST第4版（1990年）[16]在定量診斷標準之前增加了限定：“符合火山灰特性的土壤物質(zhì)有機碳含量必須＜25%”，刪除了第3版定量診斷標準的第2條，第3條的總述部分除了對粒徑及含量的限定描述外，增加了“磷酸鹽吸持量≥25%”，分述的第③點修訂為：“在＜2.0 mm的土壤中，活性Al+1/2Fe（酸性草酸鹽浸提態(tài)）為0.4%～2.0%，且在0.02～2.0 mm的土壤中有足夠的火山玻璃含量，當其對活性Al+1/2Fe（酸性草酸鹽浸提態(tài)）含量的百分數(shù)作圖時，火山玻璃含量則落在圖的陰影范圍內(nèi)”，并增補了插圖[15]。

第5版（1992年）[17]將“符合火山灰特性的土壤物質(zhì)有機碳含量必須＜ 25%”限定為“質(zhì)量比”；將“＜ 2.0 mm的土壤”修改為“細土部分”；將“酸性草酸鹽”確定為“草酸銨”；此外只是對文字表述進行了調(diào)整，沒有實質(zhì)意義上的修改。

第6版（1994年）[18]對火山灰特性的定量診斷標準未進行修訂，但在定量診斷標準之前增加了關(guān)于火山灰特性產(chǎn)生的原因、火山灰土包含的范圍、火山玻璃的定義及其如何判定等方面的文字描述。新增內(nèi)容如下：火山灰特性的形成主要是因為土壤中存在著大量的水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦或鋁－腐殖質(zhì)絡(luò)合物?；鹕交彝恋母拍罴劝ê写罅炕鹕讲ＡУ娜躏L化土壤，也包括富含短程有序礦物（水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦等）的較強風化土壤。因此，火山玻璃含量是確定火山灰特性的特征之一。火山玻璃被定義為光學各向同性的透明玻璃或各種顏色的浮石，包括玻璃狀聚集體和覆著于其他礦物顆粒表面的玻璃。復合顆粒中必須具有不少于50%體積的火山玻璃才能認定為火山玻璃。大多數(shù)具有火山灰特性的土壤是礦質(zhì)土壤，也有有機土壤，但其有機碳含量必須低于25%。

第8版（1998年）[19]進一步修訂了火山灰特性定量標準之前的描述性文字：火山灰土的性質(zhì)主要決定于土壤中存在大量的水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦或鋁－腐殖質(zhì)絡(luò)合物。最初在1975年的KST第一版中被稱為“無定形”（但被認為含有水鋁英石）的這些礦物，一般是由火山碎屑或含有一定量火山玻璃的其他母質(zhì)風化形成的。雖然火山玻璃是、或曾經(jīng)是許多火山灰土的常見成分，但它不是鑒定火山灰土土綱的必要條件。

第9版（2003年）[20]對火山灰特性定量標準的第2條進行了深度修改，首次引入定量計算公式，同時也修改了描述火山灰特性的插圖，真正實現(xiàn)了火山灰特性診斷的定量化。修訂內(nèi)容為：在細土部分，磷酸鹽吸持量≥25%，0.02～2.0 mm粒級含量≥30%，且要求：草酸銨浸提Al+1/2Fe ≥0.4%、火山玻璃含量≥5%、草酸銨浸提（Al + 1/2Fe）（%）×15.625+火山玻璃含量（%）≥36.25[21]。

第10版（2006年）[22]修訂了第8版火山灰特性定量標準之前的描述性文字：火山灰特性一般是由火山碎屑或含有一定量火山玻璃的其他母質(zhì)風化形成的，但沒有火山玻璃影響的土壤在冷涼、潮濕的氣候條件和大量有機碳作用下，也可以發(fā)育為火山灰特性。在本系統(tǒng)分類中，一系列玻璃和富含二氧化硅的玻璃包被礦物被稱為火山玻璃。當土壤處于潮濕環(huán)境中，這些礦物發(fā)生相對溶解，并且進行相當快速的轉(zhuǎn)變?；鹕交姨匦员碚鞯氖窃间X－硅酸鹽（如：火山玻璃）的風化和轉(zhuǎn)變只進行到形成水鋁英石、伊毛縞石和水鐵礦等短序礦物，或者是金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物的一個過渡階段?；鹕交姨匦缘母拍畎ǜ缓绦虻V物或金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物，或者二者兼有，含或不含火山玻璃（必要特性2）的中度風化土壤，也包括含有火山玻璃但短序礦物含量不多的弱風化土壤（必要特性3）。

膠體組分中的水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦、金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物的相對含量，是由草酸銨浸提的鋁、鐵、硅，以及磷酸鹽吸持的實驗室分析結(jié)果推算出來的。土壤學家可以利用粘染性或者1N①1N ?（1mol·L-1）×離子價數(shù)。NaF浸提液的pH作為火山灰特性的野外鑒定指標?；鹕讲ＡШ渴怯嬃看址凵爸辽傲＜墸?.02～2.0 mm）組分中火山玻璃的百分含量（以顆粒數(shù)計）。具有火山灰特性的土壤，一些是礦質(zhì)土壤，但也有有機碳含量＜25%的有機土壤[22]。

第10版的火山灰特性定量標準部分表述的更加精煉。土壤具備火山灰特性，必須滿足：細土部分有機碳含量＜25%（質(zhì)量百分比），且符合以下一條或兩條：① 水分張力33 kPa時的容重≤0.90 g·cm-3，磷酸鹽吸持量≥85%，Al + 1/2Fe含量（草酸銨浸提）≥2.0%；② 細土部分0.02～2 mm粒級含量≥30%，磷酸鹽吸持量≥25%，Al+1/2Fe含量（草酸銨浸提）≥0.4%，火山玻璃含量≥5%[15]，（Al+1/2Fe）（%）× 15.625+火山玻璃含量（%）≥36.25[21]。

1.2 火山灰土土綱檢索標準的提出與修訂

火山灰土土綱的檢索標準于KST第4版（1990年）提出，之后進行過2次修訂。第4版的檢索重點在于“具有火山灰特性的土壤累計厚度為35 cm或以上”[16]；第5版（1992年）將檢索標準的格式進行了較大程度的修訂，使檢索更方便；第7版（1996年）[23]在檢索條件中增添了“致密接觸面”這一特征層?？傮w描述如下：

其他土壤中，占下列60%或更厚的土層中有火山灰特性：（1）在無致密接觸面、石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面、硬磐層或石化鈣積層時，從礦質(zhì)土表至60 cm和具火山灰特性的有機層次頂部至60 cm，二者取較淺薄者；（2）在有致密接觸面、石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面、硬磐層或石化鈣積層時，從礦質(zhì)土表或具火山灰特性的有機層次頂部至致密接觸面、石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面、硬磐層或石化鈣積層的厚度，二者取較淺薄者[23]。

1.3 火山灰土高級分類的提出與修訂

火山灰土土綱在KST第4版中編錄了7個亞綱，26個土類，201個亞類。其高級分類在以后的各版中進行了多次增刪修訂，主要表現(xiàn)為土類和亞類的變化。

第5版中編錄了7個亞綱，27個土類，204個亞類。潮濕火山灰土亞綱（Aquands）下增加了表層潮濕火山灰土土類（Epiaquands）和內(nèi)生潮濕火山灰土土類（Endoaquands），刪除了弱發(fā)育潮濕火山灰土土類（Haplaquands），表層潮濕火山灰土土類（Epiaquands）下劃分為Petroferric-、Duric-、Histic-、Alic-、Hydric-、Thaptic-、Typic-亞類，內(nèi)生潮濕火山灰土土類（Endoaquands）下劃分為Lithic-、Petroferric-、Duric-、Histic-、Alic-、Hydric-、Thaptic-、Typic-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）的玻璃質(zhì)寒性火山灰土土類（Vitricryands）下增加了Humic Xeric-和Humic-亞類，刪除了Spodic-亞類，弱發(fā)育寒性火山灰土土類（Haplocryands）下刪除了Spodic-亞類；干旱火山灰土亞綱（Xerands）的玻璃質(zhì)干旱火山灰土土類（Vitrixerands）下增加了Alfic Humic-和Humic-亞類，刪除了Spodic-、Argixerollic-、Mollic-、Umbric-亞類，弱發(fā)育干旱火山灰土土類（Haploxerands）下增加了Alfic Humic-和Humic-亞類，刪除了 Ultic Vitric-、Vitric-、Argixerollic-、Mollic-、Umbric-亞類；玻璃質(zhì)火山灰土亞綱（Vitrands）的干潤玻璃質(zhì)火山灰土土類（Ustivitrands）下增加了Humic-亞類，刪除了Mollic-和 Umbric-亞類，濕潤玻璃質(zhì)火山灰土土類（Udivitrands）下增加了Ultic-、Alfic-、Humic-亞類，刪除了Spodic-亞類；干潤火山灰土亞綱（Ustands）的硬磐干潤火山灰土土類（Durustands）下增加了Humic-亞類，刪除了Mollic-和Umbric-亞類，弱發(fā)育干潤火山灰土土類（Haplustands）下增加了Humic-亞類，刪除了Mollic-和Umbric-亞類；濕潤火山灰土亞綱（Udands）的暗黑濕潤火山灰土土類（Melanudands）下增加了Anthraquic-亞類，弱發(fā)育濕潤火山灰土土類（Hapludands）下增加了Anthraquic-亞類[17]。

第6版中編錄了7個亞綱，27個土類，207個亞類。潮濕火山灰土亞綱（Aquands）的暗黑潮濕火山灰土土類（Melanaquands）下增加了 Phaptic-亞類，刪除了 Thaptic-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）的玻璃質(zhì)寒性火山灰土土類（Vitricryands）下增加了Ultic-亞類；干旱火山灰土亞綱（Xerands）的玻璃質(zhì)干旱火山灰土土類（Vitrixerands）下增加了Ultic-亞類；干潤火山灰土亞綱（Ustands）的弱發(fā)育干潤火山灰土土類（Haplustands）下增加了Ultic-亞類[18]。

第7版中編錄了7個亞綱，27個土類，208個亞類。潮濕火山灰土亞綱（Aquands）的暗黑潮濕火山灰土土類（Melanaquands）下增加了Thaptic-亞類，刪除了Phaptic-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）的玻璃質(zhì)寒性火山灰土土類（Vitricryands）下增加了Oxyaquic-亞類[23]。

第8版中編錄了7個亞綱，29個土類，196個亞類。潮濕火山灰土亞綱（Aquands）的寒性潮濕火山灰土土類（Cryaquands）下刪除了Pergelic-亞類，暗黑潮濕火山灰土土類（Melanaquands）下增加了Pachic-亞類，表層潮濕火山灰土土類（Epiaquands）下刪除了Petroferric-亞類，內(nèi)生潮濕火山灰土土類（Endoaquands）下刪除了Petroferric-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）下增加了硬磐寒性火山灰土土類（Duricryands），刪除了永凍寒性火山灰土土類（Gelicryands），硬磐寒性火山灰土土類（Duricryands）下劃分為Aquic-和Typic-亞類，暗黑寒性火山灰土土類（Melanocryands）下刪除了Alic-亞類，黃腐寒性火山灰土土類（Fulvicryands）下增加了Pachic-亞類；干旱火山灰土亞綱（Torrands）下增加了硬磐干旱火山灰土土類（Duritorrands）和弱發(fā)育干旱火山灰土土類（Haplotorrands），硬磐干旱火山灰土土類（Duritorrands）下劃分為Petrocalcic-、Vitric-、Typic-亞類，弱發(fā)育干旱火山灰土土類（Haplotorrands）下劃分為Lithic-、Duric-、Calcic-、Typic-亞類，玻璃質(zhì)干旱火山灰土土類（Vitritorrands）下刪除了Petrocalcic-亞類；濕潤火山灰土亞綱（Udands）的薄層濕潤火山灰土土類（Placudands）下刪除了Acrudoxic Hydric-、Eutric Vitric-、Vitric-、Hydric Pachic-、Pachic-、Thaptic-、Eutric-亞類，硬磐濕潤火山灰土土類（Durudands）下增加了Hydric-和Pachic-亞類，刪除了Hydric Pachic-、Thaptic-亞類，暗黑濕潤火山灰土土類（Melanudands）下增加了Eutric-亞類，刪除了Alic Aquic-、Alic Pachic-、Alic Thaptic-、Alic-、Eutric Vitric-、Eutric Hydric-亞類，黃腐濕潤火山灰土土類（Fulvudands）下增加了Eutric Lithic-、Ultic-亞類，刪除了Hydric Lithic-、Alic-、Acrudoxic Hydric-、Acrudoxic Ultic-、Hydric Pachic-、Hydric Thaptic-亞類，弱發(fā)育濕潤火山灰土土類（Hapludands）下刪除了Petroferric-亞類[19]。

第9版中編錄了8個亞綱，31個土類，211個亞類?；鹕交彝镣辆V下增加了永凍火山灰土亞綱（Gelands），其下僅有玻璃質(zhì)永凍火山灰土土類（Vitrigelands），下設(shè)Humic-和Typic-亞類；潮濕火山灰土亞綱（Aquands）下增加了永凍潮濕火山灰土土類（Gelaquands），其下劃分為Histic-、Thaptic-、Typic-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）的硬磐寒性火山灰土土類（Duricryands）下增加了Eutric-亞類，黃腐寒性火山灰土土類（Fulvicryands）下增加了Eutric Pachic-和Eutric-亞類，玻璃質(zhì)寒性火山灰土土類（Vitricryands）下增加了Spodic-亞類，弱發(fā)育寒性火山灰土土類（Haplocryands）下增加了Eutric Oxyaquic-和Spodic-亞類；玻璃質(zhì)火山灰土亞綱（Vitrands）的濕潤玻璃質(zhì)火山灰土土類（Udivitrands）下增加了Oxyaquic-亞類；濕潤火山灰土亞綱（Udands）的硬磐濕潤火山灰土土類（Durudands）下增加了Eutric-亞類，黃腐濕潤火山灰土土類（Fulvudands）下增加了Oxyaquic-亞類，弱發(fā)育濕潤火山灰土土類（Hapludands）下增加了Oxyaquic-亞類[20]。

第10版中編錄了8個亞綱，31個土類，213個亞類。寒性火山灰土亞綱（Cryands）的硬磐寒性火山灰土土類（Duricryands）下增加了Eutric Oxyaquic-和Oxyaquic-亞類[22]。

第11版中編錄了8個亞綱，31個土類，218個亞類。潮濕火山灰土亞綱（Aquands）的寒性潮濕火山灰土土類（Cryaquands）下增加了Turbic-亞類；永凍火山灰土亞綱（Gelands）的玻璃質(zhì)永凍火山灰土土類（Vitrigelands）下增加了Turbic-亞類；寒性火山灰土亞綱（Cryands）的黃腐寒性火山灰土土類（Fulvicryands）下增加了Folistic-亞類，玻璃質(zhì)寒性火山灰土土類（Vitricryands）下增加了Folistic-亞類，弱發(fā)育寒性火山灰土土類（Haplocryands）下增加了Folistic-亞類[24]。第12版[25]與第11版相同。

2 WRB關(guān)于火山灰土的提出與修訂

2.1 火山灰土診斷標準的提出與修訂

WRB第一版（1998年）[26]中火山灰土的診斷標準包括3個診斷層和1個診斷物質(zhì)，診斷層為火山灰土層、火山灰暗黑層和玻璃質(zhì)層，診斷物質(zhì)為火山碎屑土壤物質(zhì)。在第二版（2006年）[27]中，火山灰土層和玻璃質(zhì)層修訂為火山灰特性和玻璃質(zhì)特性。診斷層和診斷特性的定義及定量診斷標準也進行了修改，其中火山灰暗黑層修訂了診斷標準之前的描述性文字；火山灰特性增加了有機－金屬絡(luò)合物作為特征，重新表述了高持水特征，大幅修改了診斷特性并補充說明了部分額外特性；玻璃質(zhì)特性在描述中增加了“短序礦物”，并擴展了診斷標準包含的內(nèi)容；火山碎屑物質(zhì)則完全修改了診斷標準。在第三版（2014年）[28]中，重點修改了各定量診斷標準，診斷層、診斷特性和診斷物質(zhì)描述如下：

2.1.1 火山灰暗黑層 （1）一般描述?；鹕交野岛趯邮潜韺踊蚪咏乇淼囊粚雍窈竦暮谏翆?，與短序礦物（一般是水鋁英石）或有機－鋁復合物密切關(guān)聯(lián)。容重低，含有大量的腐殖質(zhì)且富里酸與胡敏酸之比低于暗黃層。（2）診斷標準。火山灰暗黑層具有：①火山灰特性；②芒塞爾潤態(tài)明度和彩度≤2；③黑色素指數(shù)＜ 1.7；④暗黑層累計厚度≥30 cm，其間的“非暗黑”物質(zhì)層厚度≤10 cm；⑤各部分有機碳含量≥4%，所有部分加權(quán)平均值≥6%[28]。

2.1.2 火山灰特性 （1）一般描述。火山灰特性主要是由火山碎屑沉積物中度風化產(chǎn)生的。短序礦物和/或有機－金屬復合物的存在是火山灰特性的特征。這些礦物和復合物通常是火山碎屑沉積物風化序列的一部分（火山碎屑土壤物質(zhì)＞玻璃質(zhì)特性＞火山灰特性）。然而，在寒溫帶潮濕氣候條件下，富硅酸鹽的非火山碎屑物質(zhì)也可以形成由有機－金屬復合物導致的火山灰特性。

火山灰特性可以在表土層或次表層出現(xiàn)，通常表現(xiàn)為成層性。具有火山灰特性的大多數(shù)表土層中含有大量有機質(zhì)（≥5%），土壤顏色通常很深（芒塞爾潤態(tài)明度和彩度≤3），有蓬松的宏觀結(jié)構(gòu)，在某些地方有涂污結(jié)持性。容重低，通常是粉砂壤土或更細的質(zhì)地。富含有機質(zhì)的火山灰表土層可能很厚，在一些土壤中厚度≥50 cm?；鹕交掖伪韺油ǔｎ伾^淺。

火山灰土層可能具有不同的特征，這取決于作用于土壤物質(zhì)的主要風化過程的類型。它可能表現(xiàn)出觸變性，即土壤物質(zhì)在壓力下或通過摩擦，塑性固體發(fā)生液化，再返回固體狀態(tài)。在常濕氣候條件下，富含腐殖質(zhì)的火山灰土層可能含有超過烘干又復濕土壤樣品2倍的水分含量（高持水特征）。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)火山灰特性的兩種主要類型，一種是水鋁英石，伊毛縞石和類似礦物質(zhì)占主導地位的硅質(zhì)型，另一種是鋁的有機酸絡(luò)合物占主導地位的鋁質(zhì)型。硅質(zhì)火山灰特性具有強酸性至中性土壤反應(yīng)且土壤顏色較淺，鋁質(zhì)火山灰特性則具有極強酸性至酸性土壤反應(yīng)且土壤顏色偏深。（2）診斷標準?；鹕交姨匦砸螅孩貯lox+ 1/2Feox（草酸銨浸提Al +1/2Fe）≥2%；②土壤容重≤ 0.90 g·cm-3；③磷酸鹽吸持量≥85%[28]。

2.1.3 玻璃質(zhì)特性 （1）一般描述。玻璃質(zhì)特性適用于含有火山玻璃和其他源自火山噴發(fā)物的原生礦物并含有數(shù)量有限的短序礦物或有機－金屬絡(luò)合物的土層。（2）診斷標準。玻璃質(zhì)特性要求：①粒徑0.02～2 mm的火山玻璃、玻璃態(tài)聚合物和其他玻璃包被的原生礦物的顆粒含量≥5%（以顆粒數(shù)計）；②Alox+ 1/2Feox（草酸銨浸提Al + 1/2Fe）≥0.4%；③磷酸鹽吸持量≥25%[28]。

2.1.4 火山碎屑物質(zhì) （1）一般描述?；鹕剿樾嘉镔|(zhì)由火山碎屑，即火山噴發(fā)產(chǎn)生的松散、未風化或微風化的火成碎屑（包括火山灰、火山渣、火山礫、浮石、類浮石狀多孔火山碎屑物、火山塊和火山彈）組成，或由火山碎屑沉積物，即已經(jīng)被搬運并與其他來源的物質(zhì)混合的火山碎屑（包括火山碎屑黃土、火山碎屑風成砂土和火山?jīng)_積土）組成。（2）診斷標準?；鹕剿樾嘉镔|(zhì)要求：①粒徑0.02 ～ 2 mm火山玻璃、玻璃態(tài)聚合物和玻璃包被的原生礦物的顆粒含量≥30%（以顆粒數(shù)計）；②無火山灰特性或玻璃質(zhì)特性[28]。

2.2 火山灰土土類檢索標準的提出與修訂

WRB第一版（1998年）中火山灰土土類的檢索標準，將“地表200 cm以內(nèi)，在漂白層、有機層、暗色表層、淡色層或厚度＜50 cm的人為層之下有灰化淀積層”[26]的土壤認定為火山灰土；第二版（2006年）提出火山灰土需要具有“火山灰特性”或“玻璃質(zhì)特性”[27]，列出了較詳細的檢索標準，且提出幾項特征層，使得判斷更為方便；第三版（2014年）增加了1項特征層，修改了檢索標準的語序并將一些限定詞更改為數(shù)學符號，使語言簡潔流暢?；鹕交彝恋臋z索標準如下：

其他土壤中，（1）≥1層具有火山灰特性或玻璃質(zhì)特性，在距地表≤100 cm范圍內(nèi)，從距地表≤25 cm開始，累積厚度≥30 cm；或從地表＞25 cm開始到≤50 cm之間，有連續(xù)巖石層、技術(shù)土壤物質(zhì)層、膠結(jié)層或硬化層，則累積厚度≥土壤總厚度的60%；（2）無黏化層、鐵鋁層、石化聚鐵網(wǎng)紋層、底棲層、聚鐵網(wǎng)紋層或灰化層，除非埋藏深度距礦質(zhì)土表＞50 cm[28]。

2.3 火山灰土分類單元的提出與修訂

WRB對土類的劃分只設(shè)定了二級分類單元。火山灰土是一級單元，其下設(shè)多個二級單元，命名規(guī)則是在火山灰土前加限定詞。火山灰土的二級單元在每次修訂中均有所增減和變化，第一版（1998年）提出了25種主要特性限定類型；第二版（2006年）將主要特性限定類型減少為18種，調(diào)整、增補補充特性限定類型20種；第三版（2014年）將部分二級分類單元合并或列為互替，部分進行了增補刪改，具體如下：

14種主要特性限定類型：鋁質(zhì)/硅質(zhì)（Aluandic/Silandic）火山灰土、玻璃質(zhì)（Vitric）火山灰土、薄層（Leptic）火山灰土、潴育化/水耕（Hydragric/Anthraquic）火山灰土、潛育（Gleyic）火山灰土、漬水（Hydric）火山灰土、落葉/有機（Folic/Histic）火山灰土、暗黑/松軟/暗色（Chernic/Mollic /Umbric）火山灰土、石化硅膠結(jié)/硅膠結(jié)（Petroduric/Duric）火山灰土、石膏（Gypsic）火山灰土、鈣積（Calcic）火山灰土、粗骨（Skeletic）火山灰土、飽和硅質(zhì)（Eutrosilic）火山灰土、不飽和/飽和（Dystric/Eutric）火山灰土。

26種補充特性限定類型：氧化（Acroxic）火山灰土、原生暗色（Protoandic）火山灰土、砂質(zhì)/黏質(zhì)/壤質(zhì)/泥沙質(zhì)（Arenic/Clayic/Loamic/Siltic）火山灰土、耕作（Aric）火山灰土、堆積（Colluvic）火山灰土、白云質(zhì)/石灰質(zhì)（Dolomitic/Calcaric）火山灰土、排水（Drainic）火山灰土、沖積（Fluvic）火山灰土、脆磐（Fragic）火山灰土、暗黃/暗黑（Fulvic/Melanic）火山灰土、永凍（Gelic）火山灰土、高腐殖質(zhì)（Hyperhumic）火山灰土、暗?。∟echic）火山灰土、新成（Novic）火山灰土、融漬（Oxyaquic）火山灰土、薄層鐵磐（Placic）火山灰土、還原性（Reductic）火山灰土、鐵鋁（Sideralic）火山灰土、鈉質(zhì)（Sodic）火山灰土、原生灰化（Protospodic）火山灰土、技術(shù)（Technic）火山灰土、原生火山碎屑（Prototephric）火山灰土、觸變性（Thixotropic）火山灰土、毒性（Toxic）火山灰土、搬運（Transportic）火山灰土和凍攪（Turbic）火山灰土[28]。

3 CST關(guān)于火山灰土的提出與修訂

3.1 火山灰特性及其定量標準的提出與修訂

“首次方案”提出火山灰土中交換性復合體以非晶物質(zhì)占優(yōu)勢，主要是水鋁英石、伊毛縞石和水硅鐵石，伴有鋁－腐殖質(zhì)絡(luò)合物[8]，早于美國KST第5版。對火山灰特性的診斷標準更側(cè)重于物理性質(zhì)，如顏色較深、壤質(zhì)、結(jié)持松散、粘結(jié)性差、可塑性小、15巴持水量與黏粒含量的比率＞ 1.0、水分張力為1/3巴時細土部分容重≤0.90 g·cm-3、差熱分析顯示低溫吸熱等，但也提出了一定的化學性質(zhì)，如有機碳含量＞0.6%、pH 8.2時每100 g黏粒的陽離子交換量＞150毫克當量、或在土壤黏粒含量足以使15巴持水量≥20%時，將1 g土壤置于50 mg 1NNaF溶液中制成的懸液pH＞9.2（2 min后測定），并將火山灰特性細分為：火山灰質(zhì)、火山渣質(zhì)和玻璃質(zhì)，以直徑≥2 mm部分的含量按體積計大于或小于35%，是否具有涂污結(jié)持等特點來區(qū)分[7]。

“修訂方案”對診斷標準進行了大幅度修訂，去除了多數(shù)限定性的物理性質(zhì)，僅保留了容重，但標準也有變化；新增了細土部分草酸銨浸提Al + 1/2Fe的值，磷酸鹽吸持量及火山玻璃含量作為診斷標準[8]。

CST檢索修訂了診斷標準，將“火山玻璃含量為5%～30%”修改為“足夠的火山玻璃含量”，并對0.02～2.0 mm粒級中火山玻璃含量與細土中草酸銨浸提Al + 1/2Fe含量作圖。CST檢索中的火山灰土診斷標準與KST第7版[19]（1996年）大致相當，描述如下：

土壤中火山灰、火山渣或其他火山碎屑物占全土重量的60%或更高，礦物組成中以水鋁英石、伊毛縞石、水硅鐵石等短序礦物占優(yōu)勢，伴有鋁－腐殖質(zhì)絡(luò)合物的特性。除有機碳含量必須＜ 250 g·kg-1外，還應(yīng)具有下列之一或兩個條件：（1）細土部分的草酸銨浸提Al + 1/2Fe ≥2.0%，水分張力為33 kPa時的容重≤0.90 g·cm-3，磷酸鹽吸持≥85%；（2）細土部分的磷酸鹽吸持≥25%，0.02～2.0 mm粒級的含量≥300 g·kg-1，且滿足：草酸銨浸提Al +1/2Fe ≥0.40%，0.02 ～ 2.0 mm粒級中火山玻璃含量≥30%；或草酸銨浸提Al + 1/2Fe ≥2.0%，0.02～2.0 mm粒級中火山玻璃含量≥5%；或草酸銨浸提Al + 1/2Fe為0.4%～2.0%，0.02～2.0 mm粒級中有足夠的火山玻璃含量，當其與細土中草酸銨浸提Al+ 1/2Fe含量作圖時，火山玻璃含量則落在圖中陰影范圍內(nèi)[10]。

3.2 火山灰土土綱檢索標準的提出與修訂

“首次方案”引自KST 第4版，對火山灰土土綱的檢索同樣提出了“連續(xù)厚度≥35 cm的全部亞層均有火山灰特性，”但增加了“累計厚度≥40 cm”這一條件，而且提出了“石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面”作為特征層，并根據(jù)中國土壤特點提出了“無與灰化淀積層有關(guān)的漂白層或其殘跡”[8]；“修訂方案”精簡了檢索標準并修訂了格式；CST檢索未進行修訂，其描述程度處于KST第4版和第5版之間，具體如下：

其他土壤中占下列60%或更厚的土層中有火山灰特性：（1）若無石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面時，則在礦質(zhì)土表至60 cm或具火山灰特性的有機層次頂部至60 cm，兩者取其較淺薄者；或（2）若有石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面時，則在礦質(zhì)土表或具火山灰特性的有機層次頂部至淺于60 cm的石質(zhì)或準石質(zhì)接觸面之間，兩者取其較淺薄者[10]。

3.3 火山灰土高級分類的提出與修訂

火山灰土是“首次方案”中唯一未確認劃分亞綱和只設(shè)1個土類的土綱，土類名稱及其檢索標準與土綱相同，其下劃分為普通火山灰土、不飽和火山灰土和玻璃質(zhì)火山灰土3個亞類[8]。“修訂方案”進行了大幅度修訂，在火山灰土土綱下劃分了寒凍火山灰土（Cryic Andosols）、玻璃火山灰土（Vitric Andosols）和濕潤火山灰土（Udic Andosols）3個亞綱，進一步劃分為5個土類，18個亞類[9]。CST將寒凍火山灰土亞綱修改為寒性火山灰土亞綱，其下增設(shè)了寒凍寒性火山灰土土類，進一步增設(shè)了普通寒凍寒性火山灰土亞類。至此，火山灰土土綱增加至3個亞綱，6個土類，19個亞類[10]。

4 討 論

4.1 KST關(guān)于火山灰特性限定的提出與修訂

最初，KST對火山灰特性僅有定量標準，在第4版中增加了“符合火山灰特性的土壤物質(zhì)，有機碳含量必須＜ 25%”[16]這一限定，并在之后的幾個版本中增加了其他限定。這是因為大多數(shù)火山灰土形成于火山碎屑物之上，但部分土壤具有較高的有機碳含量和無定形黏土礦物，水鋁英石中的鋁趨于固定和積累有機質(zhì)，即使由草酸鹽提取出高含量鋁和鐵的有機物質(zhì)組成的土壤，也多是火山灰土而不是有機土。為了避免修改礦質(zhì)土壤物質(zhì)和有機土壤物質(zhì)的定義，只有將火山灰土定義為：既能由礦質(zhì)土壤物質(zhì)組成又能由有機土壤物質(zhì)組成，但有機碳含量不得超過25%[4]。

4.2 不同分類系統(tǒng)的火山灰特性的比較

KST關(guān)于火山灰土的診斷標準是火山灰特性，經(jīng)過多次修訂，于2006年（第10版）提出了計算公式，使定量標準更直觀。自2006年至第12版，未進行過再修訂。目前，該診斷特性的描述相對簡潔明確，方便應(yīng)用。

WRB的診斷標準較多，共由3個診斷特性——“火山灰暗黑層”、“火山灰特性”和“玻璃質(zhì)特性”和1個診斷物質(zhì)——“火山碎屑物質(zhì)”組成，但綜觀其內(nèi)容描述，與KST的診斷標準——火山灰特性相近，只是部分定量標準有所不同，尤其是沒有定量的計算公式，未完全實現(xiàn)定量。

CST中，火山灰土的診斷標準與KST第7版相當，缺乏對具有火山灰特性的土壤的表征的定性描述，對具有火山灰特性的土壤的診斷標準不夠精準，文字表述“礦物組成中以水鋁英石、伊毛縞石、水硅鐵石等短序礦物占優(yōu)勢”不正確；未給出明確的定量計算公式，且語言表述較繁雜，其插圖也不能正確表達火山灰特性與Al + 1/2Fe含量和火山玻璃含量的關(guān)系，實踐中難以應(yīng)用。

4.3 不同分類系統(tǒng)的火山灰土分類檢索的比較

KST和WRB關(guān)于火山灰土的檢索標準相差較大。KST的檢索范圍只到60 cm，而WRB的檢索范圍在100 cm以內(nèi)，二者規(guī)定的符合診斷標準的土層的累計厚度亦不同。CST中火山灰土的檢索標準類似于KST第5版。

KST和WRB的分類層級不同。 KST包括高級分類和基層分類共6個級別，其中高級分類設(shè)了4個級別，劃分出了7個亞綱，26個土類，201個亞類。而WRB只設(shè)了2個級別。比較而言，KST分類更加系統(tǒng)化，土壤類型也更加豐富。CST采用KST方法對火山灰土進行高級分類，由于研究程度較低，土壤類型還比較匱乏，設(shè)置了3個亞綱，6個土類，19個亞類，遠低于KST。

4.4 關(guān)于火山灰特性診斷標準的修訂建議

建議將現(xiàn)行的CST中關(guān)于火山灰特性的診斷標準[10]修訂為：

火山灰特性一般是由火山碎屑或含有一定量火山玻璃的其他母質(zhì)風化形成的，但無火山玻璃影響的土壤在冷涼、潮濕的氣候條件和大量有機碳作用下，也可以發(fā)育為火山灰特性。火山玻璃包括一系列純玻璃和包被著晶質(zhì)礦物的玻璃。當土壤處于潮濕環(huán)境中，這些玻璃質(zhì)礦物發(fā)生相對溶解，并且進行相當快速的轉(zhuǎn)變?；鹕交姨匦员碚鞯氖窃间X－硅酸鹽（如：火山玻璃）的風化和轉(zhuǎn)變只進行到形成水鋁英石、伊毛縞石和水鐵礦等短序礦物，或者是金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物的一個過渡階段。火山灰特性的概念包括富含短序礦物或（和）金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物，含或不含火山玻璃的中度風化土壤；也包括含有火山玻璃，但短序礦物含量不高的弱風化土壤。

具有火山灰特性的土壤，可以是礦質(zhì)土壤，也可以是有機碳含量＜ 25%的有機土壤。野外可以利用黏染性（土壤具有黏手的性質(zhì)）或者1NNaF浸提液的pH進行粗略鑒定。精確鑒定需要測定水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦、金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物和火山玻璃的相對含量。水鋁英石、伊毛縞石、水鐵礦、金屬－腐殖質(zhì)絡(luò)合物的相對含量，由膠體組分中被草酸銨浸提的鋁、鐵、硅，以及磷酸鹽吸持的實驗室分析結(jié)果推算獲得?；鹕讲ＡШ客ㄟ^計量粗粉粒至砂粒級（0.02～2.00 mm）組分中火山玻璃的百分含量（以顆粒數(shù)計）得到。

具有火山灰特性的土壤必須滿足：細土部分有機碳含量＜25%（質(zhì)量百分比），且符合以下一條或兩條：① 水分張力33 kPa時的容重 ≤0.90 g cm-3，磷酸鹽吸持量≥85%，Al + 1/2Fe含量（草酸銨浸提）≥2.0%；② 細土部分0.02～2.00 mm粒級含量≥30%，磷酸鹽吸持量≥25%，Al + 1/2Fe含量（草酸銨浸提）≥0.4%，火山玻璃含量≥5%，（Al + 1/2Fe）（%）× 15.625 + 火山玻璃含量（%）≥36.25。

同時，將原插圖[10]修訂為圖1。

5 結(jié) 論

將CST與國際上先進的土壤分類體系進行比較，發(fā)現(xiàn)CST關(guān)于火山灰土的診斷標準——火山灰特性的界定和描述還存在一定的問題，表現(xiàn)為：診斷標準描述不夠嚴謹；語言表述不夠簡潔，個別表述不當；插圖不能正確表達文字所表述的含義。導致該診斷標準在實踐中難以應(yīng)用。因此，建議對CST中的火山灰特性進行修訂。