郝士橫,吳克寧,2? ,鞠 兵,杜凱闖,武紅旗,楊淇鈞,李曉亮
(1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100083;2. 自然資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100035;3. 中國科學(xué)院南京土壤研究所,南京 210008;4. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,烏魯木齊 830052)
土壤是十分重要的自然資源,與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。土壤分類可以體現(xiàn)土壤本身的特性,探索不同土壤的差異,幫助人們更好的認(rèn)識(shí)土壤,指導(dǎo)土壤的合理利用。土壤系統(tǒng)分類根據(jù)可以被客觀觀察或測(cè)量的土壤性質(zhì)對(duì)土壤自然體進(jìn)行分級(jí)歸類[1],1984 年我國開始了中國土壤系統(tǒng)分類研究,近年來推廣度越來越高,逐漸成為土壤分類的主流[2]。從土壤系統(tǒng)分類現(xiàn)狀來看,國際上主要有世界土壤資源參比基礎(chǔ)(WRB)[3]、美國土壤系統(tǒng)分類(ST)[4]。中國土壤系統(tǒng)分類(CST)[5]、WRB、ST 均具有定量化特點(diǎn)。三個(gè)分類系統(tǒng)對(duì)于具有干旱和鹽積特征的土壤在分類上有所差異,總體來看,WRB 的一級(jí)單元未設(shè)立干旱土,ST 的土綱未設(shè)立鹽成土,CST的土綱既設(shè)立了干旱土也設(shè)立了鹽成土,體現(xiàn)了中國特色。但現(xiàn)行CST 同樣存在不足,CST 對(duì)于干旱表層的判定條件中:(2)“從地表起,無鹽積或鈉質(zhì)孔泡結(jié)皮層或其下墊的土鹽混合層”,這就排除了無“鹽化”的地表或下墊土層,但定義鹽積正常干旱土土類時(shí)又寫到:“其他正常干旱土有上界在礦質(zhì)土表至 100 cm 范圍內(nèi)的鹽積層、超鹽積層或鹽磐”,這明顯是相互矛盾的??梢娛褂么朔诸愊到y(tǒng)檢索時(shí)會(huì)造成干旱土和鹽成土的分類不明確。干旱區(qū)的干旱土與鹽成土由于定義和檢索順序問題,造成干旱土擴(kuò)大,鹽成土減少,不利于鹽成土的改良利用。因此對(duì)目前的分類體系提出修訂建議,可以使土壤分類結(jié)果更加精準(zhǔn),對(duì)干旱區(qū)土壤進(jìn)行科學(xué)的分類可以為我國干旱區(qū)土壤資源的利用與管理打好基礎(chǔ)。
新疆維吾爾自治區(qū)(以下簡稱新疆)位于中國西北干旱內(nèi)陸地區(qū),受干旱氣候影響,是我國典型的干旱區(qū),此前已有一些學(xué)者做過新疆土壤的系統(tǒng)分類研究[6-17]。本文以新疆典型具有干旱和鹽積特征的土壤剖面為研究對(duì)象,依據(jù)供試土壤的理化特征,詳細(xì)論述供試土壤在中國土壤系統(tǒng)分類(CST)的歸屬。針對(duì)上述CST 存在的矛盾之處提出建議方案并且按照建議方案對(duì)供試土壤進(jìn)行歸屬。并對(duì)世界土壤資源參比基礎(chǔ)(WRB)、美國土壤系統(tǒng)分類(ST)、中國土壤系統(tǒng)分類(CST)進(jìn)行參比。
新疆位于中國干旱區(qū),日照充足,降水少,蒸發(fā)強(qiáng)烈。使得一些土壤長期保持干旱水分狀態(tài),也使得一些土壤有著明顯的鹽積特征。本文所選剖面能體現(xiàn)干旱特征和鹽積特征,具有典型性和代表性。
本研究有5 個(gè)土壤剖面根據(jù)新疆土系調(diào)查(剖面7~剖面11),為了增加代表性和廣泛性,引用了《新疆干旱土的發(fā)生特性及系統(tǒng)分類》[18]中的6 個(gè)土壤剖面(剖面1~剖面6)、《中國土壤系統(tǒng)分類—理論·方法·實(shí)踐》[19]中的6 個(gè)剖面(剖面12~剖面17)。剖面1 位于烏什,剖面2 位于庫車,剖面3 位于和碩,剖面4 位于吐魯番,剖面5、7、11、14 位于哈密,剖面6 位于阜康,剖面8 位于巴里坤,剖面9、12 位于伊吾,剖面10 位于阿拉爾,剖面13位于石河子,剖面15 位于鄯善,剖面16 位于托克遜,剖面17 位于博樂。供試剖面所處地區(qū)氣候干旱,剖面1~剖面11 年均溫范圍在6.5~13.9℃,平均9.8 ℃,位于吐魯番地區(qū)的剖面4 年均溫最高。剖面1~剖面11 年降水量范圍在16.6~193 mm,平均81.6 mm。剖面1~剖面11 年蒸發(fā)量范圍在1 638~4 378 mm,平均2 679 mm。成土母質(zhì)剖面1、6 為黃土,剖面2、7、8、9、11 為洪—沖積物,剖面3、4、10 為洪積物,剖面5 為殘積物。
本研究布點(diǎn)采集的5 個(gè)剖面,如圖1 所示。剖面7 采自南湖鄉(xiāng),剖面8 采自哈薩克自治縣,剖面9 采自淖毛湖鎮(zhèn),剖面10 采自阿拉爾市境內(nèi),剖面11 采自陶家宮鄉(xiāng)。總體來看,地貌為平原、丘陵兩種;母質(zhì)4 個(gè)為洪—沖積物,1 個(gè)為洪積物;剖面7、8、9 地表無植被,剖面10、11 有稀疏植被,種類主要為鹽穗木;受氣候和風(fēng)蝕影響,剖面7、8 地表有礫冪,剖面9 地表有裂隙,剖面10 地表有鹽霜、薄鹽結(jié)皮、龜裂紋,剖面11 地表有鹽殼和裂隙。
剖面1~剖面6 的土壤顆粒組成采用六偏磷酸鈉和超聲波分散以及吸管法測(cè)定,pH 采用Backman pH計(jì)(水土比為1∶1)測(cè)定;剖面7~剖面11 的顆粒組成采用比重計(jì)法測(cè)定,pH 采用pH 計(jì)(水土比為2.5∶1)測(cè)定。所有剖面有機(jī)質(zhì)均采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法測(cè)定,石膏采用電導(dǎo)法(水土比為10∶1)測(cè)定,CaCO3采用氣量法測(cè)定,水溶性鹽總量采用電導(dǎo)法測(cè)定。分析方法參照《土壤調(diào)查實(shí)驗(yàn)室分析方法》[20]和《土壤農(nóng)化分析》[21]。
剖面7~剖面11 的形態(tài)特征見表1,剖面1~剖面6 數(shù)據(jù)引自《新疆干旱土的發(fā)生特性及系統(tǒng)分類》。供試剖面整體土壤顏色淺,同一剖面各個(gè)土層之間顏色的變化不明顯,干態(tài)顏色色調(diào)分布在10 YR、7.5 YR、5 YR 和2.5 YR,多數(shù)為10 YR;明度介于4~8,大部分大于5;彩度介于1~8,大部分大于3。由黃土母質(zhì)發(fā)育的剖面1、6 質(zhì)地較細(xì),為壤土至粉砂壤土,其余剖面除9、10 外,質(zhì)地普遍較粗,砂壤土及壤砂土居多。而且剖面2、3、4、5、7、8的部分土層有粗骨性,剖面7 位于87~117 cm 的土層大于2 mm 石礫所占百分比高達(dá)63.5%。
剖面7~剖面11 的形態(tài)特征見表2,剖面1~剖面6 數(shù)據(jù)引自《新疆干旱土的發(fā)生特性及系統(tǒng)分類》,剖面12~剖面17 數(shù)據(jù)引自《中國土壤系統(tǒng)分類—理論·方法·實(shí)踐》。供試剖面從表層開始均有鹽分積聚,大部分剖面達(dá)到CST 中鹽積層的要求,剖面14、15、16 滿足鹽磐的條件,剖面3、6、7、8 滿足鹽積現(xiàn)象,鹽分變化規(guī)律普遍為由表層向下逐漸增多,也存在少數(shù)由表層向下逐漸減少的剖面(例如剖面1、3、11)。各剖面有機(jī)質(zhì)含量普遍低于10 g·kg-1,體現(xiàn)了干旱區(qū)礦化作用強(qiáng)的特點(diǎn),表層有機(jī)質(zhì)含量最高的剖面 11 有機(jī)質(zhì)含量為39.6 g·kg-1,其地表有稀疏的鹽穗木。受干旱積鹽和淋溶作用弱影響,供試剖面的pH 均呈堿性,介于7.47~9.8。石膏在供試剖面中普遍存在,黃土母質(zhì)上發(fā)育的剖面1、6 石膏含量較少,剖面4、5、7、12、14 達(dá)到CST 中石膏層的要求。大部分剖面表層碳酸鈣含量高于下層,剖面1、2、6、12 達(dá)到CST中鈣積層的要求,其余剖面滿足鈣積現(xiàn)象。
(1)干旱表層。干旱表層的形成主要受干旱氣候和風(fēng)蝕堆積的影響。干透表土在風(fēng)和水等外營力作用下發(fā)生物理分散作用,使土壤壘結(jié)重新排列而產(chǎn)生結(jié)皮,結(jié)皮的上部變干時(shí),引起土體收縮,將正起泡的空氣封閉起來形成氣泡狀孔隙,是干旱表層的顯著特點(diǎn)??着菰诟蓾褡兓胁煌拿浛s程度會(huì)形成多邊形裂隙。土表礫質(zhì)土壤物質(zhì)受風(fēng)、水侵蝕后可形成礫冪[22]。新疆漠境地區(qū)植被稀疏,植物殘落物進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)數(shù)量非常有限,而且礦化作用強(qiáng),所以干旱表層有機(jī)質(zhì)含量低[23]。除剖面10、11 外,其余剖面含有孔泡結(jié)皮層和片狀層,具有礫冪、荒漠漆皮、多邊形裂隙等地表特征,表層有機(jī)質(zhì)低于10 g·kg-1。
(2)鹽積層和鹽積現(xiàn)象。在荒漠條件影響下,土壤中易溶鹽隨地表水下滲,并且較難淋出土體,使鹽分淀積,或隨地下水上升蒸發(fā)、濃縮后累積在土壤表面。地下水位的下降也可使原來形成的鹽分就地殘積。含鹽地表水的遷移與淀積也會(huì)形成鹽積層[24]。鹽分積聚的過程使土壤含鹽量增高。此外地形也會(huì)對(duì)土體中鹽分運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響,低海拔影響了地面和地下徑流的運(yùn)動(dòng)造成了含鹽量偏高(例如剖面4、5、9)。除剖面3、6、7、8 外,其余剖面均達(dá)到CST 中鹽積層的要求,剖面14、15、16 有鹽磐,剖面3、6、7、8 有鹽積現(xiàn)象。關(guān)于各剖面鹽積特征出現(xiàn)的位置,剖面1 鹽積層出現(xiàn)位置為0~29 cm,剖面2 鹽積層出現(xiàn)位置為37~150 cm,剖面3 通體有鹽積現(xiàn)象,剖面4 通體符合鹽積層數(shù)值標(biāo)準(zhǔn),剖面5 鹽積層出現(xiàn)位置為4~100 cm,剖面6鹽積現(xiàn)象主要出現(xiàn)在55~150 cm,剖面7 鹽積現(xiàn)象出現(xiàn)在21~87 cm,剖面8 通體有鹽積現(xiàn)象,剖面9鹽積層出現(xiàn)位置為9~54 cm,剖面10 鹽積層出現(xiàn)位置為0~112 cm,剖面11 地表0~8 cm 為鹽結(jié)殼,剖面12 鹽積層出現(xiàn)位置為3~68 cm 以下,剖面13鹽積層出現(xiàn)位置為27~60 cm,剖面14 鹽磐出現(xiàn)位置為14~39 cm,剖面15 鹽磐出現(xiàn)位置為10~45 cm,剖面16 鹽磐出現(xiàn)位置為20~50 cm,剖面17 鹽積層出現(xiàn)位置為7.5~92 cm。
(3)鈣積層和鈣積現(xiàn)象。新疆氣候干旱,土壤水分運(yùn)行以上行水為主,淋溶作用甚微,并因土壤空隙大而充滿空氣,碳酸鹽溶解和移動(dòng)受到很大限制。在風(fēng)化和成土過程中形成的碳酸鈣和碳酸氫鈣大多就地積累,使土壤表層碳酸鈣含量略高于下層。在表層短暫降雨濕潤后,隨即迅速變干,使碳酸氫鈣轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕}并放出二氧化碳。剖面1、2、6、12 達(dá)到CST 中鈣積層的要求,剖面3、4、5、7、8、9、10、11、13、14、15、16、17 有鈣積現(xiàn)象。
表1 供試土壤形態(tài)特征Table 1 Morphological characteristics of the studied soils
表2 供試土壤理化性質(zhì)Table 2 Physicochemical properties of the studied soils
(4)石膏層和石膏現(xiàn)象。石膏是干旱土常見的硫酸鈣礦物,溶解度大,遷移能力強(qiáng),但在干旱地區(qū)受到降水少和滲透淺的影響,普遍難于淋出土體,所以干旱區(qū)土壤大多有石膏聚集[25]。黃土母質(zhì)上發(fā)育的剖面1、6 較少,看來石膏聚集除了受氣候條件影響外,也可能與母質(zhì)有關(guān)。剖面4、5、7、12、14 達(dá)到CST 中石膏層的要求,剖面1、2、3、8、13、15、16、17 有石膏現(xiàn)象。
(5)堿化層。由于干旱積鹽和淋溶弱所有供試剖面的pH 均呈堿性。此外剖面4 堿化度達(dá)23.5%~36.8%,剖面5 在20 cm 以下堿化度達(dá)71.8%,但無柱狀或棱柱狀結(jié)構(gòu),含鹽量大于0.5%,所以無堿積層典型特征。剖面6 有棱柱狀結(jié)構(gòu),堿化度達(dá)38%~61%,表層土壤含鹽量少,是堿化層。
(6)土壤水分和溫度狀況。從收集到的剖面1~剖面11 的氣候數(shù)據(jù)來看。剖面1~剖面11 年均溫范圍在6.5~13.9 ℃,剖面4 位于吐魯番地區(qū),年均溫最高,為熱性土壤溫度狀況,其余10 個(gè)剖面為溫性土壤溫度狀況。剖面1~剖面11 年降水量范圍在16.6~193 mm,平均81.6 mm。剖面1~剖面11年蒸發(fā)量范圍在1 638~4 378 mm,平均2 679 mm。蒸發(fā)強(qiáng)烈,均為干旱土壤水分狀況。
從發(fā)生學(xué)基礎(chǔ)上看,干旱土主要形成因素是干旱氣候。鹽成土形成因素包括干旱的氣候、強(qiáng)烈的蒸發(fā),地形高低起伏,地表徑流和地下徑流的運(yùn)動(dòng)和水化學(xué)特性等。雖然是診斷分類,但分類指標(biāo)的選取應(yīng)該有發(fā)生學(xué)思想指導(dǎo)。鹽成土是地貌與氣候組合條件下綜合作用的結(jié)果。從分類目標(biāo)來看,劃出干旱土的目的是將缺水、不能灌溉就不能利用的土壤集中起來。劃出鹽成土綱,是由于鹽成土大多受地下水影響,鹽分在剖面中從上到下分異為NaCl—CaSO4·2H2O—CaCO3,與干旱土有所不同[19,26]。還可以將鹽堿化土壤集中起來,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)利用。此外干旱表層是我國首創(chuàng),既便于野外診斷,又能反映干旱土的發(fā)生過程。
根據(jù)CST(2001)分類方案、《中國土壤系統(tǒng)分類土族和土系劃分標(biāo)準(zhǔn)》 對(duì)供試土壤進(jìn)行歸屬,剖面1~剖面11 劃到了土族一級(jí),未收集到剖面12~剖面17 的顆粒組成,將剖面12~剖面17 劃到了亞類一級(jí),結(jié)果見表3。共劃分出干旱土和鹽成土2個(gè)土綱。土壤類型(原文)一列給出了引用剖面在原文中的分類歸屬,其中剖面1~剖面6 按照《中國土壤系統(tǒng)分類(首次方案)》,剖面12~剖面17按照《中國土壤系統(tǒng)分類(修訂方案)》。
CST(2001)分類方案中干旱表層的定義指出“從地表起,無鹽積或鈉質(zhì)孔泡結(jié)皮層或其下墊的土鹽混合層”,該定義并未指明具體下墊深度;另外按照此定義就排除了無“鹽化”的地表或下墊土層,而鹽積正常干旱土的定義為:“有上界在礦質(zhì)土表至100 cm 范圍內(nèi)的鹽積層、超鹽積層或鹽磐”,顯然相互矛盾,致使在檢索時(shí)將一些實(shí)際為鹽成土的土壤劃歸到干旱土中。
中國土壤系統(tǒng)分類將鹽成土排除在干旱土外的主要原因是考慮我國干旱區(qū)有兩種含鹽積層的土壤,一種受地表水影響,不受地下水影響,但進(jìn)入表土的鹽分自上向下移動(dòng)進(jìn)行著脫鹽過程,剖面構(gòu)型主要為CaCO3—CaSO4·2H2O—NaCl,CST(2001)分類方案中鹽積正常干旱土的設(shè)立應(yīng)該是針對(duì)此種類型;另一種受地下水影響,鹽分自下向上聚積進(jìn)行著積鹽過程,剖面構(gòu)型主要為NaCl—CaSO4·2H2O—CaCO3,CST(2001)分類方案中干旱正常鹽成土的設(shè)立應(yīng)該是針對(duì)此種類型[19]。但CST(2001)未將這兩種鹽積類型的土壤區(qū)別加以體現(xiàn)并厘定清楚,使一些實(shí)際為鹽成土的土壤在歸屬時(shí)劃歸到干旱土中。此外鹽成土對(duì)鹽積層的要求是“上界在礦質(zhì)土表至30 cm 范圍內(nèi)的鹽積層”,對(duì)鹽積層出現(xiàn)位置要求是土表至30 cm,這主要是考慮鹽分對(duì)植物生長的影響,因?yàn)橹参锔祷顒?dòng)層或耕作層厚度一般大約在30 cm 范圍內(nèi)[27]。綜合上述,本文建議用“其他正常干旱土中有上界在30 cm 至100 cm 范圍內(nèi)的鹽積層、超鹽積層或鹽磐?!眮矶x鹽積正常干旱土,將數(shù)值定在30 cm,沒采用土壤層位關(guān)系,因?yàn)楸疚恼J(rèn)為這樣可以與鹽成土的診斷要求(鹽積層出現(xiàn)位置要求是土表至30 cm)相銜接,而且也符合土壤系統(tǒng)分類定量化的特點(diǎn)。
此外,正常干旱土亞綱下設(shè)鈣積正常干旱土、鹽積正常干旱土、石膏正常干旱土、黏化正常干旱土、簡育正常干旱土這五個(gè)土類。鹽積正常干旱土下設(shè)有石膏鹽積正常干旱土,石膏正常干旱土下設(shè)有黏化石膏正常干旱土,而鈣積正常干旱土下設(shè)亞類中卻沒有可以體現(xiàn)鹽積特征的亞類,所以一些剖面(例如剖面2),診斷層有干旱表層、鈣積層和鹽積層,但土壤類型名稱卻體現(xiàn)不出鹽積特征。因此本文建議在鈣積正常干旱土下設(shè)立“高鹽鈣積干旱土”。本著最小限度改動(dòng)原有診斷體系與框架的原則,將“高鹽鈣積正常干旱土”的位置暫時(shí)設(shè)立在G2.1.9。這樣會(huì)使一些原本具有鹽積層的“普通鈣積正常干旱土”按建議變?yōu)椤案啕}鈣積正常干旱土”,從名稱上體現(xiàn)出鹽積的特點(diǎn),在土壤利用時(shí)對(duì)此類土壤認(rèn)識(shí)更加深刻。
續(xù)表
綜上,根據(jù)供試土壤剖面的土壤特征對(duì)現(xiàn)行中國土壤系統(tǒng)分類提出分類建議。修改后的檢索方案如下:
修改后的診斷表層:
D 結(jié)皮表層類
1. 干旱表層
(2)從地表起,無鹽積孔泡結(jié)皮層或鈉質(zhì)孔泡結(jié)皮層或其下墊的土鹽混合層(不滿足鹽積層條件)。
正常干旱土
土類的檢索
G2.2 其他正常干旱土中有上界在 30 cm 至100 cm 范圍內(nèi)的鹽積層、超鹽積層或鹽磐。
鹽積正常干旱土
增設(shè)相關(guān)亞類:
G2.1 鈣積正常干旱土亞類的檢索
G2.1.9 其他鈣積正常干旱土中在 30 cm 至100 cm 范圍內(nèi)有鹽積層、超鹽積層或鹽磐。
高鹽鈣積正常干旱土
按照CST 建議方案,剖面1~剖面11 的歸屬如表4 所示,未收集到剖面12~剖面17 的顆粒組成,所以將剖面12~剖面17 劃到了亞類一級(jí),剖面12為石膏干旱正常鹽成土,剖面13 為鈉質(zhì)鹽積正常干旱土,剖面14 為石膏—鹽磐干旱正常鹽成土,剖面15、16、17 為普通干旱正常鹽成土。結(jié)果表明剖面1、4、5、9、12、14、15、16、17 在土體30 cm 內(nèi)含有鹽積層,不符合建議方案中干旱表層定義,由干旱土變?yōu)辂}成土。剖面2 含有干旱表層、鈣積層、并且在土體30 cm 以下有鹽積層,劃為高鹽鈣積正常干旱土。按照建議方案,可以進(jìn)一步明確干旱表層的概念,改變將實(shí)際為鹽成土的土壤劃歸到干旱土中的現(xiàn)象,尤其是其中“干旱正常鹽成土”土類的數(shù)量,有利于鹽成土的改良和利用。
表4 供試土壤的CST 建議方案Table 4 Proposed revisions of CST for classification of the studied soils
針對(duì)具有干旱和鹽積特征的土壤,WRB、ST、CST 三者在分類系統(tǒng)設(shè)立方面,WRB 的一級(jí)單元設(shè)立了鹽土(Solonchaks),未設(shè)立干旱土,而是在鹽土的限定詞中有所體現(xiàn),例如龜裂(Takyric)、干漠(Yermic)、干旱(Aridic);ST 的土綱設(shè)立了干旱土(Aridisols),未設(shè)立鹽成土,在干旱土下設(shè)有鹽積干旱土亞綱(Salids)[28];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)鐘駿平教授指出:ST 未劃分鹽成土土綱的原因,主要是它主要分布在美國干旱與半干旱地區(qū)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)徐盛榮教授曾咨詢過美國土壤分類專家,他們認(rèn)為鹽成土是生理干旱。CST 的土綱既設(shè)立了干旱土也設(shè)立了鹽成土,土類也設(shè)立了鹽積正常干旱土和干旱正常鹽成土。
三者在干旱特征主要診斷標(biāo)準(zhǔn)方面,WRB 以龜裂特性(Takyric Properties)、干漠特性(Yermic Properties)、干旱特性(Aridic Properties)分別來確定鹽土的限定詞:龜裂(Takyric)、干漠(Yermic)、干旱(Aridic);ST 以干旱水分狀況(Aridic soil moisture regime)來劃定干旱土。CST 則以干旱表層劃定干旱土。
三者在鹽積特征主要診斷標(biāo)準(zhǔn)方面,均設(shè)有鹽積層。對(duì)鹽積層的厚度要求均為15 cm。達(dá)到鹽積層的數(shù)值要求有所差別,WRB 要求25 ℃條件下土壤飽和浸提液的電導(dǎo)率≥15 ds·m-1,ST 要求土壤飽和浸提液的電導(dǎo)率≥30 ds·m-1,CST 要求干旱土或干旱地區(qū)鹽成土中含鹽量≥20 g·kg-1,或1∶1 水土比提取液的電導(dǎo)率≥30 ds·m-1。電導(dǎo)率與厚度的乘積要求也有所差別,WRB 要求≥450,ST 要求≥900,CST 要求≥900(含鹽量與厚度乘積≥600)。對(duì)于鹽積層出現(xiàn)深度的要求也有所差別,WRB 要求鹽積層的上界在距地表的50 cm 深度內(nèi)出現(xiàn)可劃為鹽土(Solonchaks),ST 要求鹽積層的上界在距地表的 100 cm 深度內(nèi)出現(xiàn)即可劃為鹽積干旱土(Salids),CST 要求鹽積層的上界在礦質(zhì)土表至30 cm 范圍內(nèi)出現(xiàn)劃為鹽成土[29]。
未收集到剖面12~剖面17 的顆粒組成,以剖面1~剖面11 進(jìn)行CST、ST、WRB 之間的參比。根據(jù)ST(2014)方案,供試土壤的ST 歸屬如表5所示,其中11 個(gè)剖面劃為干旱土(Aridisols),7 個(gè)亞綱為鹽積干旱土(Salids),1 個(gè)石膏干旱土(Gypsids),1 個(gè)鈣積干旱土(Calcids),2 個(gè)正常干旱土(Cambids)。因?yàn)镾T 中鹽積干旱土(Salids)檢索順序在鈣積干旱土(Calcids)之前,所以剖面1 和2 在ST 中歸屬為鹽積干旱土(Salids)。(剖面1~剖面6 無電導(dǎo)率數(shù)據(jù),故此按照以往ST 版本中含鹽量大于2%來確定供試土壤的鹽性特征[30]。)根據(jù)WRB(2014)方案,供試土壤的WRB 歸屬如表5所示,其中10 個(gè)剖面劃為鹽土(Solonchaks)。剖面6 含有堿化層(Natric horizon)、鹽積層(Salic horizon)和鈣積層(Calcic horizon),按照WRB 中堿土在鹽土之前的檢索順序,劃為堿土(Solonetz)。WRB 中對(duì)鹽積層電導(dǎo)率數(shù)值要求比ST 和CST 低,剖面3、6、7、8 在ST 和CST 中未達(dá)到鹽積層標(biāo)準(zhǔn),在WRB 中達(dá)到了鹽積層標(biāo)準(zhǔn)。(剖面1~剖面6 無電導(dǎo)率數(shù)據(jù),故此按照與電導(dǎo)率為15 ds·m-1效果近似的含鹽量大于1%來確定供試土壤的鹽積層。)
表5 供試土壤的參比Table 5 Reference of the studied soils between CST,ST and WRB
本文選取17 個(gè)新疆典型干旱土和鹽成土的土壤剖面進(jìn)行系統(tǒng)分類研究,確定17 個(gè)剖面在CST中的歸屬,15 個(gè)剖面為干旱土,2 個(gè)剖面為鹽成土。研究過程中發(fā)現(xiàn)CST 存在一定矛盾,導(dǎo)致分類時(shí)將一些含有鹽積層的土壤歸到干旱土中,從而使干旱土擴(kuò)大,鹽成土減少,不利于鹽成土的改良利用。針對(duì)存在的矛盾,本文提出修改干旱表層和鹽積正常干旱土的相關(guān)定義,并且增設(shè)“高鹽鈣積正常干旱土”亞類。然后按照建議方案,對(duì)17 個(gè)供試剖面重新進(jìn)行歸屬,干旱土的數(shù)量由15 個(gè)變?yōu)? 個(gè),鹽成土的數(shù)量由2 個(gè)變?yōu)?1 個(gè)。剖面2 由普通鈣積正常干旱土變?yōu)樗鲈O(shè)的“高鹽鈣積正常干旱土”亞類。并用剖面1~剖面11 進(jìn)行WRB、ST、CST 之間的參比,參比結(jié)果顯示ST 將11 個(gè)剖面劃為干旱土( Aridisols )。 WRB 將 10 個(gè) 剖 面 劃 為 鹽 土(Solonchaks),1 個(gè)剖面劃為堿土(Solonetz)。本文僅以新疆地區(qū)典型的干旱土和鹽成土為例開展了初步研究,下一步應(yīng)擴(kuò)大研究區(qū)域,納入甘肅、青海、西藏等其他西北干旱區(qū)的干旱土和鹽成土,并進(jìn)行對(duì)比分析,以進(jìn)一步完善我國的土壤系統(tǒng)分類。
續(xù)表
致 謝感謝中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張鳳榮教授、中國科學(xué)院南京土壤研究所張甘霖研究員、李德成研究員在“我國土系調(diào)查與《中國土系志(中西部卷)》編制”課題結(jié)題會(huì)上的幫助與指導(dǎo)。