郝士橫，吳克寧，2*，呂欣彤，郭 夢，楊淇鈞

［1.中國地質大學（北京）土地科學技術學院，北京 100083；2.自然資源部土地整治重點實驗室，北京 100035］

“地者，政之本也，辨于土而民可富”，從古至今，人們都很重視對土壤進行分類。土壤作為十分珍貴的自然資源和農業(yè)生產資料，土壤分類可以反映土壤發(fā)生演化的規(guī)律，是土壤信息的載體，也是土壤調查制圖的前提，同時與恰當使用農業(yè)技術、因地制宜管理土壤密切相關，對其進行分類是一項很有必要的工作。當前我國土壤分類領域中，土壤系統(tǒng)分類和發(fā)生分類二者并存，前者是定量化的診斷分類［1］，兩種分類體系各有特點，以實際的土壤個體作為參照物進行兩種分類體系的參比對我國土壤科學的發(fā)展和實踐有著實際的意義。在以往的土壤系統(tǒng)分類研究中，一些學者以河南省具有淋溶特征的土壤為研究對象，從不同角度進行了土壤系統(tǒng)分類探討，如吳克寧等［2-4］從劃分依據(jù)和指標、溫度狀況變化、土壤垂直帶譜等方面進行了研究；武繼承等［5］結合農業(yè)利用進行了研究；李玲等［6-7］研究了豫南白漿化黃褐土在系統(tǒng)分類的歸屬；鞠兵等［8-9］從典型淋溶土土系劃分、積鈣特征等方面進行了研究；陳壯［10］劃分了河南典型土壤的土族。從時間序列看，這些學者的研究從使用《中國土壤系統(tǒng)分類（首次方案）》到《中國土壤系統(tǒng)分類（修訂方案）》再到《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》，體現(xiàn)了我國土壤系統(tǒng)分類的發(fā)展與進步，但這些研究的重點多放在高級分類單元上，而且研究對象多為淋溶土綱，進行河南省《中國土壤分類系統(tǒng)》下的半淋溶土綱-褐土土類在《中國土壤系統(tǒng)分類》中的歸屬研究存在不足。

河南省有著豐富的土壤資源，褐土是其主要的土壤類型之一［11］，本文從河南土系調查選取7個在發(fā)生分類歸屬于褐土的剖面，探究河南省中西部典型褐土在系統(tǒng)分類的歸屬，并進行參比研究，有利于發(fā)生分類與系統(tǒng)分類之間的對照，彌補上述不足，更好地掌握、利用、管理河南省的土壤資源。

1 材料與方法

1.1 供試土壤成土環(huán)境

本文所選取的7個剖面分布于洛陽市、鞏義市、三門峽市和漯河市。各剖面地理分布情況見圖1，土地利用方式包括耕地與林地兩種，耕地為小麥和玉米輪作，一年兩熟。具體成土環(huán)境見表1。褐土是河南省分布很廣的地帶性土壤，結合供試剖面成土環(huán)境與自身特征，判定供試剖面在發(fā)生分類中屬于褐土土類。其中剖面1、2位于丘陵區(qū)，母質分別為馬蘭黃土、紅黃土，成土過程包括碳酸鈣淋溶與淀積、黏化作用，以及人為生產活動的影響，如復鈣過程，為典型褐土亞類；剖面3處于中低山地，剖面4為平原低洼地，降水量稍多，淋溶強烈，脫鈣作用強，碳酸鈣已淋溶干凈，具有淋淀黏化特征，為淋溶褐土亞類；剖面5和剖面6分別位于黃土丘陵中下部和黃土塬邊緣，所處地面坡度較大，成土母質為馬蘭黃土，黏化不明顯，碳酸鈣在土體分異不明顯，脫鈣過程處于初始階段，為石灰性褐土亞類；剖面7位于山前傾斜平原中下部，母質為洪-沖積物，土體有石灰反應和弱黏化作用，且受地下水作用，下部可見銹紋銹斑，為潮褐土亞類，是褐土向潮土的過渡類型。

圖1 供試土壤剖面的地理位置示意圖

表1 供試土壤剖面成土環(huán)境

1.2 方法

土壤樣品理化分析主要參考《土壤調查實驗室分析方法》［12］。土壤顆粒組成采用Masterize2000激光粒度儀測定，容重采用環(huán)刀法，pH采用電位法（水土比1∶1），有機碳采用重鉻酸鉀-硫酸消化法測定，全氮采用硒粉、硫酸銅、硫酸消化-蒸餾法（開氏法）測定，全磷采用氫氧化鈉堿溶-鉬銻抗比色法測定，全鉀采用氫氧化鈉堿溶-火焰光度法測定，陽離子交換量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定，碳酸鈣相當物采用氣量法測定。

2 結果與分析

2.1 主要診斷層、診斷特性判定

2.1.1 黏化層

如表2、表3、表4所示，剖面1的20～79 cm土層、剖面2的90～150 cm土層、剖面4的30～70 cm土層黏化率均≥1.2。剖面3的土層黏化率未達到1.2，但在大形態(tài)上，40～110 cm有中量黏粒膠膜，110 cm以下有15%～40%的黏粒膠膜，符合黏化層判定標準。

2.1.2 鈣積層

如表2、表3、表4所示，剖面1的115～140cm土層碳酸鈣含量為106.6 g·kg-1，顆粒大小比壤質更黏，而且有15%～20%的假菌絲體。剖面5的42～78 cm土層碳酸鈣含量為151.46 g·kg-1，有15%～40%的假菌絲體。剖面6的28～105 cm土層碳酸鈣含量為165.8 g·kg-1，比上覆土層高50 g·kg-1以上。因此剖面1、5、6有鈣積層。剖面2符合鈣積現(xiàn)象判定標準。剖面7通體有強石灰反應，具有石灰性。此外，剖面3、4碳酸鈣含量很少，受淋溶作用影響，剖面中的石灰已被淋失。

表2 供試土壤物理性質

表3 供試土壤化學性質

2.1.3 氧化還原特征

剖面4的70～110 cm土層可見銹紋，110 cm以下可見鐵錳結核及銹紋。剖面7的30 cm以下土體可見鐵錳斑紋，具有氧化還原特征（表4）。

2.1.4 土壤溫度狀況

依據(jù)《中國土壤系統(tǒng)分類土族和土系劃分標準》對土壤溫度等級的劃分，剖面1、2、3、5、6、7為暖溫帶大陸性季風氣候，礦質土表以下50 cm深度處土壤年均溫度小于16℃，但大于9℃，為溫性土壤溫度狀況；剖面4為暖溫帶向亞熱帶過渡氣候，年均土壤溫度大于16℃，且小于23℃，為熱性土壤溫度狀況（表4）。

2.1.5 土壤水分狀況

剖面7受地下潛水影響，為潮濕土壤水分狀況；剖面4屬于暖溫帶向亞熱帶過渡氣候，為濕潤土壤水分狀況；其余供試剖面為半干潤土壤水分狀況（表4）。

表4 供試土壤的診斷層和診斷特性

2.2 土壤系統(tǒng)分類中的歸屬與參比

2.2.1 高級分類單元歸屬

按照《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》，根據(jù)7個剖面的診斷層和診斷特性（表4）進行高級分類單元的歸屬，結果見表5。7個剖面在發(fā)生分類中為褐土土類的供試剖面在系統(tǒng)分類中歸屬淋溶土和雛形土2個土綱，剖面1為普通鈣積干潤淋溶土，剖面2在土表至100 cm范圍內，碳酸鈣含量有一個隨深度增加而降低的變化，為復鈣簡育干潤淋溶土，剖面3為普通簡育干潤淋溶土，剖面4為斑紋簡育濕潤淋溶土，剖面5、6為普通簡育干潤雛形土，剖面7為石灰淡色潮濕雛形土。其中剖面5、6有鈣積層，但是亞類名稱“普通簡育干潤雛形土”中沒有鈣積特征體現(xiàn)。

表5 供試土壤在中國土壤系統(tǒng)分類高級分類單元的歸屬

2.2.2 基層分類單元歸屬

根據(jù)《中國土壤系統(tǒng)分類土族和土系劃分標準》［13］，供試剖面的土族鑒別特征見表6，土族、土系名稱見表7。其中剖面1、2、7亞類名稱中已有“鈣積”“復鈣”“石灰”出現(xiàn)，所以土族名稱沒有重復使用，土系名稱以采樣所在地的名稱命名。

表6 供試土壤土族控制層段內鑒別特征

表7 供試土壤在中國土壤系統(tǒng)分類基層分類單元的歸屬

2.2.3 與其他分類系統(tǒng)參比

供試剖面的中國土壤發(fā)生分類（CSGC）、中國土壤系統(tǒng)分類（CST）、美國土壤系統(tǒng)分類（ST）［14］、世界土壤資源參比基礎（WRB）［15］之間的參比如表8所示，按照中國土壤發(fā)生分類，剖面1、2有著黏化過程的發(fā)生，土體中有碳酸鹽的淋移，符合褐土土類中心概念的典型褐土亞類，剖面1、2土體中碳酸鈣沒淋溶徹底，底土部分仍有碳酸鈣殘留，表土層碳酸鈣含量比心土層高，可能由于剖面1、2在土地利用方式上都是耕地，在耕作中施肥或抽地下水灌溉將地下水中碳酸鈣重新帶到土壤表層造成這種復鈣現(xiàn)象。剖面3、4有著黏化過程的發(fā)生，淋溶強烈，土體碳酸鈣淋失干凈，幾乎沒有剩余，屬于淋溶褐土亞類。剖面5、6沒有發(fā)生很強的黏化過程和碳酸鈣淋失過程，通體碳酸鈣含量較高，屬于石灰性褐土。剖面7位于山前傾斜平原中下部，地下水位1～3 m，通體石灰反應，沒有發(fā)生很強的黏化過程和碳酸鈣淋失過程，屬于潮褐土?？梢钥闯?，在中國土壤發(fā)生分類中，褐土土類下分亞類時，主要依據(jù)黏化作用的強弱程度，碳酸鈣淋溶與淀積程度的不同劃分為褐土亞類、淋溶褐土亞類、石灰性褐土亞類，另外，參考是否受地下水影響，發(fā)生潴育化等設立潮褐土。按照美國土壤系統(tǒng)分類標準，剖面1滿足黏化層、鈣積層及半干潤土壤水分狀況，為鈣積弱發(fā)育半干潤淋溶土；剖面2和3滿足黏化層和半干潤土壤水分狀況，為典型弱發(fā)育半干潤淋溶土；剖面4滿足黏化層和濕潤土壤水分狀況，為典型弱發(fā)育濕潤淋溶土；剖面5和6滿足雛形層、鈣積層和半干潤土壤水分狀況，為典型鈣積半干潤始成土；剖面7滿足雛形層和潮濕土壤水分狀況，為典型底層潮濕始成土。按照世界土壤資源參比基礎，剖面1到4均滿足黏化層，且陽離子交換量小于24 cmol·kg-1，為低活性淋溶土，此外，剖面1滿足鈣積層，所以剖面1為鈣積低活性淋溶土，剖面2、3、4均為簡育低活性淋溶土；剖面5、6、7均歸屬為石灰性雛形土。

表8 供試剖面土壤系統(tǒng)分類與發(fā)生分類的參比結果

3 討論

在中國土壤發(fā)生分類中，7個供試剖面劃歸同一土綱，均為半淋溶土綱，但在中國土壤系統(tǒng)分類中并沒有劃歸同一土綱，而是歸屬淋溶土和雛形土兩個土綱。也有同一亞類參比不同亞類的情況出現(xiàn)，如剖面1、2在發(fā)生分類中同為褐土亞類，在系統(tǒng)分類中卻分別歸屬“普通鈣積干潤淋溶土”“復鈣簡育干潤淋溶土”，剖面3、4在發(fā)生分類中同為淋溶褐土亞類，在系統(tǒng)分類中卻分別歸屬“普通簡育干潤淋溶土”“斑紋簡育濕潤淋溶土”，可見這兩種分類系統(tǒng)并不是一一對應的關系。與發(fā)生分類不同，系統(tǒng)分類從定量化角度出發(fā)，以診斷層、診斷特性作為基礎去按檢索順序確定土壤在分類中的位置，7個剖面根據(jù)土表至125 cm范圍內是否具有黏化層這一診斷層分別歸屬淋溶土和雛形土兩個土綱，亞綱級別的歸屬主要依據(jù)土壤水分狀況的不同分別劃分出干潤淋溶土、濕潤淋溶土、干潤雛形土、潮濕雛形土4個亞綱。再根據(jù)診斷層與診斷特性進一步去劃分土類和亞類，歸屬結果見表8。從最終亞類的土壤名稱中也可以看出兩種分類系統(tǒng)的不同，發(fā)生分類的土壤名稱可以看出一些成土特點和土壤顏色，從系統(tǒng)分類的土壤名稱可以反推出大體上的土壤自身性質，但二者也并不是完全沒有交集，系統(tǒng)分類診斷標準也受到發(fā)生學原理和思想影響。

4種分類系統(tǒng)參比時較大不同之處是剖面5和6在中國土壤發(fā)生分類、WRB、ST劃歸的位置從名稱上均有石灰性、鈣積等字樣以體現(xiàn)土體有一定量的碳酸鈣，而中國土壤系統(tǒng)分類卻沒有從名字體現(xiàn)這種特征，Ju等［16］曾建議新增“鈣積簡育干潤雛形土”亞類，陳壯［10］曾建議新增“石灰簡育干潤雛形土”亞類，均希望能夠從名稱上體現(xiàn)出此種土壤的積鈣過程與特征。但國際土壤系統(tǒng)分類的主流趨勢，均將此類土壤的積鈣特征體現(xiàn)在較高的分類單元，例如美國土壤系統(tǒng)分類中的“鈣積半干潤始成土”土類（Calciustepts），世界土壤資源參比基礎中的“石灰性雛形土”（Calcaric Cambisols）二級單元，因此，本研究建議在中國土壤系統(tǒng)分類中新增“鈣積干潤雛形土”土類，以較高級別的分類單元去體現(xiàn)此類土壤的積鈣過程與特征，便于凸顯此種具有一定數(shù)量基數(shù)的土壤類型。下一步應放大研究區(qū)域，增加供試剖面數(shù)量并對比分析，進一步完善我國土壤系統(tǒng)分類。

此外，中國土壤系統(tǒng)分類與WRB、ST相比版本年份有所差異，應該加快更新速度，及時改進以完善中國的土壤系統(tǒng)分類檢索標準。

4 結論

本文選取7個位于河南中西部的典型褐土剖面，依據(jù)《中國土壤系統(tǒng)分類檢索（第三版）》判斷供試剖面的診斷層與診斷特性，進行供試剖面在中國土壤系統(tǒng)分類中的歸屬，7個供試剖面中，4個剖面歸屬淋溶土綱，3個剖面歸屬雛形土綱，包括普通鈣積干潤淋溶土、復鈣簡育干潤淋溶土、普通簡育干潤淋溶土、斑紋簡育濕潤淋溶土、普通簡育干潤雛形土、石灰淡色潮濕雛形土6個亞類。并依據(jù)土壤性質建立了楊嶺系、諸葛系等7個土系，并且分別從高級分類單元和基層分類單元進行中國土壤發(fā)生分類和中國土壤系統(tǒng)分類之間的參比。此外，以7個供試剖面為基礎進行了中國土壤發(fā)生分類、中國土壤系統(tǒng)分類、美國土壤系統(tǒng)分類、世界土壤資源參比基礎之間的參比。參比結果顯示，發(fā)生分類與系統(tǒng)分類并不是完全一一對應的關系，發(fā)生分類和系統(tǒng)分類是兩種不同的分類體系，雖然中國土壤系統(tǒng)分類是診斷分類，但也有發(fā)生學原理和思想體現(xiàn)，與發(fā)生分類相比便于國際間土壤科學的交流。并建議在中國土壤系統(tǒng)分類中新增“鈣積干潤雛形土”土類，以較高級別的分類單元去體現(xiàn)此類土壤的積鈣過程與特征。褐土是河南地區(qū)耕地土壤類型之一，以典型褐土為例研究它們在中國土壤系統(tǒng)分類中的歸屬并參比，有利于將不同時期的土壤調查資料在時空上串聯(lián)起來，在合理利用與管理土壤資源時掌握更加全面立體的資料與信息。