中国主要土壤类型剖面及景观
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黄土─土壤结构剖面构型的形成及其重要意义
黄土是中国特殊的土壤类型,由于其在形成过程中凝集了大量细微颗粒,所以其剖面构型特征独特饱满,非常重要。
黄土天然形成,其剖面结构层次分明,从上到下依次为上土层、中土层和底土层,分别由多种不同类型的颗粒组成。
上土层以粗颗粒为主,主要有砂砾、卵石,以及斑砾、片状等,这些粗颗粒有利于提高地面稳定性,防止侵蚀。
中土层以夹层状构造为主,由粒度中等的小卵石、斑砾还有腐殖细㪣组成,这也是黄土的典型结构。
底土层以细颗粒给支持,主要是微粒状的黏土、砂砾及腐殖颗粒等,它们有利于土壤的多孔性,更敏感地响应地下水的变化及充分收集降雨过程中的水分。
黄土的剖面构型,一方面可以改善水文性质,提高土壤肥力,使土壤吸收和保存水分,增加土壤中的有机质含量和碳氮等,另一方面也可以降低水源污染,防止沉积物形成,展现更为出色的水质保护效果。
更重要的是,黄土剖面构型可以缓解气候变化及其破坏的影响,有效减少降雨蒸发和土壤侵蚀,促进坡面植被的生长,形成一个稳定的生态系统,使得土壤提供更多的资源和服务。
总之,黄土剖面构型对人类生存环境至关重要,其形成及维护不仅影响土壤质量,而且还可以缓解气候变化及其破坏,带来更好的环境效益。
土壤类型特征20世纪50年代初到80年代末,苏联的土壤发生学分类对我国土壤学发展影响很深,不足之处是缺乏定量标准。
从2世纪60年代兴起、70年代广为应用的土壤系统分类成为当今世界土壤分类的主流。
中国土壤系统分类以诊断层和诊断特性为基础,是一个定量化、标准化和国际化的分类,该系统分类把中国土壤划分出14个土纲:有机土、人为土、灰土、火山灰土、铁铝变性土、干旱土、盐成土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土和新成土。
一、有机土1.土纲定义与成土环境有机土是在地面积水或长期土壤水分饱和,生长水生植物的条件下,以泥炭化成土过程为主,富含有机质的土壤,相当于土壤发生分类中的有机水成土,全球地势低洼地区都有分布。
有机土虽属非地带性土壤,但也有其特殊的成土环境。
首先是只要有潮湿潴水低地,无论寒带或温带都可发育有机土。
我,国有机土集中分布于东北的大小兴安岭、长白山地,青藏高原的江河源区,川西北的若尔盖盆地及祁连山地和巴颜喀拉山地。
通常所在地形为相对低洼、地表潴水,或具有不透水的冻土层的高寒滩地坡麓,河流宽谷低阶地,山麓潜水渗溢地段,湖滨平地,古冰碛洼地。
地下水位高,地表积水,多数地区为高寒沼泽化草甸,生长耐寒湿,中生、多年生,或混生湿生多年生草本植物,生长茂密,覆盖度80%~95%以上。
有机土发育地区年平均气温-2~-5℃,土壤冻结时间较长,年降水量400~600mm,蒸发量小,湿度大。
2.成土过程包括泥炭积累过程和潜育化过程。
(1)泥炭积累过程。
有机土发育于潮湿环境中,植物生长繁茂,覆盖度大,根系发达,入土深,每年有大量有机残体补给土壤,在长期低温和季节性冻结过湿条件下,增强了厌氧还原过程的作用土壤中几乎缺少纤维分解细菌,使不同时期产生的有机残体以未分解、半分解和部分腐殖化形式积累于土体表层,形成暗色调的泥炭层。
有机质含量200~500g/kg,泥炭层厚50~200cm。
(2)潜育化过程。
有机土As层之下,长期渍水处于厌氧环境,土壤中高价铁、锰的氧化物还原为低价形态,溶解度较大,可随水在土壤中移动并参与某些次生矿物的形成,生成蓝铁矿[Fe3(PO4)4·2H2O],硫铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、菱锰矿(MnCO3)等,土壤由黄棕转变为青灰,蓝灰、灰黑色,称潜育层。
世界各地的土壤类型主要土壤类型一、亚、欧大陆:亚、欧大陆是最大的大陆。
山地土壤占1/3,灰化土和荒漠土分别占16%和15%,黑钙土和栗钙土占13%.地带性土壤沿纬度水平分布由北至南依次为:冰沼土—灰化土—灰色森林土—黑钙土—栗钙土—棕钙土—荒漠土—高寒土—红壤-砖红壤。
但在东、西两岸略有差异:大陆西岸从北而南依次为:冰沼土—灰化土—棕壤—褐土—荒漠土;大陆东岸自北而南依次为:冰沼土—灰化土—棕壤-红、黄壤—砖红壤.在灰化土和棕壤带中分布有沼泽土。
半荒漠和荒漠土壤中分布着盐渍土。
在印度德干高原上分布着变性土.二、美洲:北美洲灰化土较多,约占23%。
由于西部科迪勒拉山系呈南北走向伸延,从而加深了水热条件的东西差异,因此,北美洲西半部土壤表现明显的经度地带性分布.北美大陆西半部(灰化土带以南,95°W以西,不包括太平洋沿岸地带)由东而西的土壤类型依次为湿草原土—黑钙土—栗钙土—荒漠土;而在东部因南北走向的山体不高,土壤又表现出纬度地带性分布,由北至南依次为冰沼土—灰化土—棕壤—红、黄壤.北美灰化土带中有沼泽土,栗钙土带中有碱土,荒漠土带中有盐土.南美洲砖红壤、砖红壤性土的分布面积最大,几乎占全洲面积的一半,主要分布于南回归线以北地区,呈东西延伸。
在南回归线以南地区,土壤类型逐渐三、转为南北延伸,自东而西依次大致为:红、黄壤—变性土—灰褐土、灰钙土,再往南则为棕色荒漠土.安第斯山以西地区土壤类型是南北向排列和延伸的,自北向南依次为:砖红壤—红褐土—荒漠土—褐土-棕壤。
四、非洲:非洲土壤以荒漠土和砖红壤、红壤为最多,前者占37%,后两者占29%.由于赤道横贯中部,土壤由中部低纬度地区向南北两侧成对称纬度地带性分布,其顺序是砖红壤-红壤—红棕壤和红褐土-荒漠土,至大陆南北两端为褐土和棕壤.但在东非高原因受地形的影响而稍有改变。
在砖红壤带中分布有沼泽土,在沙漠化的热带草原、半荒漠和荒漠带中分布有盐渍土.五、澳大利亚:土壤以荒漠土面积最大,占44%,次为砖红壤和红壤,占25% 。
中国主要土壤类型(一)、砖红壤Ⅰ、分布地区→海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部,大致位于北纬22°以南地区Ⅱ、形成条件→热带季风气候。
年平均气温为23~26℃,年平均降水量为1600~2000毫米。
植被为热带季雨林。
Ⅲ、一般特征→风化淋溶作用强烈,易溶性无机养分大量流失,铁、铝残留在土中,颜色发红。
土层深厚,质地粘重,肥力差,呈酸性至强酸性。
(二)、赤红壤Ⅰ、分布地区→滇南的大部,广西、广东的南部,福建的东南部,以及台湾省的中南部,大致在北纬22°至25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡类型。
Ⅱ、形成条件→南亚热带季风气候区。
气温较砖红壤地区略低,年平均气温为21~22℃,年降水量在1200~2000毫米之间,植被为常绿阔叶林。
Ⅲ、一般特征→风化淋溶作用略弱于砖红壤,颜色红。
土层较厚,质地较粘重,肥力较差,呈酸性。
(三)、红壤和黄壤Ⅰ、分布地区→长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。
Ⅱ、形成条件→中亚热带季风气候区。
气候温暖,雨量充沛,年平均气温16~26℃,年降水量1500毫米左右。
植被为亚热带常绿阔叶林。
黄壤形成的热量条件比红壤略差,而水湿条件较好。
Ⅲ、一般特征→有机质来源丰富,但分解快,流失多,故土壤中腐殖质少,土性较粘,因淋溶作用较强,故钾、钠、钙、镁积存少,而含铁铝多,土呈均匀的红色。
因黄壤中的氧化铁水化,土层呈黄色。
(四)、黄棕壤Ⅰ、分布地区→北起秦岭、淮河,南到大巴山和长江,西自青藏高原东南边缘,东至长江下游地带。
是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。
Ⅱ、形成条件→亚热带季风区北缘。
夏季高温,冬季较冷,年平均气温为15~18℃,年降水量为750~1000毫米。
植被是落叶阔叶林,但杂生有常绿阔叶树种。
Ⅲ、一般特征→既具有黄壤与红壤富铝化作用的特点,又具有棕壤粘化作用的特点。
呈弱酸性反应,自然肥力比较高,(五)、棕壤Ⅰ、分布地区→山东半岛和辽东半岛。
Ⅱ、形成条件→暖温带半湿润气候。
1.赤红壤我国南亚热带季雨林下形成的强脱硅化土壤,主要分布在广东西部和东南部、福建东南部、台湾东南部、云南南部、大致在北纬22°至25°之间。
母质主要为花岗岩、流纹岩、砂页岩等风化物。
形成特点:富铝化作用和生物积累叫砖红壤弱,但比红壤强;土壤的淋溶强度介于红壤和砖红壤之间,表现明显的过渡性质。
在森林植被下,赤红壤的剖面形态是A-B-C;地表为一层布厚的凋落物层;腐殖质层呈灰棕色至灰色,厚度多为10-20厘米,具有良好的核状结构;其下沉积层呈不同程度的红色及棕色,核块状结构。
结构面上有时也剖光泽的胶膜,厚度30-120厘米不等;母质一般呈红色或红黄色。
土体中常见铁锰结核和红黄等杂色的网状斑纹。
2.红壤红壤是我国中南亚热带常落阔叶林下形成的中度脱硅富铝化的红色土壤,其分布范围广泛,东部以长江以南至南岭山地,包括江西、湖南的大部分,福建、广东、广西等省的背部和安徽、浙江等省的南部;西部包括云贵高原中、北部,即云南省北部和贵州省南部,以及四川的西部南部,大致在北纬25°-31°之间。
主要形成过程的脱硅富铝化合强烈的生物富集过程。
红壤剖面构型为A-B-C(Cp1),A层的厚度为20-30厘米或更薄,为核状结构;B层厚度一般为0.5-1米,个别达2米以上,呈均匀的红色、棕色或拮红色,粘重紧实,块状结构,结构面上多铁锰胶膜;一般在1米以下即过渡带C层。
在深厚的母质层出现黄、红、白色相间的网状层Cp1。
红壤风华程度深,一般较粘重。
红壤呈酸性至强酸性反应。
3.黄壤黄壤广泛分布于我国亚热带、热带的丘陵山地和高原,以川、黔两省最多,滇、湘、鄂桂浙赣闽以及台湾等省区也有分布,是南方主要的土壤类型之一。
黄壤主要成土过程为:脱硅富铝化、生物富集和黄化过程。
黄壤的剖面构型为Ao-A-B-C型。
在森林植被下,地表由厚薄不一地凋落物层(Ao),呈半分解状态。
腐殖质层(A)呈灰棕色至淡黑色,粒状或块状结构,厚度多为10-20厘米或更厚,沉积层(B)呈鲜艳的黄色或蜡黄色,质地稍粘重,块状结构,厚度为15-60厘米不等。
砖红壤:海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部,大致位于北纬22°以南地区。
赤红壤:滇南的大部,广西、广东的南部,福建的东南部,以及台湾省的中南部,大致在北纬22°至25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡类型。
红壤和黄壤:长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。
黄棕壤:北起秦岭、淮河,南到大巴山和长江,西自青藏高原东南边缘,东至长江下游地带。
是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。
棕壤:山东半岛和辽东半岛。
暗棕壤:东北地区大兴安岭东坡、小兴安岭、张广才岭和长白山等地。
寒棕壤(漂灰土):大兴安岭北段山地上部,北面宽南面窄。
褐土:山西、河北、辽宁三省连接的丘陵低山地区,陕西关中平原。
黑钙土:大兴安岭中南段山地的东西两侧,东北松嫩平原的中部和松花江、辽河的分水岭地区。
栗钙土:内蒙古高原东部和中部的广大草原地区,是钙层土中分布最广,面积最大的土类。
棕钙土:内蒙古高原的中西部,鄂尔多斯高原,新疆准噶尔盆地的北部,塔里木盆地的外缘,是钙层土中最干旱并向荒漠地带过渡的一种土壤。
黑垆土:陕西北部、宁夏南部、甘肃东部等黄土高原上土壤侵蚀较轻,地形较平坦的黄土源区。
荒漠土:内蒙古、甘肃的西部,新疆的大部,青海的柴达木盆地等地区,面积大。
高山草甸土:青藏高原东部和东南部,在阿尔泰山、准噶尔盆地以西山地和天山山脉。
高山漠土:藏北高原的西北部,昆仑山脉和帕米尔高原。
受到气候、温度、水分的影响,土壤的类型多种多样,我国大约有61个土类,主要有黑土、白土、砖红壤、棕壤、黄土、红壤、塿土、粘土、砂土、暗棕攘、白浆土、灰漠土、黄绵土、红粘土、风沙土、紫色土、潮土(浅色草甸土)、沼泽土、水稻灌淤土和灌漠土等。
其中黑土是土壤中质量最优良的一种。
寒冷气候条件下,地表植被长时间腐蚀形成的腐殖质演化,形成了黑土。
这种土壤以其有机质含量高,土壤肥沃、土质疏松、最适农耕而闻名于世。
从全球看,能称为黑土区的地方有3个,一是乌克兰大平原,一是密西西比河流域,再一个就是我国东北松辽流域,由于温带季风气候的影响,东北地区夏季高温多雨,草甸草本植物生长繁茂,地上和地下积累大量有机物质,在漫长寒冷的冬季,土壤冻结,微生物活动微弱,有机质缓慢分解,逐步形成一块60~100厘米的腐殖质层黑土,东北地区的黑土面积约有70万平方公里,占全球黑土面积的约1/5。
我国南方的土壤我国热带和亚热带地区,广泛分布着各种红色或黄色的酸性土壤,总面积大约有117万平方公里,占全国总面积的12%,这一地区由于气温高,雨量充沛,自然条件优越,是我国热带、亚热带林木、果树和粮食作物的生产基地。
一.红壤1、分布红壤是我国分布面积最大的土壤,它分布在长江以南的广阔低山丘陵地区,包括江西,湖南的大部分地区,除此之外,在云南,广西,广东,福建,台湾的北部以及浙江,四川,安徽,贵州的南部都有红壤的分布。
2、成土条件红壤形成于中亚热带气候条件下,年均温16—21度,年降水量800—1500mm,无霜期240—280天,自然植被为常绿阔叶林。
现多为人工林,树种主要为马尾松、杉木、罗汉松、樟木、楠木以及竹类等,除石灰岩外,其他岩石上几乎都可以发育。
3、形成过程(1)、脱硅富Fe、Al化作用在高温高湿条件下,矿物发生强烈的风化产生大量可溶性的盐基、硅酸Fe(OH)3、Al(OH)3。
在淋溶条件下,盐基和硅酸被不断淋洗进入地下水后流走。
由于Fe(OH)3、Al(OH)3的活动性小,发生相对积累,这些积聚的Fe(OH)3、Al(OH)3在干燥条件下发生脱水形成无水的Fe2O3和Al2O3,红色的赤铁矿是土壤呈现红色,形成富含Fe、 Al的层次。
(2)旺盛的生物小循环在亚热带常绿阔叶林下,水热条件优越,植被生长旺盛,生物的小循环作用也十分旺盛。
红壤的形成以富铁、铝化过程为基础,生物小循环是肥力发展的前提,这两个过程构成了红壤特殊的形状和剖面特征。
4、剖面特征O层:在森林植被下,当年凋落物,A层:暗棕红色,团粒结构,无人为破坏下可达30cm左右,疏松。
B层:棕红色、红色,核状或核块状结构,可达0.5—1m,比较紧实,质地较粘,常有Fe结核存在。
在B层以下常有一个由红、黄、白三色交错而成的网状纹,网状纹较坚硬,对植物生长不利。
其形成机制尚无定论。
C层:母质层淋溶:以溶液的形式从一处迁移到另一处的活动。
中国 15 种主要土壤种类和详尽分布地区960 万平方公里的中国土地上,大体有 15 种主要的土壤种类,分别是:砖红壤、赤红壤、红黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、寒棕壤、褐土、黑钙土、栗钙土、棕钙土、黑垆土、荒漠土、顶峰草甸和顶峰漠土。
这些土壤详尽分布地区以下:1、砖红壤海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部,大体位于北纬 22°以南地区。
热带季风气候。
年平均气温为 23~26℃,年平均降水量为 1600~2000 毫米。
植被为热带季雨林。
风化淋溶作用强烈,易溶性无机养分大量流失,铁、铝残留在土中,颜色发红。
土层深邃,质地粘重,肥力差,呈酸性至强酸性。
2、赤红壤滇南的大部,广西、广东的南部,福建的东南部,以及台湾省的中南部,大体在北纬 22°至 25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡种类。
南亚热带季风天气区。
气温较砖红壤地区略低,年平均气温为 21~22℃,年降水量在 1200~2000 毫米之间,植被为常绿阔叶林。
风化淋溶作用略弱于砖红壤,颜色红。
土层较厚,质地较粘重,肥力较差,呈酸性。
3、红壤和黄壤长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。
中亚热带季风气候区。
天气温暖,雨量充分,年平均气温 16~26℃,年降水量 1500 毫米左右。
植被为亚热带常绿阔叶林。
黄壤形成的热量条件比红壤略差,而水湿条件较好。
有机质本源丰富,但分解快,流失多,故土壤中腐殖质少,土性较粘,因淋溶作用较强,故钾、钠、钙、镁存储少,而含铁铝多,土呈平均的红色。
因黄壤中的氧化铁水化,土层呈黄色。
4、黄棕壤北起秦岭、淮河,南到大巴山和长江,西自青藏高原东南边缘,东至长江下游地带。
是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。
亚热带季风区北缘。
夏季高温,冬季较冷,年平均气温为 15~18℃,年降水量为 750~ 1000 毫米。
植被是落叶阔叶林,但杂生有常绿阔叶树种。
既拥有黄壤与红壤富铝化作用的特点,又具有棕壤粘化作用的特点。
中国15种主要土壤类型和具体分布地区960万平方公里的中国土地上,大约有15种主要的土壤类型,分别是:砖红壤、赤红壤、红黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、寒棕壤、褐土、黑钙土、栗钙土、棕钙土、黑垆土、荒漠土、高山草甸和高山漠土。
这些土壤具体分布区域如下:1、砖红壤海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部,大致位于北纬22°以南地区。
热带季风气候。
年平均气温为23~26℃,年平均降水量为1600~2000毫米。
植被为热带季雨林。
风化淋溶作用强烈,易溶性无机养分大量流失,铁、铝残留在土中,颜色发红。
土层深厚,质地粘重,肥力差,呈酸性至强酸性。
2、赤红壤滇南的大部,广西、广东的南部,福建的东南部,以及台湾省的中南部,大致在北纬22°至25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡类型。
南亚热带季风气候区。
气温较砖红壤地区略低,年平均气温为21~22℃,年降水量在1200~2000毫米之间,植被为常绿阔叶林。
风化淋溶作用略弱于砖红壤,颜色红。
土层较厚,质地较粘重,肥力较差,呈酸性。
3、红壤和黄壤长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。
中亚热带季风气候区。
气候温暖,雨量充沛,年平均气温16~26℃,年降水量1500毫米左右。
植被为亚热带常绿阔叶林。
黄壤形成的热量条件比红壤略差,而水湿条件较好。
有机质来源丰富,但分解快,流失多,故土壤中腐殖质少,土性较粘,因淋溶作用较强,故钾、钠、钙、镁积存少,而含铁铝多,土呈均匀的红色。
因黄壤中的氧化铁水化,土层呈黄色。
4、黄棕壤北起秦岭、淮河,南到大巴山和长江,西自青藏高原东南边缘,东至长江下游地带。
是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。
亚热带季风区北缘。
夏季高温,冬季较冷,年平均气温为15~18℃,年降水量为750~1000毫米。
植被是落叶阔叶林,但杂生有常绿阔叶树种。
既具有黄壤与红壤富铝化作用的特点,又具有棕壤粘化作用的特点。
呈弱酸性反应,自然肥力比较高,5、棕壤山东半岛和辽东半岛。
土壤类型特征20世纪50年代初到80年代末,苏联的土壤发生学分类对我国土壤学发展影响很深,不足之处是缺乏定量标准。
从2世纪60年代兴起、70年代广为应用的土壤系统分类成为当今世界土壤分类的主流。
中国土壤系统分类以诊断层和诊断特性为基础,是一个定量化、标准化和国际化的分类,该系统分类把中国土壤划分出14个土纲:有机土、人为土、灰土、火山灰土、铁铝变性土、干旱土、盐成土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土和新成土。
一、有机土1.土纲定义与成土环境有机土是在地面积水或长期土壤水分饱和,生长水生植物的条件下,以泥炭化成土过程为主,富含有机质的土壤,相当于土壤发生分类中的有机水成土,全球地势低洼地区都有分布。
有机土虽属非地带性土壤,但也有其特殊的成土环境。
首先是只要有潮湿潴水低地,无论寒带或温带都可发育有机土。
我,国有机土集中分布于东北的大小兴安岭、长白山地,青藏高原的江河源区,川西北的若尔盖盆地及祁连山地和巴颜喀拉山地。
通常所在地形为相对低洼、地表潴水,或具有不透水的冻土层的高寒滩地坡麓,河流宽谷低阶地,山麓潜水渗溢地段,湖滨平地,古冰碛洼地。
地下水位高,地表积水,多数地区为高寒沼泽化草甸,生长耐寒湿,中生、多年生,或混生湿生多年生草本植物,生长茂密,覆盖度80%〜95%以上。
有机土发育地区年平均气温-2〜-5°C,土壤冻结时间较长,年降水量400〜600mm,蒸发量小,湿度大。
2.成土过程包括泥炭积累过程和潜育化过程。
(1)泥炭积累过程。
有机土发育于潮湿环境中,植物生长繁茂,覆盖度大,根系发达,入土深,每年有大量有机残体补给土壤,在长期低温和季节性冻结过湿条件下,增强了厌氧还原过程的作用土壤中几乎缺少纤维分解细菌,使不同时期产生的有机残体以未分解、半分解和部分腐殖化形式积累于土体表层,形成暗色调的泥炭层。
有机质含量200〜500g/kg,泥炭层厚50〜200cm。
(2)潜育化过程。
有机土As层之下,长期渍水处于厌氧环境,土壤中高价铁、锰的氧化物还原为低价形态,溶解度较大,可随水在土壤中移动并参与某些次生矿物的形成,生成蓝铁矿[Fe3(PO4)4・2H2O],硫铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、菱锰矿(MnCO3)等,土壤由黄棕转变为青灰,蓝灰、灰黑色,称潜育层。