晏昭敏，袁大剛?，余星興，呂 揚(yáng)

“紫色砂、頁巖巖性特征”顏色修訂建議*——基于四川紫色土母巖顏色特征

晏昭敏，袁大剛?，余星興，呂 揚(yáng)

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，成都 611130）

四川是我國紫色砂、頁巖分布最具代表性的地區(qū)。利用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》（以下簡稱中國色卡）、日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》（以下簡稱日本色卡）和分光測色計(jì)采集了四川45個(gè)典型紫色土母巖樣品的顏色信息，并與《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》中“紫色砂、頁巖巖性特征”的紫色（RP）定義進(jìn)行了比對(duì)，在此基礎(chǔ)上提出了相關(guān)的修訂建議。結(jié)果表明，用中國色卡和日本色卡對(duì)母巖巖塊測色時(shí)，符合RP色調(diào)的樣品分別占20.0% 和33.3%；而對(duì)母巖粉末測色時(shí)，僅中國色卡有2.2% 的樣品符合RP色調(diào)；用分光測色計(jì)對(duì)母巖巖塊及粉末的測色結(jié)果則均無RP色調(diào)，絕大部分為YR色調(diào)。因此，結(jié)合他人對(duì)紫色及紅色的定義等，建議將“紫色砂、頁巖巖性特征”的顏色修訂為：色調(diào)為2.5RP～10RP；或色調(diào)為2.5R～5YR，干態(tài)明度為3～6，干態(tài)彩度為2～4。按修改后的標(biāo)準(zhǔn)，有62.2%～75.6%的樣品符合紫色定義，這一結(jié)果更符合對(duì)紫色土顏色的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。此外，建議進(jìn)一步完善土壤色卡系統(tǒng)，或使用可客觀、準(zhǔn)確、自動(dòng)讀取Munsell顏色信息的便攜式測色儀來測量土壤顏色；野外調(diào)查時(shí)對(duì)“紫色土”要注意觀測土壤中紫色砂、頁巖碎屑“紫色”區(qū)域的顏色，以防忽略有“紫色砂、頁巖巖性特征”的土壤。

紫色土；土壤系統(tǒng)分類；紫色砂、頁巖巖性特征；顏色修訂

紫色土是濕潤熱帶、亞熱帶地區(qū)由紫色巖類風(fēng)化而成的初育土，土體較薄，剖面層次分化不明顯，基本保持母巖理化特征[1]。紫色土具有成土作用迅速、礦質(zhì)養(yǎng)分含量豐富、耕性好、自然肥力高等特點(diǎn)[2]，分布廣，面積大，集中分布在四川盆地丘陵區(qū)和海拔800 m以下的低山區(qū)，面積約為16萬km2，其中，耕地約470萬hm2，占全區(qū)耕地面積68%，是川渝地區(qū)甚至全國重要的糧食和主要經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)區(qū)[3]。

紫色土以其具有的“紫色”而得名，這種顏色繼承并保持了母巖的特征[4]。在中國二十世紀(jì)三、四十年代的土壤調(diào)查中，參考英國土色標(biāo)準(zhǔn)及Munsell 顏色，侯光炯配制了48 個(gè)土色標(biāo)準(zhǔn)瓶，成為當(dāng)時(shí)中央地質(zhì)調(diào)查所暫行土色標(biāo)準(zhǔn)，其中有紅紫、紫、淺紫棕、棕紫等4 種帶“紫”字的土壤顏色名稱[5]；這個(gè)時(shí)期描述紫色土顏色的名稱除上述幾個(gè)以外，還有紅、紅棕、粉紅棕、棕紅、淡棕紅等顏色名稱[6]。在全國第二次土壤普查中，華中農(nóng)學(xué)院編制了《標(biāo)準(zhǔn)土色卡》[7]，其中有紫灰（2.5YR 6/2）、紫（5YR 6/3）和紫棕（5YR 5/4）3 種帶“紫”字的土壤顏色名稱，使用該色卡描述紫色土及其母巖顏色的除這3個(gè)以外，還有紅（10R 4/8）、暗棕紅（2.5YR 3/6）、淡棕紅（2.5YR 5/8）、紅橙（2.5YR 7/8）、紅棕（5YR 4/6）、淡紅棕（5YR 5/8）、灰棕（5YR 5/2）等顏色名稱。隨著土壤調(diào)查研究工作的深入，中國科學(xué)院南京土壤研究所和西安光學(xué)精密機(jī)械研究所聯(lián)合編制了《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》[8]，與其他Munsell 土色卡相比，增加了專供描述紫色土的2.5RP、5RP、7.5RP、10RP和5P 等色調(diào)，其顏色名稱中均帶有“紫”字?！吨袊寥老到y(tǒng)分類檢索》（第三版）的診斷特性“巖性特征”中，將“紫色砂、頁巖巖性特征”的“紫色”色調(diào)定義為2.5RP～10RP，并將“紫色”特征體現(xiàn)在“紫色濕潤雛形土”和“紫色正常新成土”兩個(gè)土類上[9]。

長期以來，各國在土壤調(diào)查中對(duì)土壤顏色主要采用目視比色法描述。目前國際上土壤調(diào)查普遍采用的色卡有美國的[10]、日本的《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》[11]。在發(fā)展中國土壤系統(tǒng)分類高級(jí)分類體系的過程中，《中國土壤系統(tǒng)分類》推薦使用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》和日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》。為克服土色卡測色時(shí)的主觀性和異讀性，近年來發(fā)展了分光測色計(jì)，可以準(zhǔn)確、客觀、快速測定土壤顏色[12]。

關(guān)于紫色土的中國土壤系統(tǒng)分類歸屬的研究已有不少[13-22]，但部分研究缺乏母巖的色調(diào)信息[15-16]，很多研究中母巖的色調(diào)在10RP～5YR[17-22]之間，如果嚴(yán)格按照“紫色”2.5RP～10RP的色調(diào)定義，上述研究中很多土壤均不能劃為紫色濕潤雛形土或紫色正常新成土。2009年起開展的國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)“我國土系調(diào)查與《中國土系志》編制”項(xiàng)目（2008FY110600，2014FY110200）也發(fā)現(xiàn)了很多“紫色土不紫”的現(xiàn)象，造成了很多地區(qū)雖然存在地理發(fā)生分類上的紫色土，但卻無法在中國土壤系統(tǒng)分類中體現(xiàn)出來的“窘境”。

有關(guān)修訂中國土壤系統(tǒng)分類檢索中“紫色砂、頁巖巖性特征”色調(diào)的呼聲早已出現(xiàn)[19-20]，如唐時(shí)嘉等[23]就認(rèn)為“紫色巖性特征”的顏色可有2.5RP～10RP、2.5R～10R 和2.5YR～5YR 等諸多色調(diào)，而近年來這一修訂的呼聲日趨高漲，但如何修訂至今還沒有明確的說法?！吨袊寥老到y(tǒng)分類檢索》是開放的，允許進(jìn)行必要和適當(dāng)?shù)男抻喓屯晟芠9]。同時(shí)，“紫色砂、頁巖巖性特征”主要表現(xiàn)在土表至125 cm范圍內(nèi)細(xì)土或 < 4 cm石礫顏色滿足相應(yīng)規(guī)定，而紫色土母質(zhì)/母巖正是細(xì)土和石礫的物質(zhì)來源且具有很強(qiáng)的繼承性，可以反映細(xì)土和石礫的顏色特征，因此，本文用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》、日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》和分光測色計(jì)對(duì)四川土系調(diào)查中45個(gè)典型紫色土剖面的母巖樣品進(jìn)行顏色測定，并與《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》中“紫色砂、頁巖巖性特征”的紫色（RP）定義進(jìn)行了比對(duì)，在此基礎(chǔ)上嘗試提出初步的“紫色砂、頁巖巖性特征”的“紫色”修訂建議，旨在進(jìn)一步完善我國土壤系統(tǒng)分類研究。

1 材料與方法

1.1 紫色土母巖樣品采集與顏色測定

根據(jù)四川是“紫色土”發(fā)現(xiàn)最早、類型最多、面積最大的實(shí)際情況，“四川省土系”課題組為此有意調(diào)查搜集了四川省“紫色土”的顏色信息。根據(jù)《中國土種志》[24]及《四川土種志》[25]中記載的四川紫色土信息，采集了39個(gè)紅層母巖發(fā)育且有母巖樣品的紫色土剖面（圖1），土壤類型覆蓋酸性、中性和石灰性紫色土3個(gè)亞類共45個(gè)母巖樣品（部分剖面采集2個(gè)及以上母巖樣品）。供試母巖所屬地層及其巖性見表1。由表1可見成土母巖多為中生代白堊系、侏羅系的砂巖、泥巖等沉積巖，顏色多呈紅棕、濁橙和灰紅紫色等。

用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》、日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》和日本柯尼卡美能達(dá)CM-600d型分光測色計(jì)對(duì)干態(tài)母巖巖塊進(jìn)行室內(nèi)比色和分光測色計(jì)測色。由于母巖往往顏色斑雜，既有紫色斑塊，也有其他顏色的斑塊，而風(fēng)化形成的細(xì)土物質(zhì)顏色往往又較均勻，為了隨后的比較研究，將母巖研磨過10目篩后再進(jìn)行色卡比色與分光測色計(jì)測色。

使用土壤色卡目測比色時(shí)，參與比色的實(shí)驗(yàn)人員均無色盲、色弱，比色時(shí)段控制在上午9點(diǎn)至下午5點(diǎn)之間，靠近窗口比色且避免陽光直接照射。過10目篩后的干態(tài)母巖樣品需平鋪置于白瓷盤內(nèi)，找出與母巖顏色相當(dāng)?shù)纳{(diào)頁，并將框格卡覆于色卡上，露出與母巖顏色接近的色片，即可進(jìn)行比色。濕潤母巖粉末比色時(shí)用滴管將水滴在風(fēng)干母巖表面，待水剛滲入時(shí)立即測定。實(shí)驗(yàn)者同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)判別3次，再由另一實(shí)驗(yàn)者判別，無爭議后確定土樣最終目測顏色并記錄。

圖1 母巖樣點(diǎn)分布圖

表1 供試母巖所屬地層及其巖性

分光測色計(jì)在使用時(shí)環(huán)境溫度介于5～40℃之間，相對(duì)濕度為80%以下，且周圍環(huán)境無煙霧、塵土、化學(xué)氣體及產(chǎn)生強(qiáng)烈磁場的設(shè)備，測量時(shí)避免陽光和室內(nèi)燈光直接照射，測定參數(shù)為觀測角度2°、內(nèi)置C光源，測量面積直徑為8 mm，且分光測色計(jì)在使用前進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)零校正和白板校準(zhǔn)。對(duì)《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》和日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》色片的顏色測定結(jié)果表明，分光測色計(jì)能準(zhǔn)確測定物質(zhì)顏色，因此將其用于本研究中的母巖顏色測定。測量母巖粉末時(shí)，將供試母巖樣品盛置于配套的粉末測試裝置盒中，使樣品略多于裝置，壓實(shí)樣品并擰緊裝置蓋，制備成待測樣品，即可測量；母巖巖塊在上述測量環(huán)境及條件下則選較光滑的平面直接比色或手持儀器測量即可。測量結(jié)束后儀器內(nèi)數(shù)據(jù)通過色彩數(shù)據(jù)軟件Spectra Magic NX進(jìn)行導(dǎo)出、整合，色調(diào)、明度和彩度的測量值被記錄并精確到小數(shù)點(diǎn)后一位（例如：3.6YR 6.2/2.3）。需指出，母巖巖塊只觀測了干態(tài)顏色，分光測色計(jì)只測定干態(tài)樣品；同時(shí)由于母巖巖塊往往顏色斑雜，巖塊比色與測色時(shí)僅選擇最接近紫色的區(qū)域進(jìn)行。

1.2 信息統(tǒng)計(jì)處理

基礎(chǔ)信息統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫色土母巖巖塊/粉末目視比色的色調(diào)特征

由圖2可以看出，45個(gè)母巖巖塊中，用日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》比色的色調(diào)介于5RP～5YR之間，色調(diào)涉及范圍較廣，其中色調(diào)2.5YR的母巖最多，有15個(gè)，占33.3%；其次是5RP色調(diào)和10R色調(diào)，分別有9個(gè)和7個(gè)，占20.0%和15.6%。用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》比色的色調(diào)介于5RP～10YR之間，色調(diào)涉及范圍更廣，同樣是色調(diào)2.5YR的母巖最多，有13個(gè)，占28.9%；其次是10RP色調(diào)和10R色調(diào)，分別有10個(gè)和7個(gè)，占22.2%和15.6%。依據(jù)圖2中紫色母巖的色調(diào)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》和《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》比色的45個(gè)母巖樣品中，滿足“紫色砂、頁巖巖性特征”顏色定義“2.5RP～10RP”的分別占20.0%和33.3%。因此，可以考慮將5YR 5/4、5YR 6/3、2.5YR 6/2等原命名為紫棕、紫、紫灰的顏色信息包含在“紫色”范圍內(nèi)。

圖2 紫色土母巖巖塊色卡比色色調(diào)統(tǒng)計(jì)（干態(tài)）

將母巖巖塊研磨過10目篩后的45個(gè)樣品采用日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》和《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》進(jìn)行干態(tài)和潤態(tài)比色，顏色信息如表2所示。由表2可知，無論干態(tài)還是潤態(tài)，色調(diào)為RP的母巖均很少，用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》比色的45個(gè)母巖干態(tài)樣品中僅有1個(gè)呈RP色調(diào)，日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》比色結(jié)果中甚至沒有一個(gè)呈RP色調(diào)。過篩后的母巖粉末所測得RP色調(diào)與母巖巖塊相比均急劇減少，可能是由于母巖巖塊本身顏色斑雜，研磨過程容易使其他不符合“紫色”條件的部分摻雜進(jìn)來，進(jìn)而影響到整體的顏色，但它們的主要色調(diào)仍是2.5YR和5YR。這樣，絕大部分成土母巖達(dá)不到RP色調(diào)，無法將其劃分為“紫色濕潤雛形土”或“紫色正常新成土”，確實(shí)需要對(duì)“紫色”定義進(jìn)行修訂，除了原來規(guī)定的“2.5RP～10RP”，還應(yīng)包含5YR或更紅色調(diào)中的部分顏色。

2.2 紫色土母巖巖塊/粉末目視比色的明度和彩度特征

圖3為供試母巖5RP～5YR色調(diào)的巖塊及過10目篩的樣品所對(duì)應(yīng)的明度和彩度信息。由圖3a和圖3b可知，無論使用中國色卡還是日本色卡比色，母巖巖塊5RP～5YR色調(diào)的明度均分布在3～7范圍內(nèi)，以5～6為主，分別占79.5%和70.5%；彩度分布在1～8范圍內(nèi)，以1～6為主，分別占97.7% 和95.5%。由圖3c和圖3d可知，使用中國色卡和日本色卡比色時(shí)，干態(tài)母巖粉末5RP～5YR色調(diào)的明度分布在3～7范圍內(nèi)，以5和6為主，分別占81.1% 和78.4%；彩度分布在1～6范圍內(nèi)，以2～4為主，占78.4% 和81.1%；潤態(tài)母巖粉末5RP～5YR色調(diào)的明度分布在2～6范圍內(nèi)，以3和4為主，分別占82.9% 和94.9%；彩度主要分布在1～6范圍內(nèi)，以2～4為主，分別占58.5% 和71.8%。同一母巖樣品干態(tài)和潤態(tài)相比，潤態(tài)明度一般較干態(tài)明度低1～3 個(gè)單位，潤態(tài)和干態(tài)彩度之間也會(huì)有1～2個(gè)單位的差異。

表2 母巖10目粉末色卡比色色調(diào)統(tǒng)計(jì)

注：圖中a）和c）表示《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》對(duì)母巖巖塊和過10目篩母巖樣品的比色信息，b）和d）表示日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》對(duì)母巖巖塊和過10目篩母巖樣品的比色信息Notes：In the Figures，a) and c) shows colorimetric informations of the parent rocks in block and in powder，respectively，in line with the Chinese Standard Soil Color Charts；and b) and d) shows those，respectively，in line with the Japanese Revised Standard Soil Color Charts

2.3 紫色土母巖巖塊/粉末分光測色的顏色特征

分光測色計(jì)能準(zhǔn)確獲取物質(zhì)顏色信息[12]。參考美國《土壤描述與采樣野外手冊(cè)》[26]擬定的“Munsell顏色差異等級(jí)表”，當(dāng)兩個(gè)色調(diào)值之間的差異小于0.5個(gè)單位（即ΔH<0.5）時(shí)（1個(gè)ΔH 單位為 2.5個(gè)H計(jì)算值），可以認(rèn)為它們之間的差異等級(jí)為微弱。因此，為統(tǒng)一色卡測色和分光測色計(jì)的差異，將色調(diào)值介于8.75R～1.24YR之間的統(tǒng)一歸為10R，將色調(diào)值介于1.25YR～3.74YR之間的統(tǒng)一歸為2.5YR，色調(diào)值介于3.75YR～6.24YR之間的統(tǒng)一歸為5YR，以此類推。明度值之間的差異小于0.5時(shí)認(rèn)為它們之間的差異等級(jí)為微弱，例如明度值介于0.50～1.49之間的歸為1，介于1.50～2.49之間的歸為2；彩度值的統(tǒng)計(jì)方法同明度值一樣。基于以上歸類基礎(chǔ)整理出分光測色計(jì)對(duì)母巖巖塊及粉末的測色信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖4所示。由圖3a可以看出，測色計(jì)所測得母巖的色調(diào)全部分布在YR色調(diào)區(qū)域，而沒有RP色調(diào)，表明沒有一個(gè)母巖樣品在色調(diào)上符合《中國土壤系統(tǒng)分類檢索》“紫色”2.5RP～10RP的色調(diào)定義。無論是巖塊還是粉末，色調(diào)為2.5YR或5YR的均達(dá)到總數(shù)的82.2%。由圖3b和圖3c可知，測色計(jì)測得母巖巖塊和粉末的明度分布在2～7范圍內(nèi)，以3～6為主，分別占95.6% 和100%；彩度值分布在1～5范圍內(nèi)，以2～4為主，均占62.2%，與色卡比色的明度彩度值較為一致。

3 討 論

3.1 關(guān)于中國土壤系統(tǒng)分類中“紫色砂、頁巖巖性特征”的顏色限定

巖性特征指土表至125cm范圍內(nèi)土壤性狀明顯或較明顯保留母巖或母質(zhì)的巖石學(xué)特征。如果土壤具有“紫色砂、頁巖巖性特征”表明細(xì)土或土中<4 cm 石礫的色調(diào)和其他性狀符合相應(yīng)要求，細(xì)土符合色調(diào)要求的往往較少，土中石礫色調(diào)可通過其母巖色調(diào)反映，基于此，紫色土母巖顏色結(jié)果可用于“紫色砂、頁巖巖性特征”顏色的修訂。通過對(duì)四川紫色土母巖顏色信息的統(tǒng)計(jì)分析，無論是使用中國色卡還是日本色卡，四川紫色土母巖的色調(diào)主要為2.5YR和5YR，其次是10R，只有小部分才呈RP色調(diào)；而分光測色計(jì)對(duì)母巖粉末的測色結(jié)果均無RP色調(diào)。這與慈恩等[14]對(duì)重慶市紫色土系統(tǒng)分類高級(jí)單元?jiǎng)澐盅芯恐凶仙令伾难芯拷Y(jié)果一致，說明中國土壤系統(tǒng)分類對(duì)“紫色砂、頁巖巖性特征”關(guān)于色調(diào)的定義過于狹窄，與實(shí)際有較大差異，因此有必要對(duì)其進(jìn)行修訂。對(duì)明度和彩度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，總體而言，紫色母巖干態(tài)明度介于2～7之間，彩度介于1～6之間，潤態(tài)明度介于1～6之間，彩度介于1～6之間。使用土壤色卡比色時(shí)，干態(tài)和潤態(tài)色調(diào)值一般沒有差異，明度可相差1～3個(gè)單位，彩度相差1～2個(gè)單位，因此在用土壤色卡比色時(shí)，還應(yīng)注明土樣的干濕狀態(tài)。

注：圖中a）表示分光測色計(jì)對(duì)母巖巖塊和過10目篩母巖粉末的色調(diào)測量信息，b）和c）表示分光測色計(jì)對(duì)母巖巖塊和過10目篩母巖粉末的明度彩度測量信息Notes：In the Figure，a）shows hue of the parent rock samples in block and in powder measured with a spectrophotometer；b) and c) shows value and chroma of the parent rock samples in block and in powder measured with a spectrophotometer

根據(jù)前邊的分析，建議在保留土壤系統(tǒng)分類中“色調(diào)為2.5RP～10RP”規(guī)定的同時(shí)，擴(kuò)大色調(diào)范圍，使其涵蓋5YR或更紅的色調(diào)，從而將20 世紀(jì)土壤調(diào)查中使用的5～6R-YR/4（紅紫色）、5R-YR/4（紫色）、5YR/4～2（淺紫棕色）、4YR/2（棕紫色）、2.5YR 6/2（紫灰色）、5YR 6/3（紫色）、5YR 5/4（紫棕色）等帶“紫”字的土壤顏色包含在內(nèi)，同時(shí)避免與“紅色砂頁巖、砂礫巖和北方紅土”[9]的顏色重疊?？紤]到彩度為1時(shí)顏色偏暗；而彩度>6 時(shí)顏色又偏亮，根據(jù)韓春蘭等[27]對(duì)“紅色砂、頁巖、砂礫巖和北方紅土巖性特征”顏色的研究結(jié)果，結(jié)合 Munsell 顏色系統(tǒng)的自身特征及《中國土壤系統(tǒng)分類檢索》的相關(guān)規(guī)定，將“色調(diào)為2.5R～10R或2.5YR～5YR，明度為 4～6，彩度≥6”的劃為“紅色”更合適。因此可將“紫色”修改為：“色調(diào)為2.5RP～10RP；或色調(diào)為2.5R～5YR，干態(tài)明度為3～6，干態(tài)彩度為2～4”。

根據(jù)上述修訂，統(tǒng)計(jì)出符合修訂“紫色”定義的母巖巖塊及母巖粉末信息如圖5所示?！吨袊鴺?biāo)準(zhǔn)土壤色卡》和日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》對(duì)干態(tài)紫色土母巖巖塊和10目粉末的比色結(jié)果顯示，分別有32、33個(gè)巖塊和28、30個(gè)粉末樣品符合修訂的“紫色”定義，占母巖總數(shù)的71.1%、73.3% 和62.2%、66.7%。分光測色計(jì)對(duì)干態(tài)母巖和10目粉末的測色結(jié)果顯示，分別有34個(gè)巖塊和33個(gè)粉末樣品符合修訂的“紫色”定義，占母巖總數(shù)的75.6% 和73.3%。由圖5可以看出符合修訂的“紫色”定義的母巖巖塊較母巖粉末樣品更多，且色調(diào)范圍更寬泛。

注：圖中a）表示符合修訂的“紫色”的母巖巖塊信息，圖中b）表示符合修訂的“紫色”的母巖粉末信息Notes：In the Figure， a) shows percentages of the parent rock samples in block meeting the revised definition of“purple”；and b) percentage of the parent rock samples in powder

《中國土種志》87個(gè)紫色土土種中有81個(gè)記錄有顏色信息，其中符合修訂“紫色”定義的土種共有55個(gè)（表3），占總數(shù)的67.9%。除浙江省6個(gè)土種無色調(diào)、明度和彩度信息外，其他有紫色土的地區(qū)均有紫色土土種符合修訂“紫色”的定義。由表3可以看出，符合修訂的紫色土土種中，5YR色調(diào)的土種最多，共有43個(gè)，占總數(shù)的78.2%，2.5YR色調(diào)的土種占14.5%，10R色調(diào)的土種占7.3%，無P～RP色調(diào)。

表3 《中國土種志》符合修訂“紫色”定義的紫色土土種統(tǒng)計(jì)

3.2 關(guān)于紫色土母巖顏色的測定方法

迄今為止，在土壤顏色確定上，細(xì)土或母質(zhì)/母巖顏色的確定均是觀察者利用色卡來確定。但目前國際上普遍采用的色卡均不能完全滿足土壤調(diào)查的實(shí)際需要，需要進(jìn)一步完善，如《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》盡管具備2.5R和5R色調(diào)，但缺乏低彩度（<4）系列色卡；美國和日本的土壤色卡也處于不斷修訂中，《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》第一版印刷發(fā)行至今，已有近30年的歷史，迫切需要新版《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》問世。同時(shí)，同一土壤樣品在使用不同土色卡進(jìn)行比色時(shí)可能結(jié)果不同。根據(jù)前面的研究結(jié)果，用《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》對(duì)同一批紫色母巖或其粉末比色時(shí)較日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》有更多的RP色調(diào)，原因在于兩本書RP和R色調(diào)的色片設(shè)置差異上?！吨袊鴺?biāo)準(zhǔn)土壤色卡》與《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》相比，增加了2.5RP、5RP、7.5RP、10RP、2.5R和5R等色調(diào)[28]，而《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》僅是在書的末尾有RP色調(diào)的7個(gè)低彩度值色片。分光測色計(jì)對(duì)紫色母巖的測色結(jié)果表明，幾乎所有紫色巖的色調(diào)均分布在YR區(qū)域。

用土壤色卡確定土壤顏色時(shí)，受光源條件、天氣狀況、觀察時(shí)間、周圍色調(diào)、土壤表面特征及人眼對(duì)光的反應(yīng)等影響，具有較大的主觀性和異讀性[29]，同時(shí)由于色卡中相鄰色調(diào)之間往往存在非常近似的顏色，因此確定的土壤顏色往往可能在色調(diào)上相差1～2個(gè)級(jí)別。而使用測色儀可以控制測試條件，客觀、精確、定量地測定土壤顏色，并且測色儀能夠獲得多種顏色空間的色度參數(shù)指標(biāo)，便于后續(xù)數(shù)據(jù)的定量分析處理。為避免土壤色卡測色時(shí)的環(huán)境及人為影響，必須規(guī)范統(tǒng)一比色過程，條件許可的話，建議最好能夠采用可自動(dòng)讀取顏色信息的便攜式測色儀[30]或顏色傳感器[31]。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，在《中國土壤系統(tǒng)分類檢索》中“紫色”的色調(diào)定義還沒有正式得到“權(quán)威”修訂之前，還是應(yīng)該嚴(yán)格按照原來的2.5RP～10RP色調(diào)，比色時(shí)嚴(yán)格依據(jù)推薦的色卡要求進(jìn)行，避免“為紫色而紫色”的做法。此外，紫色土母巖往往顏色斑雜，比色時(shí)應(yīng)該選擇巖塊中“紫色”的部分，才能保證精確地確定是否符合“紫色砂、頁巖巖性特征”。

4 結(jié) 論

根據(jù)四川省45個(gè)典型紫色土母巖的顏色信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果，《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》和日本《新版標(biāo)準(zhǔn)土色貼》對(duì)母巖巖塊的比色結(jié)果中分別有20.0%和33.3%的樣品符合《中國土壤系統(tǒng)分類檢索》（第三版）中“紫色砂、頁巖巖性特征” “紫色”（色調(diào)為2.5RP～10RP）的定義，而對(duì)母巖粉末的比色結(jié)果僅《中國標(biāo)準(zhǔn)土壤色卡》有2.2%符合條件；用能客觀準(zhǔn)確測色的分光測色計(jì)對(duì)母巖巖塊和粉末測色沒有一個(gè)呈RP色調(diào)。結(jié)合對(duì)紫色和紅色的已有定義，建議在開展紫色土系統(tǒng)分類時(shí)，將“紫色”修改為：“色調(diào)為2.5RP～10RP；或色調(diào)為2.5R～5YR，干態(tài)明度為3～6，干態(tài)彩度為2～4”，同時(shí)修訂完善現(xiàn)有土壤色卡系統(tǒng)，使用可客觀、準(zhǔn)確、自動(dòng)讀取Munsell顏色信息的便攜式測色儀。由于紫色土母巖往往顏色斑雜，比色時(shí)建議選擇用母巖巖塊中“紫色”區(qū)域來確定顏色。

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Proposal on Revising Color Definition for “L.C. of Purplish Sandstones and Shales”——Based onColor Characteristics of Parent Rock of Purplish Soil in Sichuan

YAN Zhaomin, YUAN Dagang?, YU Xingxing, Lü Yang

(College of Resources, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China)

Sichuan is the area the most representative of purplish sandstones and shales distribution in China. The purpose of this article is to verify whether the hue of “L.C. of Purplish Sandstones and Shales” in Chinese Soil Taxonomy (Third Edition) is reasonable.In this paper, a total of 45 samples of the parent rocks of typical purplish soils in Sichuan were collected and analyzed for hue in the light of the “Chinese Standard Soil Color Charts” (hereinafter referred to as Chinese Color Charts), and “Japanese Revised Standard Soil Color Charts” (hereinafter referred to as Japanese Color Charts)and with the aid of a spectrophotometer. And then, the data were compared against the purple (RP) definition for “L.C. of Purplish Sandstones and Shales” in the Chinese Soil Taxonomy (Third Edition). Based on this, relevant revisions were suggested.Results show that when the color of the parent rock samples in block was measured with the Chinese Color Charts and the Japanese Color Charts, the number of the samples conforming to the RP hue reached up to 20.0% and 33.3%, respectively. And when the color of the parent rock samples in powder (ground to pass a 10 mesh sieve), only 2.2% of the samples matched the RP hue in the Chinese Color Charts. When measured with a spectrophotometer the parent rock samples, either in block or in powder were RP-free, and most of them were of YR hue.Therefore, taking into account the definitions of purplish soil and red soil set by other scholars, it is suggested that the color definition for “L.C. of Purplish Sandstones and Shales” should be revised as follows: hue of 2.5RP～10RP; or hue of 2.5R～5YR, dry value of 3～6, and dry chroma of 2～4. Once the revised standard is used, 62%～75% of the samples meet the definition of purple, which is much closer to the traditional understanding of the color of purplish soil. In addition, it is necessary to further improve the soil color charts system, or to use a portable colorimeter that can objectively, accurately and automatically read Munsell color information in measuring soil color. And it is essential to observe more attentively the “purple” color of purplish sandstones and shales during the field investigation so as to avoid negligence of the soil with “L.C. of Purplish Sandstones and Shales”.

Purplish soil; Soil taxonomy; L.C. of purplish sandstones and shales; Color revision

S155

A

10.11766/trxb201901180578

晏昭敏，袁大剛，余星興，呂揚(yáng).“紫色砂、頁巖巖性特征”顏色修訂建議——基于四川紫色土母巖顏色特征[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2020，57（1）：60–70.

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* 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41671218）和國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)項(xiàng)目（2014FY110200A12）資助Supported by the National Natural Science Foundation of China（No. 41671218）and Basic Work of the Ministry of Science and Technology of China（No. 2014FY110200A12）

，E-mail：690654034@qq.com

晏昭敏（1995—），女，四川瀘州人，碩士研究生，主要從事土壤資源可持續(xù)利用研究。E-mail：1756000941@qq.com

2019–01–18；

2019–04–23；

2019–05–07

（責(zé)任編輯：檀滿枝）