西南地区几类土壤的特性和系统分类研究

论文摘要

本文选取西南地区的广泛分布的水耕人为土、云南干热河谷区基带土壤干润富铁土和元谋地区极其特殊的干润变性土作为研究对象。在中国土壤系统分类思想的指导下,通过样点设计、土壤详查和环境调查,室内分析了土壤的基本理化性质,特别是土壤微形态特征和土壤动态结构水稳性特征。讨论了样区土壤基本特性和用于分类的诊断层、诊断特性,在此基础上,对样区土壤进行了分类检索,并对《中国土壤系统分类检索》（第三版）提出两点看法。主要研究结果如下:（1）土壤颗粒组成:在表层土壤中,水耕人为土砂粒、粉粒和粘粒的含量比例相对平均,富铁土的颗粒组成以砂粒为主,变性土的颗粒组成则以粘粒为主;土壤酸碱度,水耕人为土剖面呈中性至酸性,部分呈碱性,从剖面分布来看,pH值随土层深度的增加而增加,变性土整体呈碱性,pH值随土层深度的增加而增加,富铁土表层土壤呈酸性,往下呈微酸性至中性;有机质含量:水耕人为土有机质含量最高,通常都在15g/kg以上,富铁土次之,变性土由于植被稀疏和受侵蚀影响,有机质含量很低,通常都低于7g/kg;土壤CEC:水耕人为土CEC普遍较高,但采自云南大理的YD12和YD13两个剖面的CEC相对较低,变性土CEC次之,富铁土A1层CEC较高,而Bw层非常低。（2）土壤结构水稳性在前三小时与粉粒含量、粘粒含量具有良好的相关性,在三小时之后相关性减弱;与粉粒含量（0.05～0.002mm）呈极显著负相关,相关系数为-0.759;与粘粒（＜0.002mm）含量呈显著正相关,相关系数为0.635（不包括变性土）。这是由于土壤侵水湿筛后,粉粒迅速破坏,崩解,粘粒急剧增加,而粘粒属于无机胶体,经过胶结易形成水稳性团聚体,水稳性团聚体的增加能增强土壤的保持性,提高土壤结构水稳性。其中变性土属特殊情况,其粘粒含量虽然很高,但粘土矿物以具膨胀性的蒙脱矿物为主,在干热交替的气候条件下,易在土体内形成丰富的裂隙,其侵蚀过程与裂隙密切相关,而粘粒含量的影响不起主导作用。（3）通过土壤微形态鉴定和X—射线衍射分析能够很好的解释该区土壤普遍产生裂隙的原因。干润富铁土的有丰富的土壤骨骼颗粒,主要为石英,土壤细粒物质主要为腐殖质—粘土基质,土壤形成物中主要为铁质颗粒,土壤微结构主要为微孔隙特征;干润变性土骨骼颗粒含量极少,主要为石英,土壤细粒物质主要为钙质粘土基质,土壤形成物中有较多方解石形成物颗粒,并有多量微晶方解石晶状物和光性粘粒,土壤微结构主要有裂缝状和龟裂状,土壤中粘粒和细粉沙粒含量很高,钙质-粘土基质的胶结性低,同时高含量的粘粒是以膨胀性粘土矿物为主,具有强烈的膨胀收缩性,加之其特殊的侵蚀过程,因此在长期干热交替的气候条件下,土体中极易形成丰富的裂隙,并形成块状、棱块状结构体及其间的各类孔隙。水耕人为土的骨骼颗粒多为矿质颗粒和细石英颗粒,细粒基质以粘土基质为主,土壤形成物多为铁质—粘土基质,铁锰斑、纹、结核,铁质胶膜,部分剖面有腐殖质形成物或碳酸钙形成物,土壤微结构主要为大块状、棱块状和片状结构,部分剖面富絮凝状、呈丰富的微生物菌丝体特征,在具有变性特征的剖面YS0709中可见微裂隙和线状孔隙。（4）样区10个典型剖面被划分为富铁土、变性土和人为土3个土纲,干润富铁土、干润变性土和水耕人为土3个亚纲,简育干润富铁土、简育干润变性土、铁渗水耕人为土、铁聚水耕人为土、普通水耕人为土和简育水耕人为土6个土类,表蚀简育干润富铁土、表蚀简育干润变性土、普通铁渗水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、紫色普通水耕人为土、普通简育水耕人为土和变性简育水耕人为土7个亚类,（5）土壤系统分类是一项非常复杂、细致而又系统性很强的工作,已有研究奠定了我国土壤系统分类的系统框架和指标体系,但其鉴定指标和检索系统还需在各地实际应用中加以不断修订和完善。本文通过对西南地区土壤动态结构水稳性、土壤微形态特征和《中国土壤系统分类》（第三版）中对诊断特性定义的比较,提出以下看法:①在云南元谋干热河谷区分布的干润富铁土和干润变性土,土壤侵蚀是土壤形成过程中的一个重要特征,可否考虑根据本文所设计的土壤动态结构水稳性实验方法,对土壤的侵蚀能力加以区分,作为干润变性土的诊断特征。②水耕人为土通常都是经过长期的氧化还原交替过程和深刻的人为影响发育而来,本研究所采集的水耕人为土,其耕作历史都较长,土壤结构发育良好。通过微形态鉴定,可见土壤剖面中有大量水耕人为土特有的铁锰斑、纹、结核、胶膜,腐殖质形成物,碳酸钙形成物以及富絮凝状和微生物菌丝体等特殊现象。可否在检索中把水耕人为土中比较特殊的微形态特征作为该类土壤诊断特性的辅助鉴别依据,以便能反应水耕人为土特有的发育状况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 研究意义
• 2 文献综述
• 2.1 我国西南地区土壤分类研究状况
• 2.2 土壤系统分类的进展
• 2.2.1 美国土壤系统分类
• 2.2.2 联合国世界土壤图图例单元
• 2.2.3 IRB和WRB
• 2.2.4 中国土壤系统分类研究
• 2.3 对水耕人为土、富铁土和变性土的土壤分类研究
• 2.3.1 对水耕人为土的分类研究
• 2.3.2 对干润富铁土的分类研究
• 2.3.3 对干润变性土的分类研究
• 2.4 土壤微形态学的研究进展及其在土壤分类中的应用
• 2.4.1 土壤微形态学的研究进展
• 2.4.2 土壤微形态学在土壤分类中的应用
• 2.5 其他技术在土壤系统分类上的应用
• 2.5.1 GIS技术在土壤系统分类中的应用
• 2.5.2 土壤——景观模型在土壤系统分类中的应用
• 3 研究目标、内容、技术路线和方法
• 3.1 研究目标
• 3.2 研究内容
• 3.2.1 样区土壤形成条件以及土壤特性研究
• 3.2.2 诊断层和诊断特性的鉴别
• 3.2.3 样区土壤的系统分类
• 3.3 研究方法
• 3.3.1 野外调查
• 3.3.2 室内分析
• 3.3.4 样区土壤系统分类
• 3.4 技术路线
• 4.土壤形成条件和土壤特性
• 4.1 土壤形城条件
• 4.1.1 区域概况
• 4.1.2 成土因素
• 4.2 研究剖面环境及形态特征
• 4.2.1 水耕人为土土体剖面特征
• 4.2.2 干润富铁土土体剖面特征
• 4.2.3 干润变性土土体剖面特征
• 4.3 土壤基本特性
• 4.3.1 土壤基本理化性质
• 4.3.2 土壤动态结构水稳性
• 4.3.3 土壤微形态特征
• 4.3.4 土壤粘土矿物组成
• 5 样区土壤系统分类
• 5.1 样区土壤系统分类的高级单元分类
• 5.1.1 对富铁土高级单元分类的依据
• 5.1.2 对变性土高级单元分类的依据
• 5.1.3 对水耕人为土高级单元分类的依据
• 5.2 样区土壤的诊断层和诊断特性
• 5.2.1 富铁土的诊断层和诊断特性
• 5.2.2 变性土的诊断层和诊断特性
• 5.2.3 人为土的诊断层和诊断特性
• 5.3 样区土壤系统分类
• 6 结果与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附图Ⅰ 土壤剖面
• 附图Ⅱ 西南地区几类土壤的微形态（附土壤SEM超微形态）特征
• 附录: