陜西黑壚土在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中的歸屬①

陳敏輝，郄 欣，王 珂，齊雁冰，常慶瑞，劉夢(mèng)云

陜西黑壚土在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中的歸屬①

陳敏輝，郄 欣，王 珂，齊雁冰*，常慶瑞，劉夢(mèng)云

(西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100)

在分析陜西省境內(nèi)9個(gè)黑壚土剖面成土環(huán)境、剖面形態(tài)特征及理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，按照中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)高級(jí)及基層分類(lèi)檢索標(biāo)準(zhǔn)，確定了其在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中的歸屬。9個(gè)黑壚土剖面的腐殖質(zhì)層厚度介于30 ～ 120 cm，通體均具有強(qiáng)石灰反應(yīng)，CaCO3含量介于12.5 ～ 189.5 g/kg，其中6個(gè)剖面具有30 ～ 45 cm的堆墊層。黑壚土共包括淡薄表層、暗沃表層、雛形層、黏化層、鈣積層5個(gè)診斷層和堆墊現(xiàn)象、鈣積現(xiàn)象、鹽積現(xiàn)象3個(gè)診斷現(xiàn)象，均腐殖質(zhì)特性、溫性土壤溫度狀況、半干潤(rùn)土壤水分狀況以及石灰性4個(gè)診斷特性。9個(gè)黑壚土剖面在高級(jí)分類(lèi)上可檢索為淋溶土和雛形土2種土綱，向下繼分為普通鈣積干潤(rùn)淋溶土、鈣積暗沃干潤(rùn)雛形土、鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土以及普通簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土4個(gè)亞類(lèi)；其土族鑒別特征可分為黏壤質(zhì)混合型溫性、壤質(zhì)硅質(zhì)混合型石灰性溫性、壤質(zhì)混合型溫性等6個(gè)土族以及胡家廟系、崾崄系、崔木系等9個(gè)土系。但目前的系統(tǒng)分類(lèi)檢索結(jié)果未能體現(xiàn)黑壚土具有深厚腐殖質(zhì)層及堆墊現(xiàn)象的典型特性，因此黑壚土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬仍需開(kāi)展深入研究，同時(shí)建議新增堆墊干潤(rùn)雛形土土類(lèi)或堆墊簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土亞類(lèi)，以體現(xiàn)人為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)黃土高原地區(qū)土壤的影響。

黑壚土；系統(tǒng)分類(lèi)；均腐殖質(zhì)特性；堆墊現(xiàn)象；土族；土系

黑壚土形成于森林草原向草原植被過(guò)渡的暖溫帶半干旱氣候區(qū)，是我國(guó)褐土帶向栗鈣土帶過(guò)渡的重要一環(huán)，其多分布于地形平坦、侵蝕輕微的黃土塬面上，因此是黃土高原區(qū)古老的耕種土壤[1]。黑壚土的形成過(guò)程大體可分為黑壚土層的形成和其上覆蓋層的形成兩個(gè)階段，前者是在相對(duì)溫暖潮濕的環(huán)境下，草原植被受到長(zhǎng)期強(qiáng)烈的風(fēng)化淋溶作用的影響，從而形成了深厚的黑壚土層；而后者則是在黑壚土層形成后，人類(lèi)在其上長(zhǎng)期從事農(nóng)耕活動(dòng)，施用大量土糞肥料，同時(shí)伴隨著氣候環(huán)境發(fā)生由暖濕轉(zhuǎn)為干冷的巨大變化以及長(zhǎng)期黃土沉降的作用，在原有的黑壚土層上部形成了新的黃土覆蓋層[2]，在分布區(qū)南部甚至出現(xiàn)塿化現(xiàn)象。黑壚土的成土母質(zhì)為黃土，受水熱條件的影響，土壤黏化作用微弱，一般難以形成明顯的黏化層，僅在南部區(qū)域具有隱黏化特征，且隱黏化層與腐殖質(zhì)層一致[3]，但受黃土母質(zhì)富鈣的影響，黑壚土具有很強(qiáng)的鈣化作用，碳酸鈣積累明顯，在黑壚土層面上出現(xiàn)大量的斑點(diǎn)狀或假菌絲體狀的新生體[4]。

土壤分類(lèi)既是科學(xué)認(rèn)識(shí)土壤的必要途徑，也是區(qū)域因地制宜利用土壤資源的基礎(chǔ)。我國(guó)土壤分類(lèi)早期主要受到美國(guó)及前蘇聯(lián)的影響，早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)學(xué)者就從土壤發(fā)生分類(lèi)學(xué)的角度出發(fā)對(duì)黑壚土進(jìn)行了調(diào)查和分類(lèi)，美國(guó)的梭頗(J. Thorp)認(rèn)為，由于黑壚土分布區(qū)與栗鈣土分布區(qū)十分接近，部分甚至重合，且二者的形態(tài)和物理化學(xué)性狀有接近的地方，故而將黑壚土定義為“一種發(fā)育不完善的淡栗鈣土和極淡栗鈣土”，將其命名為“準(zhǔn)栗鈣土”。1955年蘇聯(lián)土壤學(xué)家格拉西莫夫提出黑壚土的特性在一定程度上接近于褐土和灰鈣土，認(rèn)為黑壚土是介于二者之間的一種過(guò)渡性的土壤，將其命名為“灰褐土”[5]。盡管?chē)?guó)外學(xué)者對(duì)于黑壚土有了初步的調(diào)查和對(duì)其性質(zhì)的初步認(rèn)識(shí)，但從其對(duì)黑壚土的命名來(lái)看很難將其與褐土及栗鈣土區(qū)分開(kāi)來(lái)。1957年，在我國(guó)第一次土壤普查的基礎(chǔ)上，朱顯謨觀測(cè)到黑壚土是一種受到人為活動(dòng)影響較大的，介于褐土和灰鈣土之間的一種過(guò)渡性土壤，同時(shí)根據(jù)當(dāng)?shù)孛耖g的俗稱(chēng)將其命名為“黑壚土”[2]，自此黑壚土才被正式命名下來(lái)，并在之后的土壤普查中得到延續(xù)應(yīng)用。

在第一次土壤普查時(shí)，對(duì)于黑壚土的分類(lèi)曾有不同的觀點(diǎn)，朱顯謨等根據(jù)土壤中腐殖質(zhì)含量的不同，暫時(shí)性地將黑壚土劃分為高腐殖質(zhì)黑壚土、中腐殖質(zhì)黑壚土、低腐殖質(zhì)黑壚土以及草甸黑壚土4個(gè)亞類(lèi)[6]；而在總結(jié)普查成果時(shí)根據(jù)土壤質(zhì)地和剖面特征將其劃分為黏黑壚土、黑壚土和黑焦土3個(gè)類(lèi)型①陜西省土壤普查鑒定委員會(huì)辦公室. 陜西土壤(初稿). 1959.。而在第二次土壤普查時(shí)，黑壚土歸屬于鈣層土綱，分為黑壚土、輕質(zhì)黑壚土、黏化黑壚土以及黑麻壚土4個(gè)亞類(lèi)[7]；而在《中國(guó)土種志》第五卷中，黑壚土隸屬于褐土土類(lèi)，下設(shè)11個(gè)土種[8]。在陜西省范圍內(nèi)，則是結(jié)合陜西省黑壚土的實(shí)際情況，將其劃分為砂黑壚土、黑壚土和黏黑壚土3個(gè)亞類(lèi)，16個(gè)土種[2]。在《陜西農(nóng)業(yè)土壤》[1]中則將黑壚土劃分為黑焦土(輕黑壚土)、黑壚土(普通黑壚土)、黑紫土(黏黑壚土)和銹黑壚土(草甸黑壚土)4個(gè)亞類(lèi)，23個(gè)土種。盡管兩次土壤普查及相關(guān)成果中對(duì)黑壚土的分類(lèi)在命名上有所區(qū)別，但其含義基本類(lèi)似，表明對(duì)于黑壚土的基本形成過(guò)程和特性有了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

基于土壤發(fā)生理論的黑壚土分類(lèi)對(duì)于認(rèn)識(shí)黑壚土的形成過(guò)程、發(fā)生特性及其合理利用奠定了理論基礎(chǔ)。但隨著土壤科學(xué)的發(fā)展，一方面建立在依據(jù)現(xiàn)象推測(cè)土壤發(fā)生過(guò)程(土壤發(fā)生假說(shuō))的地理發(fā)生分類(lèi)的弊端逐漸暴露，另一方面土壤類(lèi)型的國(guó)際交流是世界學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，發(fā)生分類(lèi)下的黑壚土分類(lèi)已經(jīng)難以在世界范圍內(nèi)進(jìn)行交流。我國(guó)于20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始在吸取和借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國(guó)實(shí)際的基礎(chǔ)上，以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化和定量化的中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)得到迅速發(fā)展，并已經(jīng)受到世界各國(guó)的普遍認(rèn)可。基于黑壚土在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及土壤分類(lèi)中的重要地位，其在土壤系統(tǒng)分類(lèi)中的歸屬也備受重視。由于黑壚土具有深厚的腐殖質(zhì)層，首要考慮的是其應(yīng)該具有均腐殖質(zhì)特性[9]，因此在土壤系統(tǒng)分類(lèi)初擬中將其劃歸為松軟腐殖土土綱，黑壚土亞綱，并續(xù)分為典型黑壚土、腐殖質(zhì)黑壚土和堆墊黑壚土3個(gè)土類(lèi)[10]，之后在《首次方案》[11]中將其歸屬為均腐殖質(zhì)土土綱、半干潤(rùn)均腐殖質(zhì)土亞綱及黑壚土土類(lèi)，在修訂后的檢索系統(tǒng)中盡管未明確提出黑壚土的歸屬，但在其與土壤發(fā)生分類(lèi)的參比中將黑壚土歸屬于堆墊干潤(rùn)均腐土或簡(jiǎn)育干潤(rùn)均腐土[12]。但黑壚土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬及參比均不是基于黑壚土的實(shí)際剖面調(diào)查獲得的，而是主要依據(jù)第二次土壤普查的典型剖面信息，基于黑壚土可能具有均腐殖質(zhì)特性這一診斷特性開(kāi)展的，且至今未見(jiàn)基于剖面調(diào)查的黑壚土系統(tǒng)高級(jí)和基層單元分類(lèi)歸屬的報(bào)道。

黑壚土在陜西省分布面積盡管不大，僅占土壤總面積的3.2%，但其分布范圍廣，在黃土高原區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)有重要地位，因此開(kāi)展黑壚土基層分類(lèi)對(duì)豐富我國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)體系及指導(dǎo)和保護(hù)黑壚土的科學(xué)利用具有重要意義。基于此，本文以陜西省黃土高原區(qū)9個(gè)典型黑壚土剖面為研究對(duì)象，在土壤野外調(diào)查、樣品采集與分析的基礎(chǔ)上，確定其診斷層和診斷特性及其在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中高級(jí)及基層分類(lèi)單元?dú)w屬，為黑壚土資源的開(kāi)發(fā)與保護(hù)提供基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步完善中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黑壚土零星分布于陜西省黃土高原區(qū)，該區(qū)位于33°40′ ～ 39°35′N(xiāo)，107°15′ ～ 110°30′E，南接關(guān)中平原，北鄰毛烏素沙地，地貌跨越黃土臺(tái)塬區(qū)、黃土丘陵溝壑區(qū)及風(fēng)沙灘區(qū)，支離破碎，土壤侵蝕嚴(yán)重，海拔800 ～ 1 800 m。分布區(qū)屬于暖溫帶半干旱–半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候類(lèi)型，年均氣溫8 ～ 10 ℃，降水量350 ～ 500 mm，蒸發(fā)量1 600 ～ 2 400 mm。南部的黏黑壚土主要分布在渭北高原侵蝕輕微的平坦塬面和河谷川臺(tái)地上[13]，中部的普通黑壚土主要分布在殘塬、梁峁頂部以及分水鞍等區(qū)域，北部的砂黑壚土則主要分布在白于山頂部及長(zhǎng)城沿線(xiàn)澗地上。由于黑壚土分布區(qū)域相對(duì)平坦，侵蝕輕微，因此大部分黑壚土均被用作農(nóng)業(yè)用地，是黃土高原區(qū)重要的糧食及蔬菜水果產(chǎn)區(qū)。

1.2 樣品采集與分析

2016年8—9月，以第二次土壤普查形成的黑壚土空間分布圖為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮黑壚土分布區(qū)地貌、土地利用、交通等狀況，選取9個(gè)剖面(大致對(duì)應(yīng)代表性的黑壚土土種典型剖面位置)作為陜西省黑壚土的典型剖面(圖1)。依據(jù)《野外土壤描述與采樣手冊(cè)》[14]進(jìn)行野外黑壚土剖面的挖掘，每個(gè)剖面深度在120 cm以上，同時(shí)按照顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)等的差異每個(gè)剖面劃分3 ～ 5個(gè)發(fā)生層次，對(duì)各層進(jìn)行土樣采集，同時(shí)觀察并記錄剖面的環(huán)境景觀、剖面形態(tài)、成土母質(zhì)、土地利用等信息(表1)。野外采樣工作完成后，將所采集的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干、去雜、比色、研磨、過(guò)篩等處理后供室內(nèi)理化性質(zhì)分析。土壤基本理化性質(zhì)分析依據(jù)《土壤調(diào)查實(shí)驗(yàn)室分析方法》[15]進(jìn)行，其中pH用pH計(jì)測(cè)定(土︰水=1︰2.5)，CaCO3采用氣量法測(cè)定，土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀–氧化外加熱法測(cè)定，土壤可溶性鹽總量采用重量法測(cè)定，土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定，土壤顆粒組成采用激光粒度儀測(cè)定。

表1 供試土壤的成土環(huán)境

2 結(jié)果與分析

2.1 剖面形態(tài)狀況和理化性狀

2.1.1 選取土壤剖面的形態(tài)狀況 深厚的腐殖質(zhì)層是黑壚土的典型特征，由圖1和表2可以看出選取的9個(gè)剖面的黑壚土層次厚度介于30 ～ 120 cm，盡管顏色均以10YR為主，但該層次的顏色相對(duì)較暗，色度一般較表層低1 ～ 2個(gè)單位。位于研究區(qū)南部的61-148、61-151、61-107、61-150、61-039和61-149剖面受到長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的影響，上部可以觀察到炭渣、磚瓦片等侵入體，形成了厚約30 ～ 45 cm的堆墊層次。黃土母質(zhì)的富鈣特征也決定了碳酸鈣的淋溶與淀積是黑壚土形成發(fā)育過(guò)程中的重要一環(huán)，除發(fā)生分類(lèi)中歸屬于砂黑壚土的61-121和61-113剖面外，其余7個(gè)剖面土體中均可見(jiàn)碳酸鈣斑點(diǎn)狀或假菌絲體狀，甚至豆?fàn)钐妓徕}結(jié)核。61-103剖面則具有暗沃表層，其具有機(jī)碳含量較高、鹽基飽和、表層為結(jié)構(gòu)良好的深色腐殖質(zhì)表層的特性，剖面的明度和彩度都偏低。

表2 供試土壤的剖面形態(tài)特征及主要理化性質(zhì)特征

續(xù)表2

2.1.2 選取土壤剖面的物理化學(xué)性狀 表2中可明顯看出，所選用剖面土壤的質(zhì)地主要為粉質(zhì)壤土、砂質(zhì)壤土以及粉砂質(zhì)黏壤土。除61-121剖面外，其余各剖面土壤顆粒組成中粉粒含量最高(116.45 ～ 748.01 g/kg)，而61-121剖面由于地處風(fēng)沙灘區(qū)，表層細(xì)顆粒多被風(fēng)蝕走，故剖面上部以砂粒含量為主；土壤容重介于1.11 ～ 1.59 g/cm3之間，平均值為1.41 g/cm3，各剖面總體結(jié)構(gòu)發(fā)育一般。所研究的剖面均呈現(xiàn)弱堿性，pH介于8 ～ 9，CaCO3的含量介于12.5 ～ 189.5 g/kg，在各剖面中總體上呈現(xiàn)由上到下先增加再降低的趨勢(shì)；土壤有機(jī)碳含量介于3.4 ～25.4 g/kg，平均為6.94 g/kg，在剖面上呈現(xiàn)自上而下不斷減少的趨勢(shì)，但大部分剖面未出現(xiàn)陡減的趨勢(shì)。各剖面層次的易溶性鹽總量介于0.09 ～ 4.02 g/kg，僅剖面61-148的0 ～ 45 cm層次易溶性鹽含量超過(guò)2 g/kg，具有鹽積現(xiàn)象。

2.2 診斷層及診斷特性

2.2.1 診斷層與診斷現(xiàn)象 所選黑壚土剖面根據(jù)檢索標(biāo)準(zhǔn)共涉及5個(gè)診斷層和3個(gè)診斷現(xiàn)象。其中診斷表層包括淡薄表層、暗沃表層，診斷表下層包括黏化層、鈣積層和雛形層，診斷現(xiàn)象包括堆墊現(xiàn)象、鈣積現(xiàn)象、鹽積現(xiàn)象(表3)。①淡薄表層：除剖面61-103外，其余8個(gè)剖面表層不符合暗沃表層和暗瘠表層的診斷標(biāo)準(zhǔn)，因此檢索為淡薄表層；②暗沃表層：剖面61-103表層由于其受到強(qiáng)烈侵蝕作用，導(dǎo)致其原埋藏黑壚土層出露，且厚度≥25 cm，同時(shí)有機(jī)碳含量大于6 g/kg，鹽積飽和(因CaCO2含量介于32.4 ～ 33.9 g/kg)，滿(mǎn)足暗沃表層的檢索標(biāo)準(zhǔn)；③黏化層：剖面61-148的45 ～ 90 cm層次黏粒含量為241.22 g/kg，且較上層高出20% 以上，結(jié)構(gòu)面可觀察到明顯的黏粒膠膜；④鈣積層：剖面61-148、61-103、61-151、61-107、61-150、61-039和61-149都存在CaCO3新生體，同時(shí)前5個(gè)剖面還存在某一土層的CaCO3含量比上層高至少50 g/kg的情況，且該土層的CaCO3含量皆大于100 g/kg，或可見(jiàn)CaCO3粉末、假菌絲體等新生體；⑤雛形層：除剖面61-148外，其余8個(gè)黑壚土剖面發(fā)育微弱，均未形成明顯的黏化層，但剖面或具有明顯的CaCO3或易溶性鹽的移動(dòng)和淀積，或具有微弱發(fā)育的塊狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到雛形層的檢索標(biāo)準(zhǔn)。①堆墊現(xiàn)象：剖面61-148、61-151、61-107、61-150、61-039以及61-149剖面表層中可見(jiàn)明顯炭渣及磚瓦片等人為侵入土，但厚度僅介于30 ～ 45 cm，未達(dá)到堆墊表層，但滿(mǎn)足堆墊現(xiàn)象；②鈣積現(xiàn)象：剖面61-148、61-103、61-151、61-107、61-150以及61-149中所包含的次生CaCO3土層的厚度介于25 ～ 60 cm，CaCO3含量較上覆土層高15 ～ 83 g/kg，具有鈣積現(xiàn)象；③鹽積現(xiàn)象：剖面61-148表層0 ～ 45 cm易溶性鹽含量超過(guò)2 g/kg，符合鹽積現(xiàn)象的檢索標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 診斷特性 從表2、表3可以看出：①均腐殖質(zhì)特性：從土壤有機(jī)碳在剖面層次上的分布來(lái)看，61-103、61-107剖面出現(xiàn)陡減現(xiàn)象，61-151、61-121和61-113剖面出現(xiàn)下層高于表層的現(xiàn)象，61-039剖面未呈現(xiàn)由上向下遞減的趨勢(shì)，因此這6個(gè)剖面排除均腐殖質(zhì)特性，而經(jīng)過(guò)計(jì)算，61-148、61-150和61-149 3個(gè)剖面的Rh介于0.23 ～ 0.25，表層C/N介于10.48 ～ 12.31，符合均腐殖質(zhì)特性；②土壤溫度狀況：依據(jù)年均溫及其與所處緯度之間的關(guān)系推算黑壚土分布區(qū)50cm深處土溫介于9 ～ 16 ℃，屬溫性土壤溫度狀況[15]；③土壤水分狀況：據(jù)降水量與蒸發(fā)量之間的關(guān)系推算黑壚土分布區(qū)土壤干燥度介于1.5 ～ 2.3，均不受地下水上下遷移的影響，或由于土壤農(nóng)業(yè)利用受定期灌溉的影響，故均為半干潤(rùn)土壤水分狀況[16]；④石灰性：野外稀鹽酸反應(yīng)和CaCO3相當(dāng)物含量(均≥10 g/kg)表明，所有剖面均具有石灰反應(yīng)。

表3 供試土壤診斷層與診斷特性

2.3 土壤系統(tǒng)分類(lèi)體系中的歸屬

2.3.1 高級(jí)分類(lèi)歸屬 依據(jù)《中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)檢索(第三版)》[12]的高級(jí)分類(lèi)檢索標(biāo)準(zhǔn)，供試的9個(gè)黑壚土剖面共檢索出淋溶土和雛形土2個(gè)土綱，向下可繼分為普通鈣積干潤(rùn)淋溶土、鈣積暗沃干潤(rùn)雛形土、鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土以及普通簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土4個(gè)亞類(lèi)(表4)。

表4 供試土壤在系統(tǒng)分類(lèi)高級(jí)分類(lèi)單元的歸屬

2.3.2 建立土族 所選的9個(gè)土壤剖面均不含黏磐層及石質(zhì)接觸面，故其土族控制層段定為0 ～ 100 cm。所選用的土族鑒別特征指標(biāo)包括土壤的顆粒大小級(jí)別、土壤的礦物類(lèi)型、土壤的石灰性及酸堿度以及土壤溫度(表5)[16]。土壤的顆粒大小級(jí)別：從所選剖面顆粒組成來(lái)看，61-148和61-039剖面控制層段黏粒含量介于206.04 ～ 282.24 g/kg，為黏壤質(zhì)；61-121剖面控制層段砂粒含量為755.66 g/kg，為砂質(zhì)；其余剖面控制層段黏粒含量介于181.54 ～ 236.68 g/kg，為壤質(zhì)。土壤的礦物類(lèi)型：黑壚土的成土母質(zhì)均為黃土，依據(jù)0.02 ～ 2 mm顆粒的原生礦物X射線(xiàn)衍射測(cè)定結(jié)果，剖面61-103和61-121為硅質(zhì)混合型，其余剖面為混合型。石灰性及酸堿度：所有剖面0 ～ 100 cm控制層段內(nèi)均有強(qiáng)烈石灰反應(yīng)，為石灰性。土壤溫度：陜西省土壤溫度狀況表現(xiàn)為：秦嶺山區(qū)及其以北為溫性，漢江河谷地區(qū)及其以南為熱性[16]，而黑壚土分布區(qū)均處在溫性范圍內(nèi),其50 cm深處土溫介于10.78 ～ 13.82 ℃(依據(jù)文獻(xiàn)[17]公式推算：= 39.856 5– 0.653 01–0.003 12，其中：50 cm深處土溫；1：緯度；2：海拔)。

表5 供試土壤土族控制層段內(nèi)鑒別特征

依據(jù)土族劃分標(biāo)準(zhǔn)[18]，所選9個(gè)黑壚土剖面共檢索出6個(gè)土族(表6)，分別為黏壤質(zhì)混合型溫性–普通鈣積干潤(rùn)淋溶土(61-148)、壤質(zhì)硅質(zhì)混合型溫性–鈣積暗沃干潤(rùn)雛形土(61-103)、壤質(zhì)混合型溫性–鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土(61-151、61-107、61-149、61-150)、硅質(zhì)混合型石灰性溫性–普通簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土(61-121)、黏壤質(zhì)混合型石灰性溫性–鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土(61-039)和壤質(zhì)混合型石灰性溫性–普通簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土(61-113)。

表6 供試剖面土族土系劃分

2.3.3 建立土系 本文所選9個(gè)黑壚土剖面均不含黏磐層及石質(zhì)接觸面，而準(zhǔn)石質(zhì)接觸面到土表的距離均在120 cm以上，故而根據(jù)土系控制層段要體現(xiàn)土壤整體剖面性狀的要求，將本研究中的土系控制層段設(shè)置為0 ～ 120 cm。主要依據(jù)各土壤剖面控制層段中特征土層組合的不同，對(duì)土系進(jìn)行劃分。

從表6中可明顯看出，9個(gè)黑壚土剖面共建立了9個(gè)不同的土系。盡管61-151、61-107、61-149、61-150 剖面同屬壤質(zhì)混合型溫性–鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土，但從具體地貌上來(lái)看，61-151為位于臺(tái)塬區(qū)的梁狀丘陵頂部旱地，具有一定的坡度和侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)，也沒(méi)有灌溉條件；61-107、61-149和61-150均處于平坦塬面的果園和水澆地，從剖面土壤結(jié)構(gòu)來(lái)看，61-150中部為棱塊狀結(jié)構(gòu)，有裂隙，61-107和61-149結(jié)構(gòu)上下一致，均為塊狀結(jié)構(gòu)，但前者腐殖質(zhì)層厚度明顯小于后者，且后者顏色更暗(圖1)，前者土地利用為果園，后者為水澆地，故而該土族下的4個(gè)剖面劃為4個(gè)土系(崔木系、楓棲系、程王系和橋上系)。其余5個(gè)不同土族中均只有1個(gè)剖面，故可分別建立相應(yīng)的土系(61-148、61-103、61-121、61-039和61-113分別劃為胡家廟系、崾崄系、羊圈灣則系、叱干系和紅柳溝系)。

3 討論

作為在土壤發(fā)生分類(lèi)上褐土帶和栗鈣土帶過(guò)渡性的土壤類(lèi)型，黑壚土分布帶南北跨度大(跨越5個(gè)緯度以上)，因此不同的黑壚土亞類(lèi)之間剖面特征、理化性質(zhì)、利用方式上具有明顯的差異。而砂黑壚土、黑壚土及黏黑壚土等亞類(lèi)的發(fā)生分類(lèi)命名上也對(duì)南北不同位置上的黑壚土進(jìn)行了較為明晰的界定，盡管這樣的界定并沒(méi)有定量的指標(biāo)，但其對(duì)于黑壚土的利用指明了方向，易于理解。本文依據(jù)土壤系統(tǒng)分類(lèi)的檢索標(biāo)準(zhǔn)對(duì)采集的9個(gè)黑壚土剖面進(jìn)行了系統(tǒng)分類(lèi)歸屬檢索，結(jié)果表明在土綱上僅61-148剖面由于具有黏化層歸為淋溶土綱而與其他剖面區(qū)分開(kāi)來(lái)，在亞綱上其余8個(gè)剖面均為干潤(rùn)雛形土而未區(qū)分開(kāi)來(lái)；在土類(lèi)級(jí)別上僅因61-103剖面具有暗沃表層而與其余7個(gè)剖面區(qū)分開(kāi)，在亞類(lèi)上61-151、61-107、691-149和61-150 4個(gè)剖面因具有鈣積層而與其余3個(gè)剖面區(qū)分開(kāi)，而剩余的剖面則在土族上因土壤顆粒大小級(jí)別上的差異才區(qū)分開(kāi)。而且在開(kāi)展土系調(diào)查項(xiàng)目的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多黑壚土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬與黃綿土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬基本一致①常慶瑞, 齊雁冰, 劉夢(mèng)云, 著. 中國(guó)土系志·陜西卷. 科學(xué)出版社, 2021, 待出版.。由此表明目前的土壤系統(tǒng)分類(lèi)檢索對(duì)于性質(zhì)具有巨大差異的黑壚土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬的檢索結(jié)果不甚理想，而黑壚土所具有的深厚腐殖質(zhì)層這一最本質(zhì)特征在分類(lèi)中沒(méi)有很好地體現(xiàn)出來(lái)，因此針對(duì)黑壚土的系統(tǒng)分類(lèi)歸屬仍需要開(kāi)展更深入的研究，在診斷層及診斷特性上仍需進(jìn)一步明晰。

由于人為活動(dòng)及自然黃土沉降而逐漸將深厚的腐殖質(zhì)層下移是黑壚土的典型特征，表明黑壚土的土壤有機(jī)碳含量自表層向下應(yīng)是逐漸降低而不出現(xiàn)陡降的現(xiàn)象，因此在診斷特性上首先考慮土壤具有均腐殖質(zhì)特性，而從選取的9個(gè)剖面的土壤有機(jī)碳分布來(lái)看，符合均腐殖質(zhì)特性的剖面包括61-148、61-150和61-149，而計(jì)算出的Rh和C/N的結(jié)果也表明3個(gè)剖面的Rh介于0.23 ～ 0.25(均<0.4)，C/N介于10.48 ～ 12.31(均<17)，符合均腐殖質(zhì)特性中相應(yīng)的要求，但3個(gè)剖面均不具有暗沃表層，因此均不符合均腐土的檢索標(biāo)準(zhǔn)。由此表明盡管黑壚土具有深厚的腐殖質(zhì)層可能達(dá)到均腐殖質(zhì)特性，但黑壚土通常位于黃土高原區(qū)侵蝕輕微的平坦塬面、灘地及溝坡邊緣，大部分被開(kāi)墾為農(nóng)田，表層很難達(dá)到暗沃表層的檢索標(biāo)準(zhǔn)，因此在黑壚土的土壤系統(tǒng)分類(lèi)參比中將其歸為堆墊干潤(rùn)均腐土和簡(jiǎn)育干潤(rùn)均腐土[12]是值得商榷的。

黃土臺(tái)塬區(qū)與關(guān)中平原毗鄰，因此分布在黃土臺(tái)塬區(qū)的黏黑壚土與關(guān)中平原的典型土壤塿土具有類(lèi)似的特征[19]，即人為長(zhǎng)期在表層施加土糞而形成明顯的人為堆墊層次，這一點(diǎn)從剖面表層一定深度內(nèi)均可發(fā)現(xiàn)明顯的炭渣、磚瓦片等侵入體可以看出，因此人為堆墊是位于黃土臺(tái)塬區(qū)的黏黑壚土的重要成土過(guò)程。但由于黑壚土區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)要晚于關(guān)中平原區(qū)(唐宋時(shí)期關(guān)中移民北上，改變了黃土臺(tái)塬區(qū)以牧業(yè)為主的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境而發(fā)展為興農(nóng)耕耘②陜西省咸陽(yáng)市土壤普查辦公室. 陜西省咸陽(yáng)土壤. 1987.)，造成堆墊表層相對(duì)較薄(30 ～ 45 cm)，沒(méi)有達(dá)到堆墊表層的要求(≥50 cm)，僅可檢索為堆墊現(xiàn)象。本文中選取的9個(gè)黑壚土剖面中有6個(gè)剖面具有堆墊現(xiàn)象，除了剖面61-148由于有明顯的淋溶土特性，劃為普通鈣積干潤(rùn)淋溶土之外[12]， 61-151、61-107、61-150、61-039和61-149剖面都具有鈣積層而歸屬于鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土。由此可以看出具有明顯堆墊現(xiàn)象的6個(gè)黑壚土剖面，在系統(tǒng)分類(lèi)歸屬上均未體現(xiàn)出堆墊現(xiàn)象這一重要診斷依據(jù)，因此建議在干潤(rùn)雛形土亞綱下增設(shè)堆墊干潤(rùn)雛形土土類(lèi)，因?yàn)樵诟蓾?rùn)雛形土亞綱之下依據(jù)具有灌淤現(xiàn)象而首先的檢索土類(lèi)是灌淤干潤(rùn)雛形土土類(lèi)，而灌淤和人為堆墊均是人為活動(dòng)對(duì)于土壤形成及其性質(zhì)的影響，因此堆墊現(xiàn)象應(yīng)與灌淤現(xiàn)象放置在平行地位，進(jìn)而將堆墊干潤(rùn)雛形土與灌淤干潤(rùn)雛形土并列設(shè)置。或者在簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土土類(lèi)下增設(shè)堆墊簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土亞類(lèi)，且將其排在鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土之前，以突出人為堆墊對(duì)于土壤形成及其性質(zhì)的影響。

4 結(jié)論

陜西省9個(gè)黑壚土剖面在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)體系的高級(jí)分類(lèi)上共檢索為2個(gè)土綱、2個(gè)亞綱、3個(gè)土類(lèi)、4個(gè)亞類(lèi)(普通鈣積干潤(rùn)淋溶土、鈣積暗沃干潤(rùn)雛形土、鈣積簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土以及普通簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土)、6個(gè)土族和9個(gè)土系。從土壤發(fā)生分類(lèi)與系統(tǒng)分類(lèi)對(duì)黑壚土性質(zhì)的區(qū)分度上來(lái)看，系統(tǒng)分類(lèi)并未能充分體現(xiàn)黑壚土的深厚腐殖質(zhì)層的特性及堆墊現(xiàn)象的特征，因此仍需對(duì)黑壚土系統(tǒng)分類(lèi)的檢索體系開(kāi)展進(jìn)一步的研究，為突出人為堆墊對(duì)于土壤形成及其性質(zhì)的影響，建議增設(shè)堆墊干潤(rùn)雛形土土類(lèi)或堆墊簡(jiǎn)育干潤(rùn)雛形土亞類(lèi)。

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Attribution of Dark Loessial Soils in Chinese Soil Taxonomy in Shaanxi

CHEN Minhui, QIE Xin, WANG Ke, QI Yanbing*, CHANG Qingrui, LIU Mengyun

(College of Natural Resources and Environment, Northwest A & F University, Yangling, Shaanxi 712100, China)

In this paper, 9 typical profiles of dark loessial soil were selected, field soil survey was conducted, morphological characteristics of soil profiles were observed, physicochemical properties of horizon samples were measured, diagnostic horizons and diagnostic characteristics were determined and soil taxonomy were decided for the studied soil profiles. The results showed that deep humus layers of 9 dark loessial soil profiles were identified with the thickness of 30—120 cm, and strong calcaric reactions were found with the CaCO3content ranged from 12.5 g/kg to 189.5 g/kg, simultaneously, 6 of the 9 profiles were characterised by artificial surface accumulation during agricultural activities with the cumulic layer ranged from 30 cm to 45 cm. For the selected dark loessial soil profiles, 2 diagnostic surface horizons (ochric epipedon, mollic epipedon), 3 diagnostic subsurface horizons (argic horizon, calcic horizon and cambic horizon) and 7 diagnostic characteristics (calcaric property, isohumic property, salic evidence, mesic soil temperature regimes, ustic soil moisture regimes, cumulic evidence and calcic evidence) were determined. One soil profile was sorted into Ustic Argosols and 8 profiles were sorted into Ustic Cambosols. Only one subgroup (Typic Calcic-Ustic Argosols) was attributed for the Ustic Argosols, while three subgroups (Calcic Mollic-Ustic Cambosols, Calcic Hapli-Ustic Cambosols and Typic Hapli-Ustic Cambosols) were attributed for the Ustic Cambosols. According to the criteria for establishment of soil families and soil series in CST, 7 soil families (clay loamy mixed type mesic temperature-Typic Calcic-Ustic Argosols, loamy mixed type mesic temperature-Calcic Hapli-Ustic Cambosols, etc.) and 9 soil series (Hujiamiao series, Yaoxian series, etc.) were established of the selected soil profiles. However, the sorted results of the studied soil profiles based on CST did not revealed the essential characteristics of deep humus layer and cumulic evidence for the dark loessial soil, therefore further researches are needed to emphasized soil taxonomy of the dark loessial soil, so we suggested that the subgroup of Cumulic-Hapli-Ustic Cambosols or the subgroup of Cumulic-Ustic Cambosols been added in the CST in order to further reflect the effects of human agricultural activities on soil formation in the Loess Plateau.

Dark loessial soil; Soil taxonomy; Isohumic property; Cumulic evidence; Soil family; Soil Series

S155.3

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.03.024

陳敏輝, 郄欣, 王珂, 等. 陜西黑壚土在中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中的歸屬. 土壤, 2021, 53(3): 628–636.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41877007)資助。

(ybqi@nwsuaf.edu.cn)

陳敏輝(1997—)，男，陜西寶雞人，碩士研究生，主要從事土壤資源與空間信息技術(shù)研究。E-mail: chenmh@nwafu.edu.cn