連茂山,慈 恩,2,*,唐 江,胡 瑾,魏朝富,2
(1.西南大學 資源環(huán)境學院,重慶 400715; 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南耕地保育重點實驗室,重慶 400715)
土壤分類和調(diào)查是認識土壤的基礎,也是進行土地評價、土地利用規(guī)劃和因地制宜推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)的依據(jù)。隨著土壤科學的發(fā)展,土壤分類也在不斷前進,定量化、標準化的診斷分類已成為目前國際土壤分類的主流[1]。該種土壤分類方法解決了發(fā)生分類土類與土類之間邊界不清楚的問題,適應了現(xiàn)代信息社會的發(fā)展要求。我國土壤分類研究至今仍處于發(fā)生分類占主導、系統(tǒng)分類快速發(fā)展的階段,自1995年《中國土壤系統(tǒng)分類(修訂方案)》發(fā)表至今,各地的土壤科研工作者對區(qū)域性土壤系統(tǒng)分類已經(jīng)做了較多研究,華東[2-4]、華北[5]、華中[6-8]、西南[9-10]和西北[11-12]等地的土壤系統(tǒng)分類已經(jīng)取得了一些進展,部分地區(qū)已形成系統(tǒng)性的研究成果,然而重慶地區(qū)的土壤系統(tǒng)分類基本仍處于停滯狀態(tài),目前只有一篇相關(guān)論文可供參考[13]。
重慶市中山地貌主要分布在東北部分區(qū)域,該區(qū)域海拔較高,地形起伏度大,土壤垂直分異明顯,林地資源豐富,耕地資源寶貴。近年來,在全國范圍內(nèi),雖有關(guān)學者針對地帶性土壤[10,14]和山地土壤[4,15-16]做了系統(tǒng)分類研究,但重慶市這方面的研究依舊處于空白階段。為此,本研究主要依托國家科技基礎性工作專項(2014FY110200),選取渝東北中山區(qū)8個典型土壤剖面為研究對象,研究其成土環(huán)境、剖面形態(tài)特征及理化性質(zhì),依據(jù)現(xiàn)行中國土壤系統(tǒng)分類的原則和方法,確定其在中國土壤系統(tǒng)分類中的歸屬,并與發(fā)生分類的高級分類單元進行參比,旨在推動和完善重慶市土壤系統(tǒng)分類工作,為區(qū)域土壤資源的合理利用與評價提供科學依據(jù),也為進一步完善中國土壤系統(tǒng)分類提供數(shù)據(jù)參考。
重慶市簡稱渝,位于我國西南地區(qū),屬我國陸地地勢第二級階梯,總體地勢是西部和中部低,東北部、東南部高,由南、北兩側(cè)向長江河谷逐級降低,地貌類型多樣,以山地和丘陵為主,素有“山城”之稱,山地面積占76%。研究區(qū)域位于重慶市東北部,地理坐標31°20′—32°0′N、180°49′—109°30′E,中山地貌約占該區(qū)域總面積的89.9%,最高海拔2 797 m。土地利用方式以林地為主,林業(yè)用地面積約占90%以上。氣候濕潤,降雨充沛,屬亞熱帶季風氣候,年均降水量1 400 mm,高海拔地區(qū)年降水量可達2 000 mm,年均氣溫13.5~18.0 ℃,其中,城口縣由于整體海拔較高,年均溫較低(13.7 ℃)。年日照時數(shù)1 300~1 600 h,中山區(qū)多年平均日照時數(shù)1 560 h,海拔2 000 m以上山區(qū)多年平均日照時數(shù)較少(1 378 h)。地形主要為波狀起伏的山地,地層年代久遠,多為三疊系之前地層,地質(zhì)結(jié)構(gòu)為大巴山構(gòu)造溶蝕層狀中山區(qū)。由于該區(qū)域垂直落差大、植被多樣,土壤垂直分異明顯。
參照重慶市土壤普查辦公室編寫的《重慶土壤》和四川省土壤普查辦公室編寫的《四川土種志》中對該區(qū)域土壤剖面的描述與記錄,收集該區(qū)域土壤分布、地質(zhì)、地形、氣候、行政區(qū)劃和交通等背景資料,從海拔800~2 500 m選取8個具有代表性的土壤樣點。參照《野外土壤描述與采樣手冊》[17](以下簡稱手冊)在相應的樣點位置挖掘標準土壤剖面,觀察剖面形態(tài)特征,劃分土壤層次,采集各層土壤樣品。土壤樣品取回后放于室內(nèi),自然風干后研磨,參照文獻[18],主要測定指標及方法簡述如下:pH,水浸提法;容重,環(huán)刀法;土壤有機碳(SOC),重鉻酸鉀-硫酸消化法;顆粒組成,吸管法;碳酸鈣,氣量法;有效磷(P),0.5 mol·L-1NaHCO3浸提法;陽離子交換量(CEC7),NH4OAc(pH 7.0)交換法;游離氧化鐵,DCB(連二亞硫酸鈉-枸櫞酸鈉-碳酸氫鈉)浸提比色法;黏土礦物組成,X射線衍射法;土壤顏色,孟塞爾(Munsell)比色法。
由表1可見,供試剖面點的海拔范圍為861~2 445 m,位于中緩坡、中坡和陡坡之上,成土母質(zhì)為石灰?guī)r、白云巖和板巖等風化坡積物、殘積物和殘坡積物。土地利用方式有旱地、林地和牧草地,旱地主要種植玉米、紅薯和蔬菜,林地主要植被有華山松(PinusarmandiiFranch.)、馬尾松(PinusmassonianaLamb.),以及灌木和蕨類等,牧草地主要植被有早熟禾(PoaannuaL.)、羊胡子草(Carexrigescens)、鴨茅(DactylisglomerataL.)等。土壤外排水均以羽狀或樹枝狀樣式流失,土壤內(nèi)部排水良好且很少飽和。根據(jù)重慶市各區(qū)縣氣象站點的觀測數(shù)據(jù),運用彭曼(Penman)經(jīng)驗公式[19]估算可知,境內(nèi)各區(qū)縣氣象站點的年干燥度均小于1,海拔800 m以上氣象站點的每月干燥度也均小于1。
2.2.1 土壤剖面形態(tài)
由表2可知,8個土壤剖面有效土層厚度均大于50 cm,土壤發(fā)育較深厚。土壤顏色是反映土壤性質(zhì)最直觀的指標之一,8個土壤剖面的色調(diào)介于7.5YR~2.5Y,干態(tài)明度介于5~7,彩度介于1~4,潤態(tài)明度介于4~7,彩度介于1~4,大部分剖面層次間明度變化不大。黏粒膠膜是判斷黏化層的重要標準,剖面NE01在50~75 cm有中量黏粒膠膜,剖面NE02在22~60 cm有少量黏粒膠膜,剖面NE04在30~70 cm有少量黏粒膠膜,剖面NE06在70~140 cm有中量黏粒膠膜。剖面NE01在50~138 cm深度范圍內(nèi)有輕度石灰反應,剖面NE02在0~40 cm范圍有中度石灰反應,40~100 cm范圍內(nèi)有輕度石灰反應,剖面NE05在0~16 cm范圍內(nèi)有輕度石灰反應。除剖面NE07以外,其余所有剖面在0~125 cm深度范圍內(nèi)均有碳酸鹽巖巖屑。
表1供試土壤的成土環(huán)境
Table1Soil-forming environment of test soils
剖面號Profile No.海拔Elevation/m地形部位Topographic position坡度Slope植被類型Vegetation type成土母質(zhì)Parent material土地利用現(xiàn)狀Land useNE01861MSⅤHSLILL013NE02985UPⅤHSLILL013NE031395MSⅥHSLIL013NE041556UPⅤFE3LILL031NE051642UPⅤFE3LILL031NE062322MSⅤFE3LILL031NE072404CRⅥDSSLL032NE082445UPⅣHSLIDMLL041
地形部位:MS,中山中坡;UP,中山上坡;CR,中山頂部。坡度:Ⅳ,中緩坡;Ⅴ,中坡;Ⅵ,陡坡。植被類型:HS,矮草地;FE3,常綠針闊葉林;DS,半綠葉矮小灌木。成土母質(zhì):LILL,石灰?guī)r風化殘坡積物;LIL,石灰?guī)r風化坡積物;SLL,板巖風化殘積物;LIDMLL,石灰?guī)r、白云巖風化殘坡積物。土地利用現(xiàn)狀:013,旱地;031,有林地;032,灌木林地;041,牧草地。
Topographic position: MS,Middle slope of middle-mountain; UP,Uphill of middle-mountain; CR,Top of middle-mountain. Slope: Ⅳ,Moderate slope; Ⅴ,Medium slope; Ⅵ,Steep slope. Vegetation type: HS,Low grassland; FE3,Evergreen coniferous broad-leaved forest; DS,Semi green dwarf shrubs. Parent material: LILL,Limestone weathered residual and slope deposits; LIL,Limestone weathered slope deposits; SLL,Slate weathered residual; LIDMLL,Limestone and dolomite weathered residual and slope deposits. Land use: 013,Dry land; 031,F(xiàn)orestland; 032,Shrub forest land; 041,Grassland.
表2供試土壤的剖面特征
Table2Features of 8 soil profiles
剖面號ProfileNo.發(fā)生層Horizon深度Depth/cm土壤顏色Soil color干態(tài)Dry潤態(tài)Wet形態(tài)描述Morphological description結(jié)構(gòu)Structure新生體Soil neogenic 石灰反應LimereactionNE01Ap0~2010YR 6/410YR 5/4CSND無NoAB20~5010YR 5/410YR 5/3ABND無NoBt50~7510YR 6/310YR 5/3ABMFC有YesBw175~10510YR 6/310YR 5/3ABND有YesBw2105~13810YR 6/310YR 5/3BLND有YesNE02Ap0~227.5YR 6/37.5YR 5/3GRND有YesAB22~407.5YR 6/37.5YR 5/3BLLFC有YesBt40~727.5YR 6/47.5YR 4/4BLLFC有YesBC72~1007.5YR 6/47.5YR 4/4BLND有YesR>100—————NE03Ap0~182.5Y 6/32.5Y 5/3GRND無NoBw118~402.5Y 6/42.5Y 5/3BLND無NoBw240~702.5Y 7/42.5Y 6/4BLND無NoC170~902.5Y 6/12.5Y 4/1BLND無NoC290~1402.5Y 6/42.5Y 5/4BLND無NoNE04Oi+7~0—————Ah0~282.5Y 6/12.5Y 4/1BLND無NoBt128~432.5Y 7/32.5Y 6/3BLLFC無NoBt243~692.5Y 7/32.5Y 6/3BLLFC無NoBw69~942.5Y 7/32.5Y 6/3BLND無NoC94~1282.5Y 7/42.5Y 6/4BLND無NoNE05Oi+5~0—————Ah0~1610YR 6/310YR 5/3GRND有YesAB16~3510YR 6/310YR 5/3CSND無NoBw35~5510YR 6/410YR 5/4CSND無NoC155~9510YR 7/410YR 7/3BLND無NoC295~13510YR 7/410YR 7/3BLND無NoNE06Oi+4~0—————Ah0~1210YR 6/410YR 5/3BLND無NoAB112~3610YR 6/310YR 5/4BLND無NoAB236~7010YR 6/310YR 5/4BLND無NoBt170~10310YR 6/310YR 5/4BLMFC無NoBw103~14110YR 6/410YR 5/3BLMFC無NoNE07Oi+6~0—————Ah0~1910YR 6/310YR 5/3GRND無NoC119~4410YR 6/410YR 5/4BLND無NoC244~8410YR 6/310YR 5/3BLND無NoR>84—————NE08Ah0~107.5YR 6/37.5YR 4/4GRND無NoAB10~307.5YR 6/37.5YR 5/4BLND無NoBw130~507.5YR 7/37.5YR 6/4BLND無NoBw250~90/957.5YR 7/37.5YR 6/4BLND無NoBw390/95~1447.5YR 7/37.5YR 6/4BLND無No
發(fā)生層:p,耕作影響;t,黏粒聚積;w,就地風化形成的顯色、有結(jié)構(gòu)層;i,低分解和未分解有機物質(zhì);h,腐殖質(zhì)聚積。結(jié)構(gòu):CS,團塊狀;AB,棱塊狀;BL,塊狀;GR,團粒狀。新生體:LFC,少量黏粒膠膜;MFC,中量黏粒膠膜;ND,未觀察到。
Horizon: p,Influence of tillage; t,Clay accumulation; w,A coloured structured layer formed by local weathering; i,Low decomposition and undecomposed organic matter; h,Humus accumulation. Structure: CS,Crumby structure; AB,Angular blocky; BL,Blocky; GR,Granular. Soil neogenic: LFC,Little film clay; MFC,Medium film clay; ND,Not observed.
2.2.2 土壤物理性質(zhì)
由表3可見,8個剖面土層容重介于0.71~1.60 g·cm-3,表層土壤容重范圍為0.71~1.40 g·cm-3,底層容重范圍為1.09~1.60 g·cm-3。其中:剖面NE07各土層容重較小,表層為0.71 g·cm-3,底層為1.17 g·cm-3;剖面NE01各土層容重較大,表層為1.40 g·cm-3,底層為1.57 g·cm-3。8個剖面的土壤容重整體隨剖面加深呈增大趨勢。土壤質(zhì)地以粉質(zhì)黏壤土、粉壤土和壤土為主,8個剖面除NE05(95~135 cm)和NE07(44~84 cm)之外,各層次的黏粒含量均在15%以上,其中,剖面NE01、NE02黏粒含量較高,均在300 g·kg-1以上,剖面NE01(50~75 cm)、NE02(40~72 cm)、NE04(28~69 cm)和NE06(70~103 cm)土層的黏化率[B/E(A)]均大于1.20。8個剖面除NE01(50~75 cm)外,各土層的粉黏比均大于1,表明樣點所處區(qū)域土壤的風化程度不高。
表3供試土壤的物理性質(zhì)
Table3Physical properties of test soils
剖面號Profile No.深度Depth/cm容重Bulk density/(g·cm-3)顆粒組成Mechanical composition/(g·kg-1)2~0.05 mm0.05~0.002 mm<0.002 mm質(zhì)地Soil texture黏化率B/E(A)粉黏比Silt/ClayNE010~201.40 56.0555.7388.3SICL—1.4320~501.51 274.3371.9353.9LS—1.0550~751.59 54.1414.6531.3SIC1.420.7875~1051.52 41.6490.9467.5SIC—1.05105~1381.57 71.3528.2400.5SIC—1.32NE020~221.31 171.4498.0330.5SICL—1.5122~401.43 102.6553.1344.3SICL—1.6140~721.54 28.2510.3461.6SIC1.371.1172~1001.45 121.7454.5423.9SIC—1.07NE030~180.82 305.2510.4184.4SIL—2.7718~401.04 358.3433.7208.0L—2.0940~701.30 329.3483.7187.0L—2.5970~901.36 274.6509.3216.1SIL—2.3690~1401.32 360.9476.9162.2L—2.94NE040~281.14 57.2751.2191.5SIL—3.9228~431.40 133.0565.8301.2SICL1.57 1.8843~691.47 31.6667.1301.3SICL1.24 2.2169~941.46 56.3716.0227.6SIL—3.1594~1281.44 50.7592.8356.5SICL—1.66NE050~161.21 395.7428.9175.5L—2.4416~351.23 382.8440.3186.9L—2.3635~551.37 269.8527.3202.9SIL—2.6055~951.46 302.0515.1182.9SIL—2.8295~1351.60 446.5433.0120.5L—3.59NE060~120.98 59.1659.3281.5SICL—2.3412~361.09 75.9620.7303.4SICL—2.0536~701.06 73.7621.2305.1SICL—2.0470~1031.26 76.0545.5378.5SICL1.261.44103~1411.09 47.5600.3352.2SICL—1.70NE070~190.71 193.2534.9271.9SICL—1.9719~441.00 343.9463.1193.0L—2.4044~841.17 258.9604.6136.6SIL—4.43NE080~100.82 129.3638.2232.5SIL—2.7410~300.88 105.4648.3246.3SIL—2.6330~501.20 158.2533.9307.9SICL—1.7350~90/951.24 226.4531.1242.4SIL—2.1990/95~1441.36 156.6559.5284.0SICL—1.97
SICL,粉質(zhì)黏壤;LS,黏壤;SIC,粉黏;SIL,粉壤;L,壤。
SICL,Silty clay loam; LS,Clay loam; SIC,Silty clay; SIL,Silt loam; L,Loam.
2.2.3 土壤化學性質(zhì)
由表4可見,剖面之間土壤有機碳含量介于2.99~43.42 g·kg-1,所有剖面表層土壤有機碳含量較高,從表層向下呈減少趨勢。剖面NE07各層次土壤有機碳含量均較高。8個剖面的pH(H2O)在5.2~8.1,其中,剖面NE01、NE02、 NE03、NE05和NE06的pH在6.5~8.1,剖面整體呈中性至弱堿性反應,剖面NE04、NE07和NE08所處海拔均較高(>1 500 m),土體淋溶現(xiàn)象明顯,土壤呈酸性反應。剖面之間黏粒CEC7存僅顯示發(fā)生層水提pH<6.5剖面鹽提pH、鹽基飽和度和交換性鋁。
表4供試土壤的化學性質(zhì)
Table4Chemical properties of test soils
剖面號ProfileNo.深度Depth/cm有機碳SOC/(g·kg-1)pHH2OKCl黏粒CEC7Clay CEC7/[cmol(+)·kg-1]CaCO3/(g·kg-1)鹽基飽和度Basesaturation/%游離氧化鐵Free iron/(g·kg-1)交換性鋁Exchangeable alumi-num/[cmol(+)·kg-1]NE010~2010.327.2—44.713.46 —31.69 —20~508.947.5—48.414.17 —30.22 —50~757.427.7—44.615.54 —28.58 —75~1057.197.6—74.613.00 —28.27 —105~1386.847.7—70.315.89 —30.76 —NE020~2212.268.1—82.296.24 —22.21 —22~406.858.0—63.584.50 —25.03 —40~726.217.8—46.419.98 —22.64 —72~1006.977.7—42.577.52 —22.19 —NE030~1813.327.3—98.933.86 —24.34 —18~408.977.2—77.314.18 —24.93 —40~709.917.2—86.215.52 —23.64 —70~9015.247.1—84.117.06 —24.44 —90~1408.677.1—89.911.56 —25.27 —NE040~2820.076.25.0 110.610.48 62.220.37 1.2028~437.986.14.6 47.07.48 60.218.16 1.3643~698.185.94.5 63.27.52 63.127.57 0.5369~944.665.94.6 82.87.87 62.023.72 2.4694~1283.746.14.8 76.27.86 58.527.46 5.69NE050~1622.457.8—130.549.85 —15.21 —16~3514.107.4—155.017.70 —17.68 —35~5513.357.0—100.519.40 —21.95 —55~953.946.8—82.211.34 —15.27 —95~1353.326.8—131.511.44 —21.12 —NE060~1216.736.6—84.612.77 —31.35 —12~369.506.7—69.67.61 —24.56 —36~705.776.5— 61.36.81 —22.36 —70~1035.706.5— 65.07.11 —24.78 —103~1417.576.5— 69.88.78 —31.27 —NE070~1943.425.33.9 117.66.55 54.433.69 22.8819~4428.175.24.1 169.87.04 58.232.00 27.1044~8422.545.44.2 150.85.10 53.622.97 28.33NE080~104.785.54.3100.34.9858.825.633.0110~303.625.54.3 94.95.09 59.026.71 2.8030~504.235.74.4 63.45.05 55.620.34 2.6050~90/954.045.84.4 49.14.60 55.921.40 1.0790/95~1442.995.74.3 68.14.00 58.225.78 4.82
pH(KCl),base saturation and exchangeable aluminum were only shown in the horizons with pH(H2O) <6.5.
在一定差異,介于42.5~169.8 cmol(+)·kg-1。剖面之間碳酸鹽含量存在較大差異,含量在4.00~96.24 g·kg-1,剖面NE02有較強石灰反應,其碳酸鹽含量最高,其他剖面的碳酸鹽含量均較低。石灰性土壤通常認為鹽基是飽和的(≥50%),因此僅測定了pH<6.5的土層,土壤鹽基飽和度均在50%以上,處于鹽基飽和狀態(tài),交換性鹽基以鈣、鎂為主,交換性鉀、鈉含量低。各土層中游離氧化鐵含量為15.21~33.69 g·kg-1,剖面NE07交換性鋁含量較高,各土層含量均大于12 cmol(+)·kg-1黏粒。
由表5可知,8個供試剖面主要涉及淡薄表層、雛形層、黏化層3個診斷層,以及碳酸鹽巖巖性特征、石質(zhì)接觸面、土壤水分狀況、土壤溫度狀況、腐殖質(zhì)特性、石灰性、鋁質(zhì)現(xiàn)象等7個診斷特性。(1)淡薄表層:NE04、NE05、NE06、NE07和NE08的表層有一定腐殖質(zhì)積累作用,符合淡薄表層檢索條件。(2)雛形層:NE01、NE03、NE04、NE05和NE08符合雛形層鑒定標準。(3)黏化層:根據(jù)野外黏粒膠膜觀察和黏化率計算,確定NE01、NE02、NE04和NE06具有黏化層。(4)碳酸鹽巖巖性特征:樣點區(qū)域的成土母質(zhì)以碳酸鹽巖為主,除NE07發(fā)育母質(zhì)為層狀板巖外,其余7個剖面發(fā)育母質(zhì)均為碳酸鹽巖,且剖面中都有一定量的碳酸鹽巖巖屑,符合碳酸鹽巖巖性特征。(5)石質(zhì)接觸面:NE02在100 cm之下為整塊碳酸鹽,NE07在84 cm以下為連續(xù)板巖,均為石質(zhì)接觸面。(6)土壤水分狀況:根據(jù)重慶市各氣象站點的干燥度計算結(jié)果,8個土壤剖面均符合常濕潤土壤水分狀況。(7)土壤溫度狀況:依據(jù)《手冊》推薦的相關(guān)方法對各樣點土溫進行估算,結(jié)果表明,各樣點除NE02和NE01的年均土溫介于16~23 ℃,符合熱性土壤溫度狀況外,其余6個剖面年均土溫均介于9~16 ℃,符合溫性土壤溫度狀況的診斷標準。(8)腐殖質(zhì)特性:NE04和NE05表層具有腐殖質(zhì)的生物積累,在B層有自A層落下的含腐殖質(zhì)土體,且表土至100 cm深度范圍內(nèi)有機碳總儲量分別為13.23、13.87 kg·m-2,符合腐殖質(zhì)特性。(9)石灰性:該區(qū)域土壤大都為石灰?guī)r母質(zhì),但淋溶作用強烈,只有NE02符合石灰性。(10)鋁質(zhì)現(xiàn)象:NE07各層黏粒CEC7均大于24 cmol(+)·kg-1,且各層土壤的pH很低,而交換性鋁含量較高,符合鋁質(zhì)現(xiàn)象。
根據(jù)供試剖面的診斷層和診斷特性,依照《中國土壤系統(tǒng)分類檢索(第3版)》[19],逐級檢索、確定供試剖面的系統(tǒng)分類高級單元,并與發(fā)生學分類作參比(表6)。8個供試剖面分別歸屬為3個土綱,3個亞綱,3個土類和5個亞類。發(fā)生分類(Genetic Soil Classification of China,GSCC)與系統(tǒng)分類(Chinese Soil Taxonomy,CST)的參比大體如下:石灰(巖)土土類(含黃色石灰土亞類和黑色石灰土亞類)對應普通鈣質(zhì)濕潤淋溶土亞類,棕壤亞類對應普通鈣質(zhì)常濕淋溶土亞類,黃棕壤亞類對應腐殖鈣質(zhì)常濕淋溶土亞類,山地灌叢草甸土亞類對應普通鈣質(zhì)常濕雛形土亞類,黃棕壤性土亞類對應腐殖鈣質(zhì)常濕雛形土和普通鈣質(zhì)常濕雛形土亞類,棕壤性土亞類對應石質(zhì)濕潤正常新成土亞類。
表5供試土壤的診斷層和診斷特性
Table5Diagnostic horizons and diagnostic characteristics of test soil profiles
剖面號ProfileNo.淡薄表層Ochricepipedon雛形層Cambichorizon黏化層Argichorizon碳酸鹽巖巖性特征Lithologic charactersof carbonate rocks石質(zhì)接觸面Lithiccontact土壤水分狀況Soil moistureregimes土壤溫度狀況Soil temperatureregimes腐殖質(zhì)特性Humicproperty石灰性Calcaricproperty鋁質(zhì)現(xiàn)象AlicevidenceNE01—√√√—PMRTTR———NE02——√√√PMRTTR—√—NE03—√—√—PMRMTR———NE04√√√√—PMRMTR√——NE05√√—√—PMRMTR√——NE06√—√√—PMRMTR———NE07√———√PMRMTR——√NE08√√—√—PMRMTR———
PMR,常濕潤土壤水分狀況;MTR,溫性土壤溫度狀況;TTR,熱性土壤溫度狀況。
PMR,Perudic moisture regime; MTR,Mesic temperature regime; TTR,Thermic temperature regime.
表6供試土壤的類型劃分與參比
Table6Classification and reference of test soils
土壤系統(tǒng)分類CST(2001)土綱Order亞綱Suborder土類Group亞類Subgroup剖面號Profile No.土壤發(fā)生分類GSCC(1998)土類Group亞類Subgroup淋溶土Argosols常濕淋溶土Perudic Argosols鈣質(zhì)常濕淋溶土Calci-Perudic Argosols腐殖鈣質(zhì)常濕淋溶土Humic Calci-Perudic ArgosolsNE04黃棕壤Yellow brown earth黃棕壤Yellow brown earth淋溶土Argosols常濕淋溶土Perudic Argosols鈣質(zhì)常濕淋溶土Calci-Perudic Argosols普通鈣質(zhì)常濕淋溶土Typic Calci-Perudic ArgosolsNE06棕壤Brown earth棕壤Brown earth淋溶土Argosols常濕淋溶土Perudic Argosols鈣質(zhì)常濕淋溶土Calci-Perudic Argosols普通鈣質(zhì)常濕淋溶土Typic Calci-Perudic ArgosolsNE01石灰(巖)土Limestone soil黃色石灰土Terra gialla soil淋溶土Argosols常濕淋溶土Perudic Argosols鈣質(zhì)常濕淋溶土Calci-Perudic Argosols普通鈣質(zhì)常濕淋溶土Typic Calci-Perudic ArgosolsNE02石灰(巖)土Limestone soil黑色石灰土Black limestone soil雛形土Cambosols常濕雛形土Perudic Cambosols鈣質(zhì)常濕雛形土Calci-Perudic Cambosols腐殖鈣質(zhì)常濕雛形土Humic Calci-Perudic Cam-bosolsNE05黃棕壤Yellow brown earth黃棕壤性土Yellow brown earthened soil雛形土Cambosols常濕雛形土Perudic Cambosols鈣質(zhì)常濕雛形土Calci-Perudic Cambosols普通鈣質(zhì)常濕雛形土Typic Calci-Perudic CambosolsNE03黃棕壤Yellow brown earth黃棕壤性土Yellow brown earthened soil雛形土Cambosols常濕雛形土Perudic Cambosols鈣質(zhì)常濕雛形土Calci-Perudic Cambosols普通鈣質(zhì)常濕雛形土Typic Calci-Perudic CambosolsNE08山地草甸土Mountain meadow soil山地灌叢草甸土Mountain shrubby-meadow soil新成土Primosols正常新成土Orthic Primosols濕潤正常新成土Udi-Orthic Primosols石質(zhì)濕潤正常新成土Lithic Udi-Orthic PrimosolsNE07棕壤Brown earth棕壤性土Brown earthened soil
土族是土壤系統(tǒng)分類的基層分類單元,是亞類的續(xù)分,主要反映與土壤利用管理有關(guān)的土壤理化性質(zhì)的分異。根據(jù)《中國土壤系統(tǒng)分類土族和土系劃分標準》[20],8個供試土壤可被劃分為8個土族,表7為土族控制層段的鑒別特征。其中,NE01為黏質(zhì)伊利石型非酸性熱性-普通鈣質(zhì)常濕淋溶土,NE02為黏質(zhì)伊利石型石灰性熱性-普通鈣質(zhì)常濕淋溶土,NE03為粗骨壤質(zhì)硅質(zhì)混合型非酸性溫性-普通鈣質(zhì)常濕雛形土,NE04為黏壤質(zhì)硅質(zhì)混合型非酸性溫性-腐殖鈣質(zhì)常濕淋溶土,NE05為壤質(zhì)硅質(zhì)混合型非酸性溫性-腐殖鈣質(zhì)常濕雛形土,NE06為黏質(zhì)伊利石混合型非酸性溫性-普通鈣質(zhì)常濕淋溶土,NE07為粗骨壤質(zhì)硅質(zhì)混合型酸性溫性-石質(zhì)濕潤正常新成土,NE08為壤質(zhì)硅質(zhì)混合型非酸性溫性-普通鈣質(zhì)常濕雛形土。
土系是土壤系統(tǒng)分類中最基層的分類單元,是土族的續(xù)分。8個供試土壤分別屬于不同的土族,因此可建立8個土系,根據(jù)樣點所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村或景區(qū)的名稱,本文暫定各土系名如下:文峰系(NE01)、上磺系(NE02)、土城系(NE03)、思愿系(NE04)、北屏系(NE05)、紅池壩系(NE06)、黃安壩系(NE07)和銀廠坪系(NE08)。
表7供試土壤土族控制層段的鑒別特征
Table7Identification characteristics of soil families in control section of soil profiles
剖面編號Profile No.顆粒大小級別Particle size礦物學類型Mineralogy class石灰性及酸堿反應類別Calcareous and acid-base reaction土壤溫度等級Soil temperatureNE01黏質(zhì)Clayey伊利石型Illitic typical非酸性Nonacid熱性ThermicNE02黏質(zhì)Clayey伊利石型Illitic typical石灰性Calcareous熱性ThermicNE03粗骨壤質(zhì)Loamy-skeletal硅質(zhì)混合型Silica hybrid mixed typical非酸性Nonacid溫性MesicNE04黏壤質(zhì)Fine-loamy硅質(zhì)混合型Silica hybrid mixed typical非酸性Nonacid溫性MesicNE05壤質(zhì)Loamy硅質(zhì)混合型Silica hybrid mixed typical非酸性Nonacid溫性MesicNE06黏質(zhì)Clayey伊利石混合型Illitic typical hybrid mixed typi-cal非酸性Nonacid溫性MesicNE07粗骨壤質(zhì)Loamy-skeletal硅質(zhì)混合型Silica hybrid mixed typical酸性Acid溫性MesicNE08壤質(zhì)Loamy硅質(zhì)混合型Silica hybrid mixed typical非酸性Nonacid溫性Mesic
依據(jù)中國土壤系統(tǒng)分類的原則和方法,位于渝東北中山區(qū)8個供試土壤剖面分別被劃歸為3個土綱(淋溶土、雛形土、新成土),3個亞綱(常濕淋溶土、常濕雛形土、正常新成土),3個土類(鈣質(zhì)常濕淋溶土、鈣質(zhì)常濕雛形土、濕潤正常新成土),5個亞類(腐殖鈣質(zhì)常濕淋溶土、普通鈣質(zhì)常濕淋溶土、腐殖鈣質(zhì)常濕雛形土、普通鈣質(zhì)常濕雛形土、石質(zhì)濕潤正常新成土),8個土族和8個土系。此外,受常濕潤土壤水分特征影響,渝東北中山區(qū)土壤的淋溶作用明顯,在坡度較小、土壤侵蝕較弱和土壤剖面發(fā)育深厚的條件下基本都可形成黏化層。
由于地理環(huán)境條件特殊,渝東北地區(qū)土壤發(fā)生過程和剖面特征具有其自身特點,其中,地形、植被和母質(zhì)是影響分類結(jié)果的重要因素。供試的8個土壤剖面有4個被劃分為淋溶土,這4個剖面均有黏粒膠膜,最低海拔861 m,最高海拔2 322 m,其中,NE01和NE02為旱地土壤,土壤剖面發(fā)育深厚,海拔相對較低(1 000 m以下),雖也為常濕潤水分條件,但相對高海拔地區(qū)其水分狀況依然較差,剖面所處坡度較小,植被類型為農(nóng)作物,表層土壤未受到嚴重侵蝕,被劃分為淋溶土。由此推論,渝東北中山區(qū)在較低海拔地區(qū)(<1 000 m),坡度是影響土壤形成黏化層的首要因素。NE04雖然所處位置坡度較大,但由于其植被條件較好,土壤也能形成黏化層,剖面NE06是在坡度較小、植被較好的情況下形成的淋溶土。NE03為旱地土壤,被劃歸為雛形土的原因是,在常濕潤土壤水分狀況下,由于沒有較好的植被覆蓋,陡坡上土壤很容易受到雨水的沖刷,導致表層土壤不斷被侵蝕,且不斷有坡積物加入,故土壤發(fā)育時間較短,很難形成淋溶土。NE05海拔較高(1 642 m),但由于坡度較大,坡積嚴重,存在明顯巖性不連續(xù)的情況,被劃分為雛形土。由此推論,即使位于高海拔地區(qū),且植被條件較好,也有可能無黏化層。NE08海拔很高(2 445 m),植被類型為灌叢草甸,坡度較大,表層黏粒隨地表徑流有一定的流失,并且結(jié)構(gòu)體表面無明顯黏粒膠膜,剖面中坡積物較多,存在巖性不連續(xù)情況,不符合黏化層判斷標準,故判定為雛形土。NE07位于陡坡之上,植被條件較差,其形成母質(zhì)為抗風化能力較強的板巖,土壤中夾雜大量礫石,土壤剖面結(jié)構(gòu)發(fā)育很差,只能劃分為新成土。綜上,在渝東北中山區(qū),在坡度較小和植被覆蓋率較高的情況下基本都可形成黏化層。在較低海拔地區(qū),坡度是影響?zhàn)せ瘜拥氖滓蛩?;在較高海拔地區(qū),植被和坡度均是影響?zhàn)せ瘜有纬傻闹匾蛩?。此外,植被對土壤有機質(zhì)積累影響亦較大。
山地草甸土在土壤發(fā)生分類中隸屬于半水成土綱,土壤剖面常會存在滯水或潮濕土壤水分狀況,通常地勢較平緩或低洼處才會有該種水分狀況。本研究所采山地草甸土位于中坡之上,坡度較大,未發(fā)現(xiàn)滯水或潮濕土壤水分狀況。該區(qū)域較平緩地帶都已成為森林公園的核心觀光區(qū),采掘剖面有較大難度,但通過土鉆取樣發(fā)現(xiàn),在20 cm以下土壤開始有亞鐵反應,在50 cm以下亞鐵反應明顯,且樣點位于石灰?guī)r露頭區(qū),推測渝東北地區(qū)的山地草甸土在地勢較低洼處符合滯水土壤水分狀況。
通過參比發(fā)現(xiàn),本研究所采棕壤剖面在土表至100 cm范圍內(nèi)土壤有機碳總儲量為8.69 kg·m-2,不符合腐殖質(zhì)特性,而所采的2個黃棕壤剖面均具有腐殖質(zhì)特征。這是由于,渝東北地區(qū)1 500~2 000 m范圍內(nèi)植被郁閉度高,有利于有機碳積累,當海拔大于2 000 m時,郁閉度隨海拔增高明顯降低,該條件下有機質(zhì)積累作用也會隨之降低。因此,渝東北地區(qū)受植被條件限制,棕壤很難具有腐殖質(zhì)特性。