APP下载

土壤侵蚀作用是雏形土和新成土广泛分布的成因研究

2022-01-10张凤荣

中国农业大学学报 2022年1期
关键词:土壤侵蚀表层剖面

张凤荣 张 蕾

(中国农业大学 土地科学与技术学院,北京 100193)

依据《中国土壤系统分类》确定一个土壤剖面所属的土纲、亚纲、土类和亚类,均需要先鉴别剖面的诊断层及诊断特性。诊断层和诊断特性是成土过程形成的土壤发生层次或特性,或影响土壤过程的土壤属性。如:腐殖质化过程形成腐殖质层、碳酸钙经过淋溶和淀积过程形成的钙积层、黏粒经过淋溶和淀积过程形成的黏化层等。成土过程是在土壤母质的基础上发生的一些物理的、化学的、生物学的过程,或者是这些过程的复合过程。根据土壤发生学理论,地质风化过程(也包括地质剥蚀过程)形成成土母质;成土母质再经过成土过程则形成土壤。根据上述理论,只有经过稳定的成土过程,才形成一定地理环境条件下的土壤类型,这些土壤类型有着特定的土壤发生层或发生特性,也即诊断层或诊断特性。然而,研究人员在野外调查中会发现土壤侵蚀和堆积过程的产物广泛存在,经常可以看到坡上的土壤被地质营力侵蚀造成底层的土壤甚至风化物即成土母质的出露,而坡上被侵蚀的物质再被转移到低洼部位堆积起来。因此,自然界既存在着形成土壤的过程,也存在着土壤被破坏和土壤发育过程被中断的过程,即土壤侵蚀和堆积过程。上世纪80年代完成的全国第二次土壤普查结果表明:全国受土壤侵蚀限制和土层薄限制的耕地土壤面积分别是5.34×10和3.62×10km,分别占有作物生长障碍因素耕地总面积的38.7%和26.2%。该调查结果说明土壤侵蚀作用对土壤的影响很大,其中高山土纲、初育土纲、半水成土纲、漠土土纲、钙层土纲和干旱土纲分别占土壤总面积的22.7%、18.4%、7.0%、6.8%、6.6%和3.6%。这些土纲按照《中国土壤系统分类》划分基本都属于雏形土土纲和新成土土纲,再加上铁铝土土纲、淋溶土土纲、半淋溶土土纲中的 “性土”亚类,全国第二次土壤普查结果的土壤大部分属于雏形土土纲和新成土土纲。彭月等对重庆土壤进行分析发现不同的土壤类型具有土壤侵蚀景观异质性,且差别较大,影响着景观的破碎情况。对黄土高原区域内淋溶土的研究中发现土壤侵蚀作用对于该区域的淋溶土的鉴定和分类有着极其重要的影响,尤其是受土壤侵蚀作用而出露地表的土壤剖面。由于关于土壤侵蚀对于不同土壤类型的影响的研究极少,也因为研究的剖面数很少而缺乏统计学意义。

地形坡度影响地表物质与能量的分配,支配着地表径流,在很大程度上决定着土壤是系统发育,还是发育终止甚至破坏。因而,在一定的生物气候条件下,不同地形部位有着不同的水热状况和剥蚀与堆积的发生,从而影响土壤的形成和土壤类型的分布。

华北地区是7个中国地理区划之一。在自然地理上一般指秦岭-淮河线以北,长城以南的中国的广大区域。北与东北地区、内蒙古自治区地区相接,包括北京市,天津市,河北省、山西省,内蒙古中部(呼和浩特市、乌兰察布市、包头市、鄂尔多斯市)。这里是典型的大陆性季风气候,年降水量在350~600 mm,但主要集中在夏季,多以大雨、暴雨形式出现。地形上,太行山以西和燕山以北为山地和高原,太行山以东和燕山以南为华北平原。气候和地形条件容易引发山区土壤的侵蚀和平原地区的侵蚀物质的沉积。

经典的土地地理学教材以及土壤发生和分类研究,均聚焦在成土条件、成土过程及其产物土壤发生层上,并主要依据成土过程和土壤发生层分类命名土壤;但对土壤侵蚀过程对于土壤类型及其分布的影响研究甚少。因此,为更深入地研究土壤侵蚀作用对土壤类型及其分布的影响,本研究拟以华北地区的418 个土系的典型土壤剖面为研究对象,参照《中国土壤系统分类(第三版)》确定的土壤剖面的诊断层和其分类类型,对该区域内不同地形部位下的诊断表层、诊断表下层和归属土纲的数量进行统计,分析不同侵蚀等级和坡度下土壤的分布情况,探究该区域侵蚀和堆积作用如何影响土壤的分类与分布,以期发展土壤发生与分类学,为补充土壤地理学教材相关内容提高科学依据。

1 研究区概况

华北地区包括北京市、天津市,河北省、山西省以及内蒙古自治区。其中:京、津、冀、晋四省市除山西的忻州、朔州、大同三市与河北省的张家口和承德两市之外,均属于暖温带半湿润大陆性季风气候;山西的忻州、朔州、大同三市与河北省的张家口和承德两市则属于温带半干旱大陆性季风气候。大陆性季风型气候的特点是降雨集中,雨季期间,多大雨和暴雨,集中的降雨来不及入渗,很易产生地表径流;加之该区域山地丘陵多,坡度大,又为加剧水土流失提高了地形条件。依据《全国水土保持区划(试行)》中,研究区属于北方土石山区、西北黄土高原区(山西部分地区),主要侵蚀方式为水力侵蚀和局部风力侵蚀,土壤可蚀性因子4个省均高于0.03(我国土壤可蚀性因子范围在0.001 1~0.080 0)。由山区冲蚀来的物质在这平原区沉积,形成冲积平原。根据土壤发生学分类,京津冀晋四省市的山区以褐土为主,平原区以潮土为主。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及处理

以《山西土系志》、《河北土系志》、《京津土系志》记载的全部418个土系为研究对象,将这418个土系的典型剖面的经纬度坐标转化为十进制后导入ArcGIS10.2中形成剖面点位置图(图1)。DEM高程数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台,空间分辨率为30 m;在ArcGIS软件中,应用 Spatial Analyst 模块分析获得研究区域的地形坡度。土壤侵蚀数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心下载的中国土壤侵蚀空间分布数据以及全国土壤类型数据。

图1 供试土壤样点分布图

以Excel软件进行了418个土系的诊断表层、诊断表下层以及分类所属亚类、土类、亚纲、土纲的统计分析;剖面点所在地形坡度和可蚀性采用ArcGIS 10.2处理。

3 结果与分析

3.1 不同地形部位的各类诊断表层

根据《中国土壤系统分类》划分的418个土系的诊断表层类型主要有:淡薄表层、暗沃表层、堆垫表层和肥熟表层。其中,淡薄表层是诊断表层中最后一个检索出现的,只要不被诊断为有机表层、均腐表层、暗沃表层、堆垫表层和肥熟表层的表层土壤,都归类为淡薄表层。

对京津冀晋418个土系的诊断表层进行统计得到表1;其中,淡薄表层数量最多,为227个,所占比例为82.06%;暗沃表层位居第二,数量为65个,所占比例为13.16%;而堆垫表层和肥熟表层数量很少。暗沃表层主要分布在高海拔的中山山区,气候冷湿,植被或是山顶平台的草甸,或是森林植被林冠下有苔草生长,因为腐殖质自然积累得多,而形成颜色黑暗,团粒结构发育的腐殖质表层。分布于低海拔山地的淡薄表层占全部淡薄表层的47.13%,而且主要分布于山坡的中部和上部;占26.32%;这些地貌部位地形较陡峭,容易发生侵蚀。而其他淡薄表层则分布在山间平原和冲积平原上。淡薄表层因为气温较高,无论是自然植被,还是平原耕地土壤,因为有机质积累少,而土壤原色淡,且也没有团粒结构,以屑粒结构为主。

表1 418个土壤剖面中不同地形部位的各类诊断表层统计

Table 1 Diagnostic surface horizons at different topographic positions in 418 soil profiles

地形Terrain部位Position表层类型Surfacehorizonstype所占比例%Ratio土纲类型Ordertype山顶暗沃3.59均腐土(12)、潜育土(1)、雏形土(1)、新成土(1)凹坡暗沃7.89雏形土(17)、均腐土(8)、淋溶土(3)、新成土(4)、人为土(1)上坡淡薄1.67雏形土(3)、淋溶土(1)、新成土(3)亚高山、中山山地Subalpine,middlemountain中坡淡薄20.82淋溶土(19)、有机土(1)、雏形土(41)、新成土(26)淡薄20.57雏形土(37)、淋溶土(19)、新成土(24)、人为土(1)、潜育土(1)、盐成土(4)下坡堆垫0.24人为土(1)肥熟0.24人为土(1)凹坡暗沃0.24新成土(1)低山Lowmountain中坡淡薄3.83雏形土(3)、淋溶土(9)、新成土(3)坡麓淡薄0.24雏形土(1)暗沃1.20雏形土(3)、均腐土(1)、潜育土(1)平原Plain淡薄33.73雏形土(105)、淋溶土(13)、新成土(5)、盐成土(12)、潜育土(4)、人为土(2)肥熟0.24人为土(1)堆垫0.48人为土(2)河谷Rivervalley暗沃0.24有机土(1)淡薄1.20新成土(5)

3.2 不同地形部位的诊断表下层

418个土系的诊断表下层主要是黏化层、钙积层和雏形层三种。统计其诊断表下层结果发现:具钙积层的土系数量最少,9个土系;具黏化层的土系68个;具雏形层的土系数量最多,有208个土系。

黏化层是淋溶土的诊断标准,统计结果见表2。可知:普通简育干润淋溶土亚类的数量最高为23个,主要分布在山地中坡和下坡部位。其野外剖面形态学多呈现岩性不连续现象,说明这些淋溶土的黏化层是古黏化层受剥蚀后又覆盖新黄土的结果,如普通简育干润淋溶土下的南家山系。表蚀铁质干润淋溶土则是遭受强烈的侵蚀作用使得黏化层出露于地表,现在的淡薄表层是在出露于地表的黏化层上再发育的,只是由于地形部位突出,没有新黄土覆盖。在稳定的地形部位,半湿润气候条件下发生残积黏化形成的黏化层极少,南花村系则属于普通简育干润淋溶土亚类。

表2 418个土壤剖面中不同地形部位的黏化层统计

Table 2 Argillc horizon at different topographic positions in 418 soil profiles

地形Terrain部位Position亚类Subgroup高原Plateau普通简育冷凉淋溶土(2)、表蚀铁质干润淋溶土(2)上坡普通简育干润淋溶土(2)、普通简育湿润淋溶土(1)普通铁质湿润淋溶土(1)、普通简育冷凉淋溶土(2)山地Mountain中坡复钙简育干润淋溶土(2)、普通简育干润淋溶土(9)普通简育湿润淋溶土(3)、普通铁质湿润淋溶土(1)石质简育干润淋溶土(1)、石质简育冷凉淋溶土(1)饱和黏磐湿润淋溶土(1)、普通钙积干润淋溶土(1)石化钙积干润淋溶土(1)、普通钙质干润淋溶土(2)下坡表蚀铁质干润淋溶土(2)、普通钙积干润淋溶土(1)普通简育干润淋溶土(5)、普通简育冷凉淋溶土(1)饱和黏磐湿润淋溶土(1)、石质简育冷凉淋溶土(1)丘陵Hill中坡普通铁质湿润淋溶土(2)、斑纹简育湿润淋溶土(2)普通钙积干润淋溶土(2)、表蚀铁质干润淋溶土(2)普通简育干润淋溶土(1)平原Plain斑纹简育干润淋溶土(5)、斑纹铁质干润淋溶土(1)普通简育干润淋溶土(4)

根据土壤发生理论,只要成土母质含有碳酸钙,在半湿润气候条件下会发生碳酸钙的淋溶淀积过程,就会形成钙积层。研究区以黄土母质或黄土性母质为主,理论上钙积层土壤应广泛分布。但418个土系中有钙积层的土系仅9个(表3),而这9个钙积层均是在土壤剖面中质地出现突然变化即岩性不连续的剖面中,以砂姜即碳酸钙结核形态出现;说明是古钙积层上面的土壤受剥蚀后致使钙积层上移在剖面中出现的结果。其它的黄土母质土壤剖面中大部分发现“假菌丝”,说明有碳酸钙的淋溶淀积现象;但淀积的碳酸钙含量没有达到钙积层含量的标准,说明土壤碳酸盐淋溶淀积过程的不稳定即表土常遭受侵蚀而下面的新黄土不断出露。

表3 418个土壤剖面中不同地形部位的钙积层诊断特征统计

Table 3 Calcic horizon at different topographic positions in 418 soil profiles

地形Terrain部位Position亚类Subgroup土系Series钙积简育干润雏形土(1)小垛系山地Mountain中坡钙积暗厚干润均腐土(3)边墙山系、大老虎沟系、南井沟系普通钙积干润淋溶土(1)阳坡系石化钙积干润淋溶土(1)潘家沟下坡普通钙积干润淋溶土(1)佛峪口系丘陵Hill中坡普通钙积干润淋溶土(1)行乐系、大南社

雏形层是雏形土的鉴定标准。雏形层是最为广泛存在的一个诊断表下层,不同植被类型以及地形部位都有雏形层出现。所谓雏形层是在风化-成土过程中形成的无或基本上无物质淀积,未发生明显黏化,带棕、红棕、红、黄或紫等颜色,但有土壤结构发育的层次。可见,雏形层的成土条件较为简单,只要土壤含有一定量的黏粒,在干湿交替、冻融交替作用下,土壤结构就很容易形成。只要有土壤结构或假菌丝体就可鉴定为雏形层;而研究区域广泛分布的壤质黄土成土母质富含碳酸盐,半干旱半湿润气候下,假菌丝体土壤结构都容易形成。因此,如表4统计结果,雏形层数量和分布最为丰富。

表4 418个土壤剖面中不同地形部位下雏形层诊断特征统计

Table 4 Cambic horizons at different topographic positions

地形Terrain部位Position亚类Subgroup高原Plateau普通简育干润雏形土(4)、弱盐淡色潮湿雏形土(1)上坡普通简育干润雏形土(13)、普通简育湿润雏形土(2)普通冷凉湿润雏形土(1)、暗沃冷凉湿润雏形土(1)斑纹简育湿润雏形土(1)、钙积简育干润雏形土(1)石灰淡色潮湿雏形土(1)、石灰底锈干润雏形土(1)山地Mountain中坡普通简育干润雏形土(26)、普通简育湿润雏形土(1)普通冷凉湿润雏形土(3)、斑纹简育湿润雏形土(1)漂白暗色潮湿雏形土(1)、漂白简育湿润雏形土(1)普通暗沃干润雏形土(5)、石质简育干润雏形土(1)准石质简育干润雏形土(3)、暗沃冷凉湿润雏形(2)普通暗沃寒冻雏形土(2)、普通草毡寒冻雏形土(2)下坡普通简育干润雏形土(13)、普通简育湿润雏形土(1)暗沃冷凉湿润雏形土(3)、普通暗沃干润雏形土(1)普通冷凉湿润雏形土(1)丘陵Hill中坡普通淡色潮湿雏形土(1)、普通简育干润雏形土(1)下坡普通简育干润雏形土(1)、普通冷凉湿润雏形土(1)弱盐淡色潮湿雏形土(1)、石灰淡色潮湿雏形土(2)石灰底锈干润雏形土(3)平原Plain碱性淡色潮湿雏形土(1)、普通淡色潮湿雏形土(11)普通底锈干润雏形土(2)、普通简育干润雏形土(15)普通砂姜潮湿雏形土(11)、弱盐淡色潮湿雏形(26)弱盐砂姜潮湿雏形土(3)、石灰淡色潮湿雏形土(12)石灰底锈干润雏形土(7)、斑纹简育湿润雏形土(5)斑纹冷凉湿润雏形土(1)、普通暗色潮湿雏形土(4)石灰淡色潮湿雏形土(7)、水耕淡色潮湿雏形土(1)暗沃冷凉湿润雏形土(1)

3.3 不同地形部位的无诊断表下层的土系

无诊断表下层的土系或是因为成土时间十分短,或者是因为岩石特别难风化。这些土壤除了可能存在的淡薄表层外,没有任何定义的诊断层或诊断现象存在,甚至连最年轻的雏形层都没有,因此是最幼年的土壤,从而被分类为新成土。如表5所示,418个土系中没有诊断表下层的土系即属于新成土的土系共75个;其中,处于山地因为土壤侵蚀造成土层浅薄,只有一个淡薄表层,其下就是物理风化形成的岩石碎屑,而且基岩埋深非常浅的A-C-R型的石质亚类新成土数量最多,共22个土系;在平原,由于还在接受新鲜沉积物而使土壤得不到稳定发育的冲积新成土有3个;其他的是人为移土造地,堆垫时间非常短,土壤还没有发育,分类上属于扰动人为新成土。

表5 418个土壤剖面中不同地形部位的新成土统计

Table 5 Primisols o at different topographic positions in 418 soil profiles

地形Terrain部位Position亚类Subgroup高原Plateau普通干润砂质新成土(1)上坡石质干润正常新成土(3)、普通干润正常新成土(1)石质干润正常新成土(1)山地Mountain中坡石灰扰动人为新成土(1)、石质干润正常新成土(20)饱和红色正常新成土(1)、普通湿润正常新成土(2)石质湿润正常新成土(2)、普通干润正常新成土(1)石灰干润正常新成土(1)下坡石质干润正常新成土(4)、普通干润砂质新成土(1)普通干润正常新成土(1)、普通湿润砂质新成土(3)石灰干润砂质新成土(1)、石灰扰动人为新成土(3)丘陵Hill中坡普通干润砂质新成土(1)、普通湿润正常新成土(1)普通黄土正常新成土(1)、石灰干润砂质新成土(1)平原Plain斑纹干润砂质新成土(2)、石灰干润砂质新成土(2)石灰干润砂质新成土(1)河谷Riverval-ley普通干润砂质新成土(1)、普通湿润冲积新成土(1)石灰淤积人为新成土(1)、普通湿润砂质新成土(1)石灰干润砂质新成土(1)

3.4 不同地形部位的土系土纲归属

按照《中国土壤系统分类》,处于不同地貌类型上的土系的土纲归属统计分析如表6;418个土系被归属于9个土纲;其中,属于雏形土土纲的土系208个,所占比例为50.5%;新成土和淋溶土次之,其中新成土为75个和淋溶土68个。山地雏形土有93个土系,平原雏形土有102个土系。淋溶土也主要分布于山区;这是土壤侵蚀使得古土壤的黏化层被剥蚀出露的原因。而其他几个均腐土、盐成土、人为土等土纲由于成土过程较为特殊,数量远小于雏形土、新成土和淋溶土的数量。

表6 418个土壤剖面中不同地形部位土系的土纲归属

Table 6 The series classified to different Orders at different topographic positions for the 418 soil profiles 个

地形Terrain雏形土Cambosols新成土Primosols淋溶土Argosols均腐土Isohumosols盐成土Halosols人为土Anthrosols潜育土Gleyosols火山灰土Andosols有机土Histosols高原Plateau 5 2 4 1 4 0300山地Mountain 93594519 0 4001丘陵Hill 3 4 8 2 0 0010平原Plain102 410 114 8500河谷Rivervalley 0 5 0 0 0 1000盆地Basin 8 1 1 0 2 0000总计Total2087568222013811

3.5 土系所在区域地形坡度和侵蚀程度的分析

坡度是影响土壤侵蚀的最大地形因子。坡度为径流提供势能,影响着径流对土壤的冲刷能力,随着坡度增加,坡面冲刷量也增加。许多相关研究中认为在3°~15°的坡度内,土壤侵蚀与坡度成正相关。将418个土系的典型土壤剖面叠加在由坡度数据生成的DEM上,获得所在地形坡度如图2和表2所示。结果表明:地形坡度5°~25°范围内的土壤剖面位于山区和丘陵地带,地形起伏较大共175个,占总数的41.87%;由于易受到水力侵蚀危害,因而主要是雏形土和新成土,分别是71个和72个,淋溶土有仅有37个;处于0°~5°地形坡度的土壤剖面共216个,所占比例51.7%,主要位于燕山南、太行山东的华北平原和山区的山间平原上,淋溶土的土系只有15个,所占比例为6.9%。平原区淋溶土所占比例如此之少,是因为华北平原的沉积物还比较年轻,黏粒的淋溶淀积或残积黏化还发育得不充分。而地形坡度大于25°的山区的土系中淋溶土数量所占比例反而较高,原因是土壤侵蚀出露的具有黏化层的古土壤。因此,研究区域内的大部分土壤或因为地处坡地上受到土壤侵蚀,或是因为地处平原接受山区冲刷而来的沉积物覆盖的影响。

图2 418个土壤剖面在不同区域内坡度分布图

表7 418个土壤剖面中不同坡度下土系的数量

Table 7 Soil series at different slopes for the 418 soil profiles 个

坡度/(°)Slope雏形土Cambosols新成土Primosols淋溶土Argosols均腐土Isohumosols盐成土Halosols人为土Anthrosols潜育土Gleyosols火山灰土Andosols有机土Histosols总计Total0~51323115018107012165~10331727422108610~15251143001004415~208925010002520~2556450000020>25511650000027

土壤侵蚀程度在《土壤侵蚀分类分级标准 SL190-96》中,统一划分为六级。将418个剖面点叠加到全国土壤侵蚀分类分级图上,得到图3和表8;可以看出,所有土壤剖面均在一定程度上受到了土壤侵蚀的影响,其中,以水力侵蚀占绝大多数,共400个土壤剖面,从微度到剧烈程度均有分布,风力侵蚀仅有微、轻、中、强四级共18个剖面。水力侵蚀是以地表水为主要侵蚀营力的土壤侵蚀类型,其中在微度侵蚀区的土壤剖面共247个,属于平原区;其中,雏形土数量最多为141个,所占比例最高,淋溶土为26个,所占比例为11.33%。在轻度和中度侵蚀区的土壤剖面中雏形土、淋溶土、新成土分别为56个、41个、39个。强度到剧烈侵蚀区仅有雏形土和新成土分布。受到风力侵蚀的,其中微度到强度风力侵蚀的土壤类型以均腐土和雏形土为主,分别为7个和5个,位于坝上高原地区。

图3 418个土壤剖面在侵蚀程度图上的分布

4 讨 论

土壤形成过程是指土壤在成土母质的基础上,发生成土过程,形成土壤发生层(土壤系统分类称之为诊断层)的过程。这些过程包括最普遍的腐殖质化过程、黏化过程、钙积过程、富铁铝化过程、潜育化过程、盐化过程、碱化过程等。实际上,任何土壤都有腐殖质化过程,只是腐殖质积累多少和腐殖质在土壤剖面中的分布形式不同而已。在研究区,累积腐殖质多的土壤具有暗沃表层;而大多数土壤因为腐殖质积累少,分类为淡色表层。黏化过程形成黏化层,但因为山地丘陵区域土壤侵蚀,不利于黏化过程持续发育,难以形成黏化层。平原区的沉积物年轻,黏化过程时间短,黏化程度还不够,也很少有达到黏化层标准的。因此,本研究中418个土系被鉴别为“成熟土壤”即淋溶土数量远远少于雏形土,甚至少于新成土。钙积过程形成钙积层,但由于山地土壤常遭到侵蚀,土壤表层首当其中,土壤剖面常处于幼年期,使碳酸盐的淋溶淀积时间较短而没有形成钙积层,大多数发育为具有石灰反应的雏形土。潜育化过程形成潜育层、盐化过程形成盐化层,对应的土壤是潜育土、盐土等。由成土母质经过成土过程形成的这些土壤发生层的土壤类型是要经过数千年、甚至上万年时间。这就要求成土母质既不遭受剥蚀,又没有被新鲜沉积物的覆盖,成土过程稳定、连续发育。

在土壤发生分类学研究过程中值得注意的是:土壤侵蚀是一种逆成土过程的地质过程。华北地区土壤侵蚀与堆积过程活跃,原因一是山地多,存在不同坡度的地形;山区面积占土地面积的11.21%;原因二是地质构造运动频繁发生,比如燕山运动、新生代喜马拉雅运动、吕梁运动等,构造运动造成地壳抬升引起的侵蚀基准面变化对相关区域的现代侵蚀过程产生巨大影响;原因三是研究区属大陆性季风气候区,降水集中且多暴雨,具有充沛的水蚀外营力;而研究区的北部受半干旱气候控制,冬春多大风,风蚀严重;以上3个原因是自然条件决定的。第四个原因是人为因素,即:研究区土地垦殖率高,耕地面积占30.76%,由于大量垦殖造成自然植被的破坏,使耕作土壤失去植被保护,加剧了水土流失/土壤侵蚀。山区的土壤侵蚀和平原区的沉积物沉积,是造成研究区的黏化过程和钙积过程不能持续系统发育,导致淋溶土分布少,而雏形土和新成土多的原因。土壤侵蚀与沉积的发生,实际是一个过程的两个方面,山区的土壤遭受侵蚀和侵蚀下来的土壤物质在平原区不断堆积,都会阻断或延缓整个土壤形成过程的系统发育,从而难以形成与生物气候带相对应的土壤发生层。这就是为什么研究区少见黏化层,只能形成雏形层,甚至没有雏形层,淋溶土分布少,雏形土和新成土广泛分布的原因。由于山区土壤以黄土性母质为主,质地为壤质,而且富含碳酸钙,无论是干湿交替,还是冻融交替,都会形成土壤屑粒状结构或“假菌丝”体,从而被鉴定为雏形层。平原区的沉积物是山区的土壤被剥蚀搬运来沉积的,其质地较细,也很容易形成土壤结构,而且在其底土由于受地下水升降而氧化还原交替形成锈纹锈斑,而被鉴定为雏形层,这也是平原区雏形土数量所占比例超过50%的原因。至于研究区的表蚀淋溶土亚类和其他淋溶土亚类,则是因为在湿热条件下形成的古土壤中的黏化层,遭侵蚀作用出露地表或再被黄土沉积覆盖接近地表而被鉴别分类为淋溶土。

5 结 论

华北地区四省市(山西、河北、北京、天津)的418个土系中具有黏化层属于淋溶土土纲的土系仅有68个,而属于“少年土”的雏形土和属于“幼年土”的新成土的分别有208个和75个,所占比例分别为49.7%和17.9%。这表明侵蚀过程虽然不是土壤发生过程,却是对土壤类型影响最大的地质过程。无论是山区的土壤遭受侵蚀,还是在平原区接受山区剥蚀来的物质的沉积,都会阻断在半干旱半湿润地理环境下应有的淋溶淀积过程,从而造成黏化层和钙积层很难形成,只能形成雏形层,甚至连雏形层都没有。因此,研究区少见《中国土壤系统分类》中的淋溶土,分布最广泛的土壤是雏形土和新成土。从这个角度看,土壤侵蚀过程对土壤类型及其分布起着甚至比成土过程还要大的影响。因此,土壤发生分类,不但要注重五大成土因素和成土过程的研究,也要研究地质因素和气候演变乃至人类活动因素导致的土壤侵蚀/堆积过程;特别要研究土壤侵蚀对于土壤系统分类及其类型分布的影响。最后,建议将土壤侵蚀影响因素、土壤侵蚀过程及其对土壤形成或退化、土壤类型与分布的影响等内容纳入土壤地理学教材。

猜你喜欢

土壤侵蚀表层剖面
土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层障碍因素的影响*
表层
台风对长江口表层悬沙浓度的影响
中国有了第11颗“金钉子”
基于遥感和GIS的黄土高原西吉县土壤侵蚀评价
矿区不同造林地土壤侵蚀状况分析
碱性大棚土壤剖面pH值与盐分的相关性
地质雷达技术在管道河流地层划分中的应用
我国土壤侵蚀情况分析及治理对策