地理分布
弱淋溶土分布範圍比較廣,主要分布於歐亞大陸,非洲、南美洲、北美洲、大洋洲的半濕潤半乾旱地區,如前蘇聯的中南部,北美的中西部,南美的巴西高原和帕斯地區,非洲和大洋洲外緣,在中國主要分布在東北、西北和華北地區,大致由東北向西南方向延伸。弱淋溶土世界面積約594.78萬平方公里,占世界土地面積的4.3%。中國面積約335379平方公里,占中國土地面積的3.5%。
成土條件
(一)氣候
弱淋溶土分布於溫帶、亞熱帶和熱帶地區,氣候類型多樣而且過渡性地帶多,氣候差異大,既有冬季長達6個月以上和有季節凍層發育的地帶,又有長夏無冬,炎熱乾燥的環境;既有夏乾冬雨的地中海式氣候,亦有夏雨冬乾的溫帶大陸性氣候,表現出季節性的乾旱,具有半濕潤和半乾旱的氣候特徵。(二)植被
弱淋溶土分布區的植被類型複雜多樣。灰色森林土發育於溫帶森林草原或森林向草原過渡地區,自然植被以落葉闊葉林為主,其優勢樹種:在歐洲為櫟、菩提、楓、樺和榛;在北美是白楊、雲杉、冷杉、落葉松;在中國以楊、樺為主,也混有部分落葉松和雲杉,林下為草灌植被。褐土分布區自然植被為常綠硬葉林、灌叢和森林草原,中國褐土地帶的植被為中生夏綠闊葉林與灌叢,常見的闊葉樹種有櫟屬、榆、械等,雜生樹種有油松、側柏等,灌叢則由酸棗、荊條、黃櫨等組成。灰褐土的自然植被主要有白樺、雲杉、油松等。燥紅土分布區的植被類型有熱帶稀樹草原或熱帶稀樹灌叢草原,灌木樹種有刺籬木、刺針木、長韌木、酒餅勒、刺毒木等,禾本科草本以旱生性黃茅為主,常見耐旱植物有仙人掌、路兜樹、霸王鞭等。
(三)地形、母質
弱淋溶土,在中國多分布在山地、山丘或者丘陵地帶中。燥紅土所在地形為山坡地、河谷地或海岸階地。成土母質有黃土、花崗岩、片麻岩、砂岩、頁岩、泥板岩等風化物。灰色森林土的母質多為殘積物和坡積物;褐土多為各種碳酸鹽母質;灰褐土主要為黃土、也有花崗岩、砂岩、板岩等風化殘積物或坡積物;燥紅土的成土母質除了花崗岩、片麻岩風化物外,尚有老沉積物和局部的石灰岩風化物。發育在碳酸鹽母質上的弱淋溶土其特性則表現得更為明顯。
成土過程
弱淋溶土的降水量介於淋溶土和鈣積土之間,所以,有著比淋溶土較弱的淋溶作用和比鈣積土較弱的鈣化作用,
其剖面的pH值比淋溶土高,比鈣積土低,弱淋溶土兼有淋溶土和鈣積土的形成特點,因此有些分類將弱淋溶土歸入淋溶土綱、鈣積土綱或富鋁土綱。弱淋溶土分布區一年中一般有一個降水時期而且雨熱同季,但地中海沿岸地區則夏熱乾燥而冬暖降水,有利於岩石風化粘化層的形成和碳酸鹽類的淋溶,由於降水量不很多,一年中有明顯的乾旱季節,因此,碳酸鈣的淋溶都不深,在一定深度形成鈣積層和粘化層。在半濕潤半乾旱森林草原或灌叢草原等植物下,有機質的腐殖質化比較好,剖面上部有機質和腐殖質含量亦較高,層次發育良好。
由於弱淋溶土分布範圍廣,氣候類型多樣,植被類型複雜,水熱環境差異較大,弱淋溶土中各種土壤類型的形成亦有差異,例如灰色森林土,在半濕潤冷涼條件下,腐殖質化過程較強,腐殖質層深厚,剖面中有二氧化矽粉末或在A層下有漂白層(E),E層以下往往有含較高的鹽基百分數和大量的矽酸鹽粘粒澱積的Bt層,但剖面中無鈣積層,呈酸性反應,而褐土區降水量比灰色森林土區少,乾燥性稍強,剖面物質淋溶不深,具有明顯的粘粒層和碳酸鈣層,呈中性至微鹼性反應;灰褐土是灰色森林土和褐土之間的過渡類型,在形成上具有褐土的粘化、鈣積作用,又具有灰色森林土的腐殖質累積過程,剖面呈中性至微鹼性;燥紅土在乾熱條件下,礦物風化程度低,脫矽富鋁化作用不明顯,淋溶作用不強,粘粒表面上有氧化鐵富集,表層常有石灰反應,但沒有鈣積層,呈微酸性至中性反應等。
主要性狀
(一)診斷層和診斷特性
弱淋溶土,具有半乾潤土壤水分狀況,具有暗色表層或淡色表層,有飽和矽鋁層,變質粘化層或變質粘化特徵,有或無游離CaCO3,多數pH>7,陽離子交換量和鹽基飽和度較高。
(二)形態特徵
弱淋溶土的剖面層次分異不很明顯,A層多為灰褐或褐色厚薄不一的腐殖質層,B層粘化層不很明顯,但質地較表層和母質層粘重,在一定深處有鈣積層(Bk),土體構型一般為A-B-C型。
(三)理化性質
弱淋溶土的有機質含量多在20克每千克以上,高的可達130—170克每千克,腐殖質組成中一般以胡敏酸為主。陽離子交換量較高,可達30厘摩爾(+)每千克土,並以鈣為主,鎂次之,鹽基飽和度較高,為70—90%,無或有石灰反應,pH6—7,碳酸鹽母質上發育的pH>7.0,土壤質地多在粉壤土與粘壤土之間,心土層粘粒含量比表土層和底土層高,表現出弱粘化澱積作用,剖面中各層化學組成差異不明顯,矽鋁比率多大於2.0,粘土礦物多以水雲母、蛭石為主。
分類
弱淋溶土分為灰色森林土、褐土、灰褐土和燥紅土,各土類及亞類性態特徵分述如下:
(一)灰色森林土(Grayforestsoil)
亦稱灰黑土,以前蘇聯分布最廣,北美北部也有分布。在中國主要分布於大興安嶺中部,大致呈半月形圍繞大興安嶺西坡及主脈分布,海拔在300—1100米之間,在大興安嶺南部主要呈小塊狀分布於昭烏達盟境內,高度約在1200—1400米到1800—1900米之間,分布於栗鈣土和淋溶黑鈣土之上;在新疆阿爾泰山和準噶爾盆地以西山地,海拔為1200—2500米左右,灰色森林土是新疆阿爾泰山區分布最廣泛的森林土壤。灰色森林土是弱淋溶土中具冷涼性土溫狀況的土類,具有暗色表層,飽和矽鉛層,腐殖質向下淋溶的舌狀物,腐殖質淋溶層結構體表面有SiO2粉末,pH<6.5。
灰色森林土的剖面構型為O—Ah—AhB—BC—C型,地表有厚約3—5厘米的枯枝落葉層,腐殖質層淋溶層呈暗灰或暗棕色,厚度20—40厘米,粒狀或團塊狀結構,疏鬆,多根系,向下呈舌狀過渡,結構體表面可見SiO2粉末,澱積層不明顯,向下逐漸過渡到C層。灰色森林土有機質含量表層多在20克每千克以上,碳酸鈣受到強烈淋溶。通體無石灰反應,呈微酸性反應,pH6.0—6.5,陽離子交換量為30—60厘摩爾(+)每千克土,鹽基飽和度可達90%,土壤質地多屬粘壤土。B層粘粒含量較高為16%,A層和C層分別為13—14%和9—10%,剖面中粘粒化學組成差異不明顯。
灰色森林土可分為下列亞類:
1.灰色森林土(Typicgrayforestsoil)分布於陽坡或坡地下部稍乾燥處,具有灰色森林土類的典型特徵。
2.暗灰色森林土(Darkgrayforestsoil)分布於陰坡或坡地上部較濕潤部位。具稍粘澱積層,表層有機質含量較高,>30克每千克,腐殖質層較厚,可達30—50厘米,黑灰色。
(二)褐土(Cinnamonsoil)
褐土分布在歐洲地中海沿岸的西班牙和法國南部、巴爾幹半島、亞平寧半島、土耳其、中亞和非洲北部、美國的加利福尼亞地區、墨西哥西部、智利中部以及澳大利亞西南角和阿德雷德地區,在中國,分布於華北平原、汾河谷地、關中盆地、冀北山地、晉中和晉南山地以及魯中山地。褐土是弱淋溶土中具有溫性土壤溫度狀況、飽和淡色或暗色表層、飽和矽鋁層、變質粘化層或變質粘化特徵、pH>7的土壤。褐土的剖面構型為Ah—B—BC—C型。表層為褐色腐殖質層,往下層逐漸變淺,厚度為20厘米左右,粘化層呈核狀或塊狀結構,假菌絲狀,粘化(BC)多為殘積粘化和淋溶粘化相結合,呈紅褐色,核狀結構,有膠膜,厚度約10—50厘米左右,有CaCO3澱積,呈假菌絲狀或結核狀。褐土表層腐殖質含量一般為10—30克每千克,呈中性至微鹼性,pH值7左右,無或有碳酸鈣反應,陽離子交換量7—17厘摩爾(+)每千克土,高的可達40厘摩爾(+)每千克,鹽基飽和度80%以上。土攘質地在粉土至粘壤土之間,粘化層的粘粒含量高,可達26—30%,而表層多在15%以下,鈣積層又降低,多低於10%。粘化層中,粘粒最高量出現於其上部,由此可見,褐土是以粘化為主,但也有粘粒聚積作用,土壤化學組成中,鈣有明顯移動,鎂也有移動,剖面中矽鋁率基本相同,均在3.3—3.7範圍之內,只有氧化鐵在粘化層中略有增高,粘土礦物以水雲母、蛭石為主。
褐土分為下列亞類:
1.褐土(Typiccinnamonsoil)基本剖面性狀同於前述剖面性狀。表層一般無CaCO3反應,或弱CaCO3反應,其B層或B層以下有CaCO3假菌絲,全剖面CaCO3含量相差不大,一般為10—30克每千克土。
2.石灰性褐土(Calciccinnamonsoil)剖面淋溶作用很弱,屬於乾旱型,全剖面CaCO3反應強烈,多發育在富含碳酸鹽的母質上。
3.淋溶褐土(Luviccinnamonsoil)多分布於褐土與棕壤過渡區,淋溶作用較強,剖面中無CaCO3反應,或僅C層具有CaCO3反應,pH6.5—7.5。
4.潮褐土(Culfivafedmeadowcinnamonsoil,orChaocinnamonsoil)分布在地勢較低或地下水位較高處,底層有銹紋銹斑,甚至有少量砂姜,表層開始有CaCO3反應,有機質含量較高。
5.燥褐土(Torridcinnamonsoil)在中國主要分布於川西北岷江、大渡河、雅礱江、金沙江上游,海拔800—2600米的山地垂直帶內,向下與燥紅土過渡,年平均溫度12—15℃,年降水量400—500毫米,自然植被為狼牙刺、仙人掌、高山櫟等,農作物一年一熟至兩熟。A層灰褐或棕褐色,B層有粘化,全剖面呈石灰反應,CaCO360—270克每千克,pH7—8,有一定粘化,呈黃棕色。
6.暗褐土(Darkcinnamonsoil)分布地區同於燥褐土,僅海拔高至2600—3600米。表層腐殖質增多為30—70克每千克,呈暗褐色,CaCO3明顯下移,在粘化B層下有CaCO3積聚。
(三)灰褐土(Gray-cinnamonsoil)
灰褐土主要分布於中國的內蒙古的大青山——烏拉山、賀蘭山、天山南北坡及帕米爾、西崑侖山等山地。灰褐土是弱淋溶土中有冷性土壤溫度狀況、厚暗色表層、飽和矽鋁層、變質粘化層或變質特徵、pH為7左右的土壤。灰褐土具有凋落物層,厚度為3—5厘米,鬆軟腐殖質層,灰褐色,B層有弱粘化現象,呈棕褐色。灰褐土有機質含量較高,表層為130—170克每千克,全剖面呈石灰反應,pH6.5—7.5,陽離子交換量與褐土近似,鹽基飽和度高,土壤質地多屬粉壤土,底土層較輕,表土層與心土層較重,粘粒的分布,表層約22—33%,心土層約37%左右,底土層約19%。
灰褐土可分為下列亞類:
1.灰褐土(Typicgray-cinnamonsoil)具有灰褐土類的典型特徵。
2.淋溶灰鈣土(Luvicgray-cinnamonsoil)一般分布部位較高,較濕潤,全剖面弱或無CaCO3反應,底土層有CaCO3積聚。
3.石灰性灰褐土(Calcicgray-cinnamonsoil)全剖面呈強CaCO3反應,石灰含量可達50克每千克以上,pH7.5—8.0。
(四)燥紅土(Torridredearth)
分布在熱帶地區,如非洲撒哈拉大沙漠南緣,沿緯線伸展,澳大利亞西部沙漠的北、東、南三側,南美洲的格蘭查科地區。在中國,主要分布在雲南南部的金沙江、紅河、怒江等河谷和海南島西部,因具焚風效應等特殊氣候影響,在雲南橫斷山脈河谷區,一般限于海拔400—1300米左右,向上即過渡為燥褐土。燥紅土是弱淋溶土中,具熱或極熱性土溫狀況,有暗色或淡色表層,有效陽離子交換量為2.5—10厘摩爾(+)每千克粘粒,或陽離子交換量為5—16厘摩爾(+)每千克粘粒,且鹽基飽和度≥35%的土壤。燥紅土剖面層次明顯,土體構型為Ah-B(BCk)-BC(C)型,表土層20厘米左右,有機質積聚,呈暗褐色,向下過渡為紅褐色的B層,質地輕壤至中壤,塊狀結構,整個土層厚度約1米左右,發育於石灰岩母質上,其心土或底土有石灰結核。
燥紅土有機質含量可達30—40克每千克,但腐殖質累積量少,由於乾旱,土壤淋溶性差,pH6—7,發育於石灰岩母質的pH值可達8左右,陽離子交換量,低的不到10厘摩爾(+)每千克土,一般為18—30厘摩爾(+)每千克土,鹽基飽和度在80%左右,土壤風化不強烈,脫矽富鋁化作用不明顯,粘土礦物中有蛭石、蒙脫石,不含三水鋁石,矽鋁率2.0以上。
燥紅土可分為兩個亞類:
1.燥紅土(Typictorridredearth)又稱熱燥紅土,具有燥紅土的典型特徵,一般全剖面無石灰反應。
2.褐紅土(Brown-redearth)又稱乾燥紅土,主要分布於金沙江1300米以下的乾燥河谷及元謀、賓川壩子,降水量700毫米,蒸發量大於降水量5—6倍。土壤表層有機質可下降到20—30克每千克,剖面下部可出現弱的至強的石灰反應。
利用與改良
弱淋溶土的利用是多種多樣的,灰色森林土多分布於山地,土壤肥沃,宜發展林業,主要發展楊、樺樹,應以樺木為主,同時營造落葉松、樟子松、雲杉等優良速生林。在居民點附近,坡度小處,宜種植糧食作物和蔬菜,如春小麥、燕麥等。褐土分布區主要種植小麥、玉米、棉花,間種穀子、甘薯、大豆、經作黃煙等,山麓丘陵上宜發展各種果樹,如蘋果、柿、桃、李、杏、核桃以及葡萄等。山地宜種植側柏、刺槐、紫穗槐等,間種牧草,保水固土,林牧結合。灰褐土多分布在山地,主要宜發展林業,發展白樺、山楊、油松、杜松或雲杉林等。燥紅土地處熱帶,宜發展熱帶作物,如劍麻、番麻等,在解決了灌溉問題的地方可發展水稻、甘蔗、木瓜、西瓜、花生等。弱淋溶土存在的主要問題是乾旱缺水,因此,興修水利發展灌溉,增加有機質,植樹造林,水土保持,保持地力,因土製宜進行農林布局是主要改良方向。