湘东地区板岩红壤在中国土壤系统分类中的归属

欧阳宁相，张杨珠，盛 浩，周 清，黄运湘，廖超林，罗兰芳，袁 红

（湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128）

湘东地区板岩红壤在中国土壤系统分类中的归属

欧阳宁相，张杨珠，盛 浩，周 清，黄运湘，廖超林，罗兰芳，袁 红

（湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128）

为了确定湘东地区板岩红壤在中国土壤系统分类中的归属，选取该地区7个由板岩母质发育的典型红壤土壤剖面，在对其成土环境、剖面形态特征及其理化性质进行系统研究的基础上，按照中国土壤系统分类方案，检索出了诊断层和诊断特性，据此确定了其在中国系统分类中的归属。结果表明，供试土壤剖面的位置分别为：淋溶土、雏形土、富铁土和新成土4个土纲，湿润淋溶土、湿润雏形土、湿润富铁土和正常新成土4个亚纲，酸性湿润淋溶土、铝质湿润淋溶土、铝质湿润雏形土、黏化湿润富铁土和湿润正常新成土5个土类，普通酸性湿润淋溶土、普通铝质湿润淋溶土、普通铝质湿润雏形土、普通黏化湿润富铁土和石质湿润正常新成土5个亚类；按照土族和土系划分标准，建立了黏壤质硅质混合型酸性热性—普通酸性湿润淋溶土等6个土族和高升系等7个土系（43-CS16）。

板岩红壤；诊断层；诊断特性；系统分类；基层分类；湘东

土壤分类是土壤科学水平的标志，是土壤调查制图的基础，是因地制宜推广农业技术的依据之一，也是国内外土壤信息交流的媒介[1]。土壤分类的发展，经历了古代朴素的土壤分类阶段，近代的俄罗斯土壤地理分类和20世纪50年代三派鼎立的阶段，现已进入了以定量化、规范化和国际化为特点的土壤系统分类阶段。经我国专家学者的多年努力，中国土壤系统分类逐渐被业界认可，成为世界三大分类系统之一[2-6]。许多从事土壤分类的学者参与到系统分类，在我国北部[7-13]和东部[14-19]地区进行了初步探索，但对中西部地区系统分类的研究还较少，且大量研究都是针对高级分类单元的划分，鲜见有关土壤基层分类单元的研究。

湖南省东部（简称湘东地区，下同）属于中亚热带季风气候，生物气候条件复杂，土壤类型多样[20]。该区域的土壤由板岩发育而成，在全国第二次土壤普查的土壤分类体系中属于红壤土类，根据局部成土环境的差异，将该区域土壤进一步化分为红壤、黄红壤、棕红壤、红壤性土4个亚类[21]。近年来，虽有学者研究湖南地区的土壤系统分类[22-24]，但大部分还是集中于高级分类单元的划分，很少看到有关该区域土系划分的研究文献。笔者以湖南东部7个板岩发育的典型土壤剖面为对象，系统研究其成土环境、剖面形态特征及其理化性质，并按照中国土壤系统分类方案[3]，确定其诊断层和诊断特性，进行其高级分类单元与基层分类单元的划分，确定其在中国土壤系统分类中的归属，旨在为丰富和完善我国土壤系统分类提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

湘东地区主要包含长沙、株洲、湘潭和岳阳4个地级市，地处29°52′～26°46′N，111°53′～114°14′E，属于中亚热带季风区，夏季高温多雨，冬季温和多雨，年均气温在16～19°C之间，年降雨量为1 300～1 500 mm，日照均值为1 623.1 h，据《中国土壤系统分类检索（第三版）》[3]对土壤水分与温度状况的定义，供试土壤的水分与温度状况划为热性土壤温度状况和湿润土壤水分状况。湘东地区地势西北低，东南高，地貌类型包括山地、丘陵和平原；复杂的成土母质、地形地貌和气候条件造就了其复杂的土壤类型。

1.2 供试土壤成土环境

研究参照《湖南土壤》[20]和《湖南土种志》[25]中对板岩红壤的描述与分类以及全国第二次土壤普查数据，结合母质分布图、土地利用现状图、高程图等，确定7个野外取样点。各剖面点的地理分布与剖面成土环境见图1和表1。

图1 供试土壤剖面的地理位置

表1 供试土壤的成土环境

1.3 样点采集与分析

在取样点位，挖掘标准土壤剖面（深1.5～2.0 m，宽1.2 m），根据土壤形态学特征进行分层，依照《野外土壤描述与采样手册》对土壤剖面进行详细地描述，并拍照记录剖面以及周围景观。

土壤测定：全氮采用凯氏定氮法；全磷采用碱熔—钼锑抗比色法；全钾采用碱熔—火焰光度法；机械组成采用吸管法；有机质采用重铬酸钾外加热法；pH值测定采用电位法（液土比2.5∶1）；阳离子交换量及交换性盐基组成采用乙酸铵交换法（阳离子交换总量使用凯氏定氮法，K+、Na+使用火焰光度法，Ca2+、Mg2+采用EDTA滴定）；交换性H、Al采用氯化钾交换—中和滴定法；全铁、铝、硅采用碳酸锂—硼酸熔融法，土壤游离铁采用连二亚硫酸钠—柠檬酸钠—重碳酸钠法（DCB法），活性铁分别采用草酸—草酸铵法提取法[26]。

2 结果与讨论

2.1 供试土壤剖面形态特征与主要理化性质

表2为湘东地区7个板岩红壤的剖面形态特征描述。从土壤润态颜色来看，土壤色调为介于2.5YR～10R之间，明度介于3～6之间，彩度介于4～8之间，大部分剖面均表现为自上而下明度逐渐变亮。43-CS16剖面土体稍厚，表层土壤为团粒状质地松散，下层为块状质地疏松，孔隙度自上而下逐渐降低，18～90 cm之间出现大量黏粒胶膜；43-ZZ03剖面土体深厚，土壤结构通体为块状，表层土壤质地为松散，底层土壤质地稍坚实，孔隙度从上至下逐渐降低，50～120 cm之间出现中量黏粒胶膜；43-ZZ06剖面土体深厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，土壤表层质地为松散，底层土壤质地稍坚实，孔隙度通体较高，9～110 cm之间出现中量黏粒胶膜；43-XT04剖面土体稍厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，土壤表层质地为极疏松，底层土壤质地稍坚实，表层孔隙度很高下层逐渐降低，30～120 cm之间出现黏粒胶膜；43-YY03剖面土体深厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，土体通体较为松散，土壤孔隙度通体较高；43-YY08剖面土体稍厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，土体通体较为疏松，孔隙度从上至下逐渐降低；43-YY03剖面土体深厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，表层土壤极疏松；43-YY09剖面土体深厚，表层土壤结构为团粒状，下层为块状，表层土壤松散，底层质地很坚实，30～80 cm处出现黏粒胶膜，80～190 cm处出现少量铁锰斑纹和中量黏粒—铁锰胶膜。

表2 供试土壤的剖面特性

表3和表4为供试土壤各层次用于确定土壤系统分类的相关理化性质的测定结果。从测试结果可看出，7个剖面各个层次的盐提pH值均小于4.5，为酸性；土壤质地以黏壤土或壤土为主，各层次黏粒含量介于138.7～362.0 g/kg之间；43-CS16、43-ZZ03和43-XT04剖面均有黏化率大于等于1.2倍的黏化层；全铁含量介于30.14～79.76 g/kg之间，均值为52.16 g/kg，游离氧化铁含量介于18.75%～54.94 g/kg之间，均值为34.40 g/kg，铁的游离度介于55.99%～98.13%之间，黏粒CEC7介于10.07～53.95 cmol(±)/kg之间，均值为26.65 cmol(±)/kg，铝饱和度介于65.12～89.55%之间。

2.2 供试土壤的诊断层与诊断特性

按照《中国土壤系统分类检索（第三版）》[3]有关诊断层、诊断特性及控制层段的定义，建立了供试土壤在高级分类中的诊断层与诊断特性，其结果列于表5。

2.2.1 诊断表层 （1）暗瘠表层：剖面43-ZZ06表层厚度为9 cm，表层润态颜色为7.5YR 3/3，明度彩度均小于3.5，有机碳含量为35.99 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。剖面43-XT04表层厚度为12 cm，表层润态颜色为2.5YR 3/3，明度彩度均小于3.5，有机碳含量为9.10 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。剖面43-YY03表层厚度为13 cm，表层润态颜色为10YR 3/3，明度彩度均小于3.5，有机碳含量为35.59 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。

（2）淡薄表层：剖面43-CS16表层厚度为18 cm，表层润态颜色为7.5YR 4/6，明度彩度均大于3.5，有机碳含量为7.64 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。剖面43-ZZ03表层厚度为20 cm，表层润态颜色为7.5YR 4/6，彩度均大于3.5，有机碳含量为14.45 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。剖面43-YY08表层厚度为25 cm，表层润态颜色为5YR 4/6，明度彩度均大于3.5，有机碳含量为25.08 g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。剖面43-YY09表层厚度为30 cm，表层润态颜色为2.5YR 4/6，明度彩度均大于3.5，有机碳含量为15.99g/kg，盐基饱和度小于50%，土壤结构为团粒状。

表3 供试土壤的物理性质

2.2.2 诊断表下层 （1）黏化层：黏化层是土体内黏粒含量相对富集的层次，定量判定其黏粒富集的程度、诊断黏化层的指标为黏化率。根据表3剖面43-CS16的AB层、43-ZZ03的BC、C层和43-XT04的B层的黏化率分别为1.21、1.33、1.20和1.22均大于等于1.2倍，因此该层也为黏化层。

（2）低活性富铁层：剖面43-XT04，B层厚度为33 cm，色调均为2.5YR，土壤质地为粉砂质黏壤土，DCB浸提游离铁含量分别为46.8 g/kg，游离铁占全铁含量均大于71.33%，B层的CEC7均小于24 cmol(±)/ kg黏粒。

（3）雏形层：在受各种气候、地形、母质和植被条件下发育程度较弱的土壤称为雏形土[5]。根据供试土壤的剖面特性和物理性质，43-YY08号剖面AB和BC层厚度共为80 cm，土层体积90%以上有土壤结构的发育，无明显的土壤新生体，颜色为5YR 5/6和5YR 5/8，土壤质地为黏壤土，虽有少量黏粒淀积，黏化率为1.08和0.94，但未到达黏化层要求，所以定为雏形层。43-YY09号剖面BC层厚度共为50 cm，土层体积90%以上有土壤结构的发育，无明显的土壤新生体，颜色为2.5YR 5/6，土壤质地为壤土，虽有少量黏粒淀积，黏化率为0.94，但未到达黏化层要求，因此定为雏形层。

2.2.3 诊断特性 （1）准石质接触面：土壤与连续黏结的下垫物质（一般为部分固结的砂岩、粉砂岩、页岩或泥灰岩等沉积岩）之间的界面层，湿时用铁铲可勉强挖开。43-YY03号剖面C层厚度为75 cm，其土体70%以上体积为板岩岩碎屑，下层为整块的岩石R层，因此将其划为准石质接触面。

（2）铝质现象：由表4可知，供试土壤中43-ZZ03、43-ZZ06、43-YY08和43-YY09号剖面均有阳离子交换量（CEC7）大于24 cmol(±)/kg黏粒，且pH值（KCl浸提）小于4.5，铝饱和度大于60%的层次，因此具有铝质现象。

（3）铁质特性：由表4可知，供试土壤中443-ZZ03、43-YY08和43-YY09号剖面均有游离Fe2O3≥20 g/kg，游离铁占全铁超过40%的层次，但由于黏粒CEC7大于24 cmol(±)/kg黏粒，因此具有铁质特性。

表4 供试土壤的化学性质

表5 供试土壤诊断层与诊断特性

2.3 供试土壤在中国土壤系统分类中的归属

2.3.1 高级分类单元划分 参照《中国土壤系统分类检索（第三版）》[3]对高级分类单元的划分标准，通过对供试土壤的诊断层与诊断特性的检索，7个板岩红壤剖面共涉及淋溶土、雏形土、富铁土和新成土4个土纲，湿润淋溶土、湿润雏形土、湿润富铁土和正常新成土4个亚纲，酸性湿润淋溶土、铝质湿润淋溶土、铝质湿润雏形土、黏化湿润富铁土和湿润正常新成土5个土类，普通酸性湿润淋溶土、普通铝质湿润淋溶土、普通铝质湿润雏形土、普通黏化湿润富铁土和石质湿润正常新成土5个亚类（表6）。

表6 供试土壤在系统分类高级分类单元的归属

2.3.2 基层分类单元划分 （1）土族划分：根据《中国土壤系统分类土族和土系划分标准》[27]，土族控制层段为从诊断表下层的上界或从表土层、耕作层的下界往下至100 cm深处，或至浅于100 cm的根系限制层上界或石质接触面。根据其标准供试土壤中43-CS16和43-YY09号剖面的根系限制层分别出现在90 cm和80 cm位置，因此将其下界划在90 cm和80 cm。在划定土族控制层段的基础上，以供试土壤控制层段内的颗粒大小级别、矿物学类型、土壤温度状况以及石灰性的有无为依据（表7），可将供试土壤分为黏壤质硅质混合型酸性热性—普通酸性湿润淋溶土、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润淋溶土、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润雏形土、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通黏化湿润富铁土、粗骨壤质硅质混合型酸性热性—石质湿润正常新成土、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润雏形土和黏壤质氧化物型酸性热性—普通铝质湿润雏形土6个土族。

表7 供试土壤土族控制层段内鉴别特征

（2）土系划分：根据《中国土壤系统分类土族、土系建立的原则与标准》[27]，土系划分的鉴别标准包括：特定土层的深度和厚度、表层土壤的质地、土系控制层段中岩石碎屑“结核”侵入体等。参照土系划分标准[27]，供试土壤的土系划分结果如下：一是因供试剖面中黏壤质硅质混合型酸性热性—普通酸性湿润淋溶土（43-CS16）、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润淋溶土（43-ZZ03）、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通黏化湿润富铁土（43-XT04）、粗骨壤质硅质混合型酸性热性—石质湿润正常新成土（43-YY03）、和黏壤质氧化物型酸性热性—普通铝质湿润雏形土（43-YY09）不在同一土族，因此将其划为高升系（43-CS16）、许家湾系（43-ZZ03）、杨林系（43-XT04）、塘铺系（43-YY03）和鲁丑系（43-YY09）；二是同一土族内的43-ZZ06和43-YY08的土系划分，根据土壤剖面特征（表8），剖面43-ZZ06的土体色调为7.5YR和剖面43-YY08土体色调5YR不在一个色调，且剖面43-ZZ06在9～110 cm处出现了大量的岩石碎屑，因此将其划为坪形系（43-ZZ06）和胜利系（43-YY08）。

3 讨 论

3.1 湘东板岩母质发育土壤在发生分类与系统分类的参比关系

根据表6所示，湘东地区7个典型板岩红壤在中国土壤发生分类与中国土壤系统分类中呈不对应关系。由于7个供试剖面同为板岩母质发育土壤且成土环境趋于一致，因此在中国土壤发生分类中同属铁铝土纲、红壤土类及亚类，但在系统分类中则被划分为淋溶土、富铁土、雏形土和新成土4个土纲，湿润淋溶土、湿润雏形土、湿润富铁土和正常新成土4个亚纲，酸性湿润淋溶土、铝质湿润淋溶土、铝质湿润雏形土等5个土类，普通酸性湿润淋溶土、普通铝质湿润淋溶土、普通铝质湿润雏形土等5个亚类。土壤发生分类重视成土条件和推测的成土过程，而不重视土壤本身的属性，结果是把同一地区、同一母质处于发育不同阶段的土壤都划分为同一个土类或亚类。而土壤系统分类在遵循土壤发生学理论的基础上，重视土壤本身性质，以定量的诊断层和诊断特性为依据，划分土壤类型，将7个供试土壤剖面，划分出雏形土、淋溶土、富铁土和新成土4个土纲，体现出土壤发育程度的差异。

表8 供试土壤土系划分

3.2 中国土壤系统分类标准在板岩红壤基层分类中的应用

根据中国土壤系统分类土族和土系的划分标准[27]，对供试土壤进行了土族土系划分，共建立了高升系（43-CS16）等7个土系，设定土族控制层段，依据控制层段内土壤颗粒级别、不同颗粒级别的矿物组成、土壤温度状况、石灰性与土壤酸碱性、土体厚度等特征划分土族；再设定土系控制层段，依据表土质地、诊断层出现位置等进行土系划分。在划分过程中未出现不适应现象，说明目前的土族土系划分标准在湘东板岩母质发育土壤的土壤基层分类划分中是适用的。通过此标准[27]建立土族和土系，既实现了板岩红壤高级分类单元的续分，又补充该类型土壤的基础信息。

4 结 论

（1）受局部区域气候条件、植被类型和地形地貌等成土环境的影响，湘东地区所调查的7个板岩红壤剖面的发生特性各有其特点，使其土壤类型复杂多样。根据中国土壤系统分类方案[3]，检索出供试剖面包含淡薄表层、暗瘠表层、低活性富铁层、黏化层等10个诊断层和诊断特性，据此确定其在中国系统分类中的位置分别为：淋溶土、雏形土、富铁土和新成土4个土纲，湿润淋溶土、湿润雏形土、湿润富铁土和正常新成土4个亚纲，酸性湿润淋溶土、铝质湿润淋溶土、铝质湿润雏形土、黏化湿润富铁土、湿润正常新成土5个土类，普通酸性湿润淋溶土、普通铝质湿润淋溶土、普通铝质湿润雏形土、普通黏化湿润富铁土、石质湿润正常新成土5个亚类。与土壤发生学分类相比，土壤系统分类更能定量反映出湘东板岩母质发育土壤性状的差异，进而客观反映出土壤发育阶段和发育类型的差异。

（2） 根据中国土壤系统分类中土族土系划分标准[26]，建立了黏壤质硅质混合型酸性热性—普通酸性湿润淋溶土、黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润淋溶土和黏壤质硅质混合型酸性热性—普通铝质湿润雏形土等6个土族，高升系（43-CS16）、许家湾系（43-ZZ03）和杨林系（43-XT04）等7个土系。实践表明，目前的土族土系划分标准适用于湘东板岩母质发育土壤的土壤基层分类单元划分。

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The Attribution of the Slate Red Soil in Chinese Soil Taxonomy in Eastern Hunan

OU YANG Ning-xiang，ZHANG Yang-zhu，SHENG Hao，ZHOU Qing，HUANG Yun-xiang，
LIAO Chao-lin，LUO Lan-fang，YUAN Hong
（College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC）

To study the attribution of the slate red soil in Chinese Soil Taxonomy in eastern Hunan, we selected 7 typical red soil profile developed from slate in this area, according to the Chinese Soil Taxonomy, we retrieved out the diagnostic horizon and diagnostic characteristics, and determined its attribution based on the study on the soil forming environment, the morphological characteristics and the physical and chemical properties. The result shows that the location of the soil profiles are belong to 4 orders such as Argosols, Cambosols,Ferrosols and Primosols; 4 suborders like Udic Argosols, Udic Cambosols, Udic Ferrosols and Orthic Primosols; 5 groups as Acidi-Udic Argosols, Ali-Udic Argosols, Ali-Udic Cambosols, Argic-Udic Ferrosols and Usti-Orthic Primosols; and 5 subgroups as Typic Acidi-Udic Argosols, Typic Ali-Udic Argosols, Typic Ali-Udic Cambosols, Typic Argic-Udic Ferrosols and Lithic Usti-Orthic Primosols. In addition,according to the classification standards for soil family and soil series, 6 soil families as Clayey loamy silica mixture acidic thermic-Typic Acidic-Udic Argosols, and 7 soil series as Gaoshen series (43-CS16) are established.

slate red soil; diagnostic horizon; diagnostic characteristics; Chinese soil taxonomy; lower category of soil in soil taxonomy; eastern Hunan

S155.3 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2017）04-0068-07

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.004.019

2017-02-08

国家科技基础性工作专项课题（2014FY110200）

欧阳宁相（1992-），男，湖南宁远县人，硕士研究生，研究方向为土壤地理学。

张杨珠

肖彦资）