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庐山地区土壤地理与调查实习

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第八章 庐山地区土壤地理与调查实习

8.1 庐山地区土壤地理导论

土壤是自然环境的组成要素之一,它同植被一样可直接反映自然景观的特点。同时,土壤的发生、发展和性质、形态特征又受到当地自然条件的综合影响。 8.1.1 土壤形成的自然条件

土壤类型及其属性是与成土的自然条件紧密相关的,人们通常把气候、母质、地形、生物和时间作为土壤发生发展的基本条件,即五大成土因素。这五种成土因素相互联系、相互渗透、相互制约,共同对土壤的发生发展起作用,其中以生物因素对土壤的形成,特别是对土壤肥力的发生发展具有重要的意义。

第四纪以来的新构造运动对庐山土壤的形成和分布产生深刻的影响,使庐山沿着断裂上升为目前相对高度达1000-1400米的山地,为土壤垂直地带的形成奠定了基础,并给予庐山南(坡)部、北(坡)部的气候、生物和土壤的分布以一定的影响。山体内部受外力作用塑造,形成起伏和缓的褶皱构造各种地貌形态。山体外围地势低平,丘陵、阶地广泛分布,丘陵高度一般在海拔300-400米之间,为古剥夷面的残存部分。阶地一般可分三级:10-15米,15-40米,80-140米。这些地貌特点,在一定程度上影响到土壤性状的差异和土壤类型的分布规律。

庐山在气候上处于中亚热带的北缘,这决定了本区山地土壤垂直带谱的性质。本区因受东亚季风环境的影响,具有鲜明的亚热带季风湿润气候的特色;同时,山地随着海拔高度的增加,水热状况存在着垂直分异;并具有明显的山地气候的特点。因此,就山地土壤垂直带谱的类型而言,庐山属于湿润型。

庐山在自然植被上,其水平地带是常绿阔叶林。随着海拔高度的增加,地表水热状况的垂直分异,深刻地制约着植被的垂直分布,由山麓到山顶植被的分布规律是:常绿阔叶林——常绿、落叶阔叶混交林——落叶阔叶林,土壤的发育和类型与其相适应。形成丘陵平原的红壤----山地黄壤----山地棕壤的垂直带普。

地貌和水文条件对土壤的形成和发育也起着一定的作用,影响到局部地区土壤发育的方向,形成某些非地带性的土壤,如,仰天坪一带,地形平缓,地面相对低洼处,因排水不畅,多生喜湿沼泽植被,普遍发生沼泽化过程,从而发育着

山地沼泽土。在江边和湖滨平地区,因地下水的影响,往往形成草甸土。

本区成土母质的类型多种多样,在山区剥蚀和侵蚀作用强烈,成土母质一般以坡积、坡积—残积为主,其上发育的土壤一般土层浅薄,且多含碎石块。在丘陵和山地平缓之处,却广泛分布着一定厚度的残积母质,其上发育的土壤较深厚,质地较细,向下粗骨部分逐渐增加。在湖滨及河谷地区的成土母质主要是第四纪的沉积物,其上发育的土壤组成物质较细,土层深厚。第四纪风积母质分布也较广泛。

庐山海拔900-1200米处,广泛分布着网纹红土母质,其中SiO2—Al2O3在2.0—2.3之间,SiO2/Fe2O3在1.70-1.86之间,它们与山下及江西其它地区红壤的硅铝比率和硅铝铁比率基本一致,而目前海拔900-1200米处,已是山地黄棕壤分布的地区,网纹红土已经成为现代土壤的母质。据研究,这种网纹红土形成于更新世(Q2),而中更新世时,我国东部的气候,大都较现代湿热,适合于网纹红土发育的湿润的中亚热带森林气候区的北界可达北纬340左右,大致相当于现在山地黄壤的上限,同时,中更新世的庐山海拔较现在为低,网纹红土形成。庐山发生强烈的断块上升,中更新世以后的新构运动使网纹红土抬升到目前这样的高度,中更新世以后,庐山大约抬升了200-300米,因此,山上网纹红土母质是在庐山新构造运动抬升之前的中更新世时形成的。 8.1.2 主要土壤类型

庐山的土壤与上述成土条件相适应,具有多种多样的土壤类型,现将主要土壤的形成和有关特性分别简介如下。

(1) 红壤

广泛分布于山麓地带,植被为常绿阔叶林,马尾松林以及灌丛草本。成土母质主要为花岗岩、片麻岩、石英砂岩等残积、残积--坡积物。

在山下岗丘地带还广泛分布着一种古老的红壤,它以具有明显的网纹层而区别于其它母质上发育的红壤。网纹红壤主要形成于第四纪中更新世,它的成土母质多样,既可是基岩的风化物,又可是各种沉积物,由于中更新世的红壤过程一直延续至今,因此,这种第四纪的网纹红壤不应是母质,应属于红壤的组成部分。其剖面形态特征是:土层深厚,但表层一般浅薄,除表层略带棕灰色外,全剖面土体均呈深红色、棕红色或黄红色;结构块状或棱块状,结构面有棕黑色胶膜和

斑点;坚实板结;质地粘重;各层次均有大小不一、数量不等的铁锰结核;发生层次不明显;剖面底部可见由红、黄、白三色交错而成的网纹层,侵蚀严重的土壤,网纹层裸露。

(2) 黄壤及山地黄壤

黄壤分布于山麓地形较低平的部位,或发育在粘重而排水不良的母质上;山地黄壤分布在900(800)米以下的地带,局部地区可达1000米左右,二者母质大都为花岗岩、砂岩混合岩及第四纪沉积物。

黄壤及山地黄壤,其富铝化程度与红壤相近或略低,由于黄壤受局部低洼地形影响,排水不良,而山地黄壤所处海拔较高,空气湿度较大,因此,它们经常处于湿润状态,其自然含水量及吸湿水含量均较红壤为高。在亚热带湿润气候条件下,以及有机酸的作用下,岩石风化强烈,原生矿物遭受破坏,产生游离的硅、铁、铝的氧化物,其中氧化铁与氧化铝便与水结合,形成含水的铁铝矿物,使土壤呈黄色。

(3) 山地黄棕壤

分布于海拔800(900)——1200米地带的各种母质上,植被为常绿、落叶阔叶混交林,或灌木、草本。

(4) 山地棕壤

分布于海拔1200米以上的山地、植被为落叶阔叶林,由于森林植被遭受破坏,目前大都成为灌丛草类,母质主要为砂岩、板岩的残积物,局部地区以风积物为主。

(5) 山地草甸土、浅色草甸土

这类土壤分布于山地比较平缓地段,植被为茂密的山地草甸群落。这类土壤曾分布在大月山、汉阳峰一带,现在由于人类建筑利用,已逐渐减小。在生长季节中,土层并不过低,草本植被生长高大而旺盛,不论地表或地下,都积累了大量的有机质,因此,土壤形成的生草过程旺盛,但由于暖湿的生长季节不长,土壤经常保持湿润,有机质分解缓慢,较深的土层,积聚了大量的有机质,形成暗黑色或灰色的腐殖质层。

(6) 山地沼泽土

该土类分布于地势平坦、低洼、容易积水之处。例如,仰天坪、大校场等处。

(7) 水稻土

本区山麓、岗丘和江、湖冲积平原均有分布,水稻土为自然土壤经人工耕种而成。本区水稻土主要为岗丘上的网纹红壤发育而成。

8.1.3 土壤的主要成土过程

在自然界中,土壤形成过程的基本规律是统一的,但是,由于成土条件的复杂性,决定了土壤形成过程总体中的内容、性质及其表现形式是多种多样的。因此,根据土壤形成中的物质(能量)迁移、转化过程的特点,可将土壤形成过程的总体,划分出以下几种主要成土过程: (1)原始成土过程

原始的土壤形成过程,是土壤形成作用的起始点。在裸露的岩石表面或薄层的岩石风化物上,低等植物,如地衣、苔藓及真菌、细菌等起着重要作用,它们使矿物分解,从中吸取养分,借少量的水分生长,固定空气中的氮素,在母质中进行有机质的合成和分解,使土壤肥力发生,并为高等植物的生长发育创造了条件,原始土壤的基本特点是土层浅薄,腐殖质累积量少,无明显的腐殖质层。 (2)腐殖化过程

土壤形成中的腐殖化过程是指在各种植物作用下,在土体中,特别是土体表层进行的腐殖质累积过程。它是土壤形成中最为普遍的一个成土过程。由于植被类型,覆盖度以及有机质的分解情况不同,腐殖质累积的特点也各不相同。腐殖化过程的结果,使土体发生分化,往往在土体上部形成一个暗色的腐殖质层。 (3)粘化过程

土壤形成中的粘化过程,是指土体中粘土矿物的生成和聚积过程,尤其在温带和暖温带的生物气候条件下,一般在土体内部(20-50厘米左右)发生较强烈的原生矿物分解和次生粘土矿物的形成,或表层粘粒向下机械地淋洗。因此,一般在土体心部粘粒有明显的聚积,形成一个相对较粘重的层次,称粘化层。 (4)富铝化过程

土壤形成中的富铝化过程,即土体中脱硅富铝铁的过程。在热带、亚热带高温多雨并有一定干湿季节的条件下,由于硅酸盐发生了强烈的水解,释出盐基物质,使风化液呈中性或酸性环境,盐基离子和硅酸大量淋失,而铝、铁(锰)等

元素却在碱性风化液中发生沉淀,滞留于原来的土层中,造成铝、铁(锰)氧化物在土体中残留或富集,而使土体呈鲜红色,甚至形成铁盘层。 (5)泥炭化过程

土壤形成中的泥炭化过程,即指有机质以植物残体形式的累积过程。主要发生于地下水位很高,或地表有积水的沼泽地段,湿生植物因空气环境不能彻底分解,而以不同分解程度的有机残体累积于地表,形成一个泥炭层或粗腐殖质层。 (6)潜育化过程

土壤形成中的潜育化过程,即指在土体中发生的还原过程。在整个土体或土体的下部,因长期被水侵润,空气缺乏,几乎完全处于闭气状态,Eh一般均低于250毫伏,有的甚至为负值。有机质在分解过程中产生较多的还原性物质,高价铁锰转化为亚铁锰,从而形成颜色呈蓝灰或者青灰的还原层次,称为潜育层。 (7)潴育化过程

土壤形成中的潴育化过程,即指土壤形成中的氧化----还原过程。主要发生在直接受到地下水浸润的土层中。由于地下水在雨季升高,旱季下降,使该土层干湿交替,从而引起铁、锰化合物发生移动或局部淀积,形成明显有锈纹、锈斑以及含有铁锰结核的土层,称为潴育层。

8.1.4 土壤的垂直分布

山地由于海拔的增加,土壤形成的生物、气候条件产生相应地变化,致使土壤形成的类型和分布产生垂直变化的现象,称为土壤垂直地带性规律。

庐山地处中亚热带,其基带的地带性土壤是红壤、黄壤。因此,庐山土壤的垂直带谱是建立在红壤、黄壤这一基带基础之上的。同时,庐山又处于我国东部季风湿润区内,其土壤垂直地带谱,属湿润性质。庐山山势雄伟,但相对高度只有1400米左右。这些因素,对庐山土壤垂直带谱的组成和结构产生了深刻的影响。

庐山土壤的垂直结构类型比较简单,自山麓至山顶,依次分布着红壤和黄壤、山地黄壤、山地黄棕壤、山地棕壤。

海拔400米以下的山麓及附近岗丘地区属中亚热带,植被为常绿阔叶林、马尾松林及草类,广泛分布着纬度地带性的红壤和黄壤;海拔400-900(800)米,

气候湿润暖热,植被为常绿阔叶林、马尾松林及杉木等,发育着一种具有明显富铝化特征的山地黄壤;海拔900(800)—1100(1200)米,气候温暖湿润,植被为常绿——落叶阔叶混交林,发育着具有山地黄壤性质,又具有山地棕壤特征的山地黄棕壤;海拔1200米以上的地区,植被为落叶阔叶林和灌丛,分布着山地棕壤;山顶由于气温低,风速大,木本植被少,多灌丛,草本植物生长茂盛,形成山地草甸土;局部洼地,排水不良,生长喜湿植物,形成山地沼泽土。

由上述土壤垂直地带谱的组成和结构可见,基带土壤的上限海拔较低,带幅不足400米,山地黄壤自海拔400-900(800)米,带幅达400-500米,成为庐山山地的主要建谱类型。山地黄棕壤的带幅,虽只200米左右,但在山地土壤垂直带谱中占有重要的地位。庐山南、北坡土壤均主要由四个地带而组成的垂直地带谱,因此,它们的组成和结构在南、北坡之间无明显差异,但是,坡向的不同,却影响到各个土壤带分布的高度,如山地黄壤带在南坡分布的上限在海拔900米左右;而在北坡的上限只达海拔800米左右。山地黄棕壤的上下限与山地棕壤带的下限也有类似的情况,其界线,南坡高于北坡约100米左右,从湿润程度来看,南、北坡差别不大,均属于湿润型,但从热量条件来看,南坡向阳,北坡向阴,同一海拔高度,南北坡之间存在明显的差异,南坡高于北坡。

山地棕壤 1200 m1100 m南 坡900 m山地黄棕壤 北坡800 m600 m山地黄壤红壤 400 m黄壤水稻土

图8.1.1 庐山土壤垂直分布图

8.2 庐山土壤地理调查

野外的土壤调查工作一般可分为概略的路线调查和详细的全面普查。对于实践时间有限的学生土壤地理实习而言,通常都是进行概略性的路线调查。 8.2.1土壤调查选线

为了较准确地某一特定区域的土壤地理规律,设计和选择一条合适的调查路线是至关重要的。通常,调查路线应该穿越具有不同成土环境的景观类型,以便观察在各种成土条件的组合作用下土壤发育的差异。例如,在山区选线时,就要考虑调查谷底、谷坡、山涧盆地、山鞍、丘顶等不同地形部位的土壤发育情况。如果山体比较高大,还要考虑不同海拔高度可能产生的垂直分异,以及山坡的朝向等问题。在性质比较均一的广阔平原地区,土壤的变化要简单的多。土壤性质的差异多出现于中、小地形的起伏变化处,如河流的阶地、天然堤、岗地等。

如果实习调查区域范围不大,基本上处于相同的生物气候地带背景条件下。因此,区内土壤的差异或变化通常是由地貌和母质条件决定的。地形的高低、凸凹、陡缓,导致地表物质侵蚀堆积的变化,引起土壤水分状况的改变;不同性质的母质母岩条件,也导致土壤理化性质的差异。所以,在设计区域调查路线时,要特别注意通过这些有地形及母质变化的地段。

8.2.2土壤剖面的选址和挖掘

土壤调查的一个突出特点是以点代面。虽然在一个较大的空间范围内进行土壤的踏勘,但最后是以一个选定的剖面点的记录和分析作为某一类土壤的代表。因此,土壤剖面的选点非常重要,关键是有典型性和代表性。 (1) 土壤剖面的种类

土壤剖面按来源分为自然剖面和人工剖面两种。 ① 自然剖面

由于兴修水利,土地平整,工程建设或开矿等原因,使土壤垂直面裸露的现代土壤剖面。自然剖面的优点是垂直面往往比较深而裸露面比较广有利于研究土壤的分布规律。缺点首先是自然剖面不能均匀地分布在各种土壤类型上,位置也不一定具有代表性。其次是由于自然剖面暴露在空气中,环境因素起了变化,土壤的理化性质不可避免地会产生变化。因此,野外调查土壤时,仍应以人工剖面

为主,而自然剖面只能起辅助作用。作为土壤地理野外教学实习,实习区又是一个需严格保护的国家级的风景名胜区,其要求与土壤的调查研究不同,我们拟尽量采用有代表性的、有教学意义的自然剖面。

② 人工剖面

是根据工作要求而挖掘的剖面。据土壤剖面的用途及其特点,又可分为主要剖面、检查剖面和定界剖面三种。主要剖面、也叫基本剖面,其目的是全面确切地掌握土壤的发生、发育的全部特性及其生产性能,因此,主要剖面都要求挖大坑,自地表向下,贯穿全部土层,直至没有什么变化或者变化很弱的母质和基岩为止。检查剖面,又叫对照剖面或次要剖面,是为检查主要剖面所观测的土壤特性的稳定性和变化程度而设置的,一般在1.0-1.5米的深度。定界剖面,有的叫检查剖面,是为检查和修正土壤分布界线而设置的,其深度只要求能确定土壤类型就行,一般不足1米或更浅,常用土钻取土观察。 (2) 土壤剖面的设置和选择

人为地开挖土壤剖面,必须选择在代表性强的地段,选点正确,才可能得到对土壤正确的判断。选点不当,不仅浪费精力和时间,还可能根据不恰当的剖面得出片面的结论。因此,土壤剖面的设置,必须慎重进行。一般来说,设置土壤剖面点有三条原则可遵循:其一根据比例尺和地形、土壤的复杂程度,在地形图上布置剖面点。其二,每种土壤(制图单位)至少有一个以上的主要剖面,其位置必须设置在每种土壤最典型、最有代表性的部位上。其三,适当考虑剖面点的均匀性。这里主要是指地理景观变化不大而面积较大的区域,要按一定面积比例设置土壤面积,确保调查精度。

土壤剖面点虽已预先在地形图上做了设置,但并非每个土壤剖面都能挖在预先布定的地点。这是因为野外许多具体情况的变化,在地形图上难以估计,而且许多微小地形的变化在地形图上也看不出来。因此,到野外还需做具体的校正。其选择原则是:(1)要有一个比较稳定的土壤发育条件,即具备有利于该土壤主要特征发育的环境(通常是要求小地形平坦和稳定),否则土壤剖面易缺乏代表性。(2)不宜在路旁、住宅四周、沟渠附近、粪坑周围……等一切人为干扰很大而没有代表性的地方挖掘剖面。(3)如果发现母质或人为熟化等预先在地形图上观察不出的因素,而使土壤发生变化时,则应改变剖面地点,或重新设置。

(3) 土壤剖面的挖掘

土壤剖面的规格,研究自然土壤时,一般要求宽1米,长2米,深2米(或达到地下水层),石质母质要求挖到基岩。对一般的耕地土壤,宽0.8米、长1.5米,深1米也就够了(如果采取整段标本时,要求土坑大一些)。对盐渍土要求挖到地下水层。剖面形状见下图,挖掘土壤剖面时,应注意以下几点:观察面应向阳,以便观察;底土和表土层应分开堆放,以便填坑时恢复原状,在农业耕作区更应如此;观察面上方不应堆土或任意走动踩踏,以免破坏表层结构,影响剖面形态的描述及取样;剖面挖好后要进行修正,一边修成光面,以便观察颜色,新生体等,一边修改粗糙面,以便观察结构。

观察面图8.2.1 主要剖面(土坑)示意图

8.2.3 土壤剖面的观测和记载

(1)土壤剖面的一般形态

在土壤发生发展中,土壤内部物质的转变和迁移主要过程有:矿物质和有机质的形成和分解,矿物质、有机质及其分解产物的淋溶和淀积,各种新生体如铁锰结核、钙结核,以及网纹、锈斑的形成。由于这些过程的综合作用,使土壤中物质以不同的方向和速度迁移转化,而在土壤剖面上则表现出明显的分异,形成一系列组成和性质不同的层次,这些层次是成土因素综合作用的结果,也是土壤发生发展的结果,故称发生层。当然,在不同的成土因素作用下形成不同的土类,具有不同的发生层次组成的土壤剖面形态,但一般来说,土壤剖面形态具有如下

特征。

1)自然土壤,剖面一般分为三层(图8.2.2):

腐殖质层或淋溶层:在剖面最上部,生物活动过程强烈,累积较多的腐殖质,一般具良好的结构,呈暗色,故称腐殖质,但此层同时进行着物质的淋溶和转移过程,故又称淋溶层。

淀积层:从腐殖质淋溶的物质,移动到一定的深度,即淀积成层。此层积聚的物质较丰富,有各种有机、无机胶体、铁、铝、锰的化合物等。

母质层:位于淀积层之下,受成土作用影响小,发育程度低,一般为岩石风化层。

2)农业土壤,剖面一般也分三层(图8.2.3): 耕作层:经常耕翻的表土层,疏松,结构较好。

犁底层:在耕作层之下,由于受农业生产活动如农具机械的踏压和来自耕作层物质的淀积,土层较坚实,一般水田土壤较明显。

心土层:受耕作影响小,物质淀积作用明显。

母质层:未受淋溶积作用,发育程度很低,淀积母质一般保持原来状态。

图8.2.2 自然土壤剖面示意图 图8.2.3 农业土壤剖面示意图

(2) 土壤剖面的观测

1) 土壤发生层次的划分

土壤发生层次是指在土壤形成过程中在垂直地面的方向上出现的性状上有差异的层次。划分土层,首先可根据剖面的形态特征,如颜色、结构、松紧度、质地、植物根系分布等的差异,粗略划分土层界线,然后再以物理作用、化学作用、生物作用、耕作利用所表现的特征(如物质的淋溶、淀积和新生体的情况等)确定。同时应注意各土层的变化和它们之间的相互关系,划分的各个土层应具鲜明的特点。

土层划分后,应从上到下连续记录各层厚度,这对了解土壤的发育,决定土类、制定土壤的合理利用和改良措施都有密切的关系,如茶园土壤耕作层的厚度,或下部粘重的网纹层或心土层的厚度,位置都应仔细观测记录,这些特征,不仅反映了茶园土壤成土过程的特点,同时为今后的耕作深度,排水改良等措施提供了可靠的依据。

需要注意的是,在自然界中的土壤剖面,尤其是山丘地区的土壤,剖面的构形并不一定是完整的O—A—B—C—R构形。由于发育条件的制约,很可能会缺失某些土层。

2) 剖面形态的记述 ① 土壤颜色

土壤颜色是土壤剖面表现最显著的特性,土壤主要的色素为黑、白、红、黄四种,由这些色素以不同的比例混合而成各种颜色。(见下图8.2.4)

图8.2.4 土壤颜色表

辨认土壤颜色时,常因光线的强弱、向光或背光、土壤湿度等等不同而有所差异,因此必须就近观察,先看深色或先看浅色,或用已观察过的土样进行对比,以免产生视觉上的错误。记录时,应注意主色、次色和杂色的区别,通常次色在前,主色在后,如灰棕色,即表示棕色为主,灰色为次,杂色如锈纹、锈斑,棕色胶膜,红、黄、网纹等等。

② 土壤结构

各种土壤或同一土壤的不同层次,都可能有不同结构,按照结构体的长、宽、高三轴长度相互关系分成如表8.1所列类。

表8.1 土壤结构类型分类表

结构类型 块状结构 (面棱不明显) 团块状结构 (面棱不明显) 大小 大 小 大 中 小 大 核状结构 (面棱明显) 中 小 大 粒状结构 (面棱明显) 中 小 大 柱状结构 (园顶形) 中 小 大 柱状结构 (尖顶形) 中 小 片状结构 厚 中 直径(mm) >100 100-500 50-30 30-10 10-5 20-10 10-7 7-5 5-3 3-1 1-0.5 >50 50-30 <30 >50 50-30 <30 3-5 3-1 实物比较 大于拇指 大于拇指 胡桃 黄豆——胡桃 小米——黄豆 小栗子 蚕豆 玉米粒 高梁米——黄豆 绿豆——小米 小米 横断面大小大于3指 横断面大小2-3指 横断面大小小于2指 横断面大小大于3指 横断面大小2-3指 横断面大小小于2指 薄板 硬纸片 薄

<1 鱼鳞 进行土壤结构描述时,应注意:一、只有在土壤湿度较小情况下,对土壤结构的测定,才比较容易进行和得到良好的结构,含水太多时,结构单位膨胀,很难分辨结构的真实面貌;二、土壤的结构,常常不是单一的,对于这种情况应该进行详尽的描述,即要说明其结构的种类,又要阐明其剖面内的变化。

③ 土壤质地

土壤团体部分由大小不同的土粒所组成,土壤中大小不同的土粒按不同比例组合的状况,称为土壤质地。在野外粗略的了解土壤质地,通常凭手指的感觉和土壤在一定湿度下的外形表现鉴别。这种方法称指感法或卷搓法,具体如下:

砾质土:肉眼可看出土壤中含有许多石块、石砾(山地多为砾质上),根据>3mm直径的砾石含量可分为

轻砾质土:>3mm砾石含量5-15% 中砾质土:>3mm砾石含量15-30% 重砾质土:>3mm砾石含量>30%

砾质土:干时将小块置于手中,轻轻的便可压碎,所含细砂粒肉眼可见,湿时可搓成小块,但稍加压即散开。

砂壤土:湿时可搓成园球,但不能成条。 轻壤土:湿时能搓成条,但裂开。

中壤土:湿时能搓成完整的细条,如果搓成环时即裂开。 重壤土:能搓成细土条,并可弯成带裂缝的环。

粘土:干时有尖锐角,不易压碎,湿时可搓成光滑的细土条并能弯成完整的环,压扁时也不产生裂缝,还似有光泽。

④ 土壤松紧度

指土壤疏松紧实状况,也称坚实度或硬度。通常分:

松散:铁铲、土钻放在土面上不加压力就能插入土中,土钻拔起时,很难带取土壤。

疏松:手指可以插入土中。

紧实:用手指插入土中感到困难,用铅笔、树枝可插入土中。

极紧:铅笔、树枝不能入土。 ⑤ 土壤湿度

指土壤的含水情况,在野外通常分: 干:用嘴吹气,有尘土飞起。

稍润:比干土的含水量略高,用手试之,有凉的感觉。 润:用手可捏成团块,放在纸上,很快使纸变湿。 潮:使手湿润,并可能粘在手上。

湿:这时水分饱和,可以看出水分从土粒中流出而土体平滑、反光。 ⑥ 土壤新生体

土壤新生体指土壤形成过程的产物,如铁锰结核、粘盘、胶膜、锈斑、网纹等,应详细记载土层中各种新生体的颜色、形状、分布特点。

⑦ 土壤侵入体

土壤侵入体是指外界侵入土壤中的物体,不是成土过程的产物,如土壤中的砖头,瓦片,陶瓷碎片和文物等,这些物体标志了土层曾被人为的经济活动作用过,应详细记录。

⑧ 植物根系

表示植物根系在土层中的分布情况,一般分: 多:根系密集,约占土体体积40%以上。 中:根系较多,约占土体体积20-40%以上。 小:根少,约占土体体积20%以下。 无:肉眼难见到根系。

此外,应说明是木本或草本,根的粗细也应记录,用以判断扎根的难易。 ⑨ 动物活动

调查土壤中动物活动,可以作为判断肥力的间接指标,如蚯蚓、田鼠、蚂蚁昆虫及幼虫等。还可以结合特定的病虫害防治而配合进行特殊的土壤调查。

⑩ 地下水位

观测地下水出现深度及静止深度 ⑪ 土壤酸碱度

在白瓷盘或汤匙内用酸碱指示剂数滴和土样(如黄豆大小)混合,与标准比

色卡相比确定酸碱度。

⑫ 石灰反应(碳酸碱反应)

石灰反应是指用1:3的盐酸滴在土块上有无泡沫的情况,起泡则证明土壤中有石灰存在。根据气泡多寡,判断土壤中石灰的含量:

微:缓缓放出小气泡,或难看出气泡,可听到声,含量约在1%以下。 中:明显地放出气泡,但很快消失,含量约在1-5%。 强:气泡急剧,历史很久,含量在5%以上。

(3)土壤剖面的描述和记载

土壤剖面性态表(表8.2.1和表8.2.2) ① 土壤分布的环境条件:

地形部位;成土母质;侵蚀和排灌情况;地下水位与水质;农业利用或自然植被; ②剖面形态描述

表8.2.1 土壤剖面性态观测记载表

土壤剖面野外编号: 室内编号: 地点: 日期: 土壤野外命名: 室内命名: 土体构型 新生体 其它 剖面深简层度干湿度 紧实度 泡P沫类形数别 态 量 形态特性小结 颜质结色 地 构 图 次 (cm) H 反应

表8.2.2 耕层土壤理化性状简易测定结果 土壤养分性状 有机质 N 速效 养分 P K 水气 田间最其它 大持水量 透水热状况 通气其它 质容其地 重 它 耕作性质 性 性

8.2.4 土壤标本采集

(1)纸盒标本的采集

纸盒标本,目的为在室内进行比土、评土用。土壤剖面观察记载完毕后,按土层从下到上分别采取土样,可用小刀在各层土的中心部位切取土块,大小以能放入土盒空格为度,土样取下后切勿用手挤压,应保持土壤原来状态。土样放入标本盒后,应立即在盒盖上注明土壤剖面编号、土名、地点、层次深度、采样人、时间等。同时在盒底也注明剖面编号和土名。

(2)整段标本的采集

有代表性的土壤剖面,为教育、宣传、展览的需要,可采集整段土壤标本。采集时,事先应准备好装土的木箱,木箱的大小,一般内径长100cm,厚100cm,宽20cm,底和盖可取下(用螺钉固定在木框上),先在土壤剖面上修正凸凹的土柱,将木框套在土柱上,然后将土铲平,加木箱底,用螺钉固定,再用刀将土柱连木盒一起铲下,上好盖,注明剖面编号,采集时间、地点和土壤名称。

(3)分析标本的采集

为了进一步了解土壤的特性,某些土壤必须采取分析标本进行化验分析,土样数量根据分析而定,一般每层取1-2斤。采集时,仍是从下到上分层采取,用报纸或土袋或塑料袋装好,内外要注明剖面编号、剖面深度、该层深度、以免混淆、遗漏。

8.2.5 土壤地理制图 (1)路线土壤图的测制

①首先,利用1:5万或1:10万地形图,根据土壤调查要求,在图上确定调查路线。

②采取重点观察,沿线填图的方法。调查时,必须全神贯注沿途土壤、地貌、地质和植被的连续和变化情况。遇土壤及成土条件有显著变化时,要注意详细观察,在有代表性的地段,要设置主要剖面,进行详细观测记录,取土样,根据土壤剖面的性状及其与外界环境的关系,分析土壤发育阶段及其特点、初拟土壤类型,确定土壤分析的界线,同时,以目的所及,观察沿线两侧土壤分布情况,推测沿线土壤分布宽度,并在地形图上勾画出来,此外,对沿线地貌、母质和植被变化情况,也尽可能填绘于路线图上,对于地形图上距离、方位、地物等误差,应随时修正,这样才可能正确地画出土壤界线。

③如沿线土壤和成土条件变化不大,或对调查地区土壤分析规律已有所掌握,停留观察土壤的次数可减少,但每隔2—5km,仍需挖对照剖面或定界剖面观察土壤,以便深入了解同一类土壤中局部性状的差异,为续分土壤类型和改良利用提供实地材料。同时也可避免遗漏某些土壤类型。

④调查路线附近,如有特殊的地貌、母质和植被区域,应前往观察。如遇山地,应登高观察土壤的垂直分布规律,远眺周围的土壤和自然条件,使测制土壤图时能获得更多的实地观测资料,并可以以后编图时推测类似区域的土壤分布状况提供依据。

⑤向沿线群众访问,以便深入了解当地土壤资源分布及其自然条件和社会情况,对当地一些特殊的土壤问题,应虚心求教,向地方学习,为土壤资源的合理利用,改良提供材料。 (2)区域土壤分布图的测制

区域土壤分布图测制的技术方法相对较为复杂,属专业部门深入调查的项目,本次实习拟采用航空像片进行土壤判读和编制区域土壤概图。

土壤虽然也是一种自然实体,但在航空像片上并不能直接地被反映出来,土壤剖面构型、土层厚度及各土层的理化性质,都不能被反映出来,即使土表,大部分也是封闭的。但是,土壤是反映外界环境条件的一面镜子。它的发生发展和分布是在地形、母质、植被和农业利用方式等因素共同制约下形成的。因此,根据土壤的发生学和地理景观学理论,便有可能推测出土壤类型、分布、成因及某些属性。而某些成土因素,尤其是植被(植物地理实习详细介绍),却常常能直接反映在航空像片上,并由于它们内在理化性质和表面特征的不同,反映在航空像片上就会形成具有不同的光学和几何学特征的影像。如不同的形状、大小、色调、阴影、图案等,也有可能被判读出来。

植被覆盖好,分异性强的区域,很容易根据植被分布与土壤分布的相关性,将土壤图编制出来(图8.2.5)。

图例 山地棕壤 山地黄棕壤 山地黄壤红壤 水稻土 石灰土

图8.2.5 土壤分布图

§8.3 庐山地区土壤地理教学实习路线

8.3.1 目的和任务

土壤地理野外实习的目的,是促进理论联系实际,在野外实习过程中印证所

学理论,如加深对土壤地理基本知识和基础理论的理解;同时将学过的知识和理论应用于实际;学习和掌握从事土壤地理野外研究的调查方法,学会从事土壤地理的野外研究。

土壤地理野外实习的主要任务在于了解实习区域的气候、植被、地貌、母质等成土因素的特点及其和土壤发生的联系,掌握主要土壤类型及其发生演变和分布规律;拟定土壤分类系统,确定制图单位,绘制土壤路线图和区域土壤概图。

8.3.2 仪器和用品的准备

野外土壤实习,需要的仪器和用品,大致可归纳为以下二类: (一)填图和绘图仪器用品

罗盘仪、高度表、三角板、量角器、彩色铅笔、铅笔、小刀、橡皮,以及绘图仪器,透明方格纸、坐标纸、地形图等。

(二)取样和纪录用具

主要指挖掘土坑和采集土壤标本及分析样品的用具。一般常用的有:土锹、土镐、土铲、土钻、取土刀、土壤标本盒、土袋、标签、钢卷尺、剖面记录表、记录薄等。

8.3.3. 实习路线、观察点和具体内容

可以与地质、地貌、植物调查路线匹配,选择高度和点剖面,地形图定位,挖掘和修整剖面,观察和描述纪录土壤剖面特征,采集标本。注意随海拔高度的土壤形态变化。

(一)仙人洞(佛手崖)

海拔高度900米—1000米,东南坡向。 1、自然土壤剖面点的选择和修整 2、土壤剖面层次划分、形态描述和记录

3、山地黄棕壤成土条件和成土过程的分析,土壤类型初定 (二)一级发电站(西谷谷底) 海拔高度700米,西南朝向 1.网纹红土剖面性状和特征

2.土壤发育和植被、母质、年龄的关系

(三)黄龙寺

海拔高度800米—900米,东北坡向。 1、山地黄壤剖面性状和特征

2、土壤发育和植被、母质、年龄的关系 (四)大校场(庐山博物馆附近)谷底 海拔高度1050米,朝向西南。 1、山地黄棕壤的剖面特征及其形成条件 2、土壤发育与气候、地质、地貌的关系 (五)含鄱口(植物园大门口,太乙峰北坡) 海拔高度1100米,北坡向

观察山地黄棕壤的剖面形态、发育状况及其成土因素之间的相互关系 (六)五老峰、仰天坪、汉阳峰 海拔高度大于1200米 1、山地草甸土的剖面形态 2、山地草甸土发展趋势

3、分析山地草甸土的发育与成土因素之间的关系 (七)好汉坡

海拔高度1000米、700米、300米左右选剖面 1、土壤路线调查的意义和选线原则 2、路线调查中土壤剖面点的选择依据和要求 3、沿线成土条件的变化和主要土壤剖面描述 4、绘制路线土壤垂直分布图

(八)秀峰、白鹿洞、观音桥、海会、高垅、莲花洞、蛇头岭、东林寺、赛阳、温泉

1、红壤的发育和性态特征 2、母质对红壤发育的影响 3、低丘红壤的合理利用和改良 8.3.4 土壤实习总结

(一)野外记录、土壤标本、以及与之联系的植物标本的整理。

(二)实习报告的撰写和有关图件的绘制 1、实习报告的撰写

土壤调查报告是在深入研究,综合分析各种调查成果的基础上撰写的,应尽量为生产服务。调查的目的不同,报告的内容亦应有所侧重,既要充分反映土壤调查的成果,又要突出其重点,特别要把土壤在生产上的矛盾,以及解决矛盾的途径,作为报告的重要内容。文字要简明扼要、分析透彻,提出的措施切实可行。

撰写前应先拟定编写提纲。提纲的内容可包括以下几个方面:

①前言 说明调查地区的地理位置、行政区划、范围、面积;调查的目的和工作方法,完成的时间;过去对本区土壤调查研究资料及其评价;工作经验及问题等。

②土壤形成的环境条件 说明查地区各种自然成土因素的特点,成土因素对土壤形成和土壤特性的影响;成土因素与农业生产、土壤改良的关系;农业生产活动情况及对土壤形成的作用。土壤形成的环境条件主要有:地质地貌、气候水文、植被或土地利用情况、社会经济概况等。

③土壤性质 土壤类型及其分布规律、土壤分类系统,各种土壤性质综述(对各种土壤分别论述)。

④土壤质量评价。

⑤土壤利用改良问题及建议。 ⑥结束语。 2、绘制土壤图

要求绘制土壤路线图、土壤剖面图、和典型地区土壤分布图。进行土壤分布规律研究。

作为附件安排在实习报告的最后,或者作为插图配合土壤实习文字报告。

本章思考题:

1.庐山山体中不同高度的红壤说明了什么?

2.庐山土壤垂直带谱中同一种土壤为什么在山南、山北的分布高度不同? 3.试论土壤剖面中散布的巨大石块的特征与成因。 4.为什么山顶部分布沼泽土或者泥炭土?

野外土壤调查记录范表

日期:2002年8月6日(阴、雨、晴) 土坑编号:00-5 调查人:张雅芸 土坑类型:主要剖面 土坑地点:大月山去五老峰小路旁50米,海拔地形部位:山麓 200米处 土壤名称:山地棕壤 母质:坡积物 排灌情况:良好 土壤利用状况:绝对自然保护区 土壤剖面图 Ao Ah B1 B2 发 生剖面 采样深度颜色 质地 层 深度(厘(厘米) 米) Ao Ah B1 B2 0-7 7-28 28-68 >68 7.5YR2/2 7.5YR5/6 10YR5/8 黑棕 淡棕 黄棕 中粘 中重粘 重粘(有石砾) 地下水位:低 指示动植物:黄山松、灌木、草本 土壤剖面所 在地示意图: 结构 干湿松紧孔植新侵PH值 度 度 隙 物生入根体 体 系 团粒 潮 松 小团块 潮湿 紧 团块 湿 紧 很 多 多 5.5 少 少 5.3 少 很无 无 5.3 少

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