荒漠土

荒漠土

荒漠土是指在荒漠地區所發育的地帶性土壤,這些土壤有機質含量少,土壤水分缺乏,石灰表聚明顯,土體中普遍有石膏和易溶鹽的聚積。荒漠土相當於美國分類中的部分乾旱土(Aridisols),相當於聯合國分類的石膏土(Gypsisols)。中國的荒漠土包括三個土類:灰漠土,灰棕漠土和棕漠土。灰漠土相當於美國的雛形正常乾旱土(Camborthid)、鹼化粘淀乾旱土(Natrargid),聯合國的龜裂石膏土(Takyricgypsisols)、薄層石膏土(Haplicgypsisols)、淋溶石膏土(Luvicgypsisols)。灰棕漠土相當於美國的雛形正常乾旱土、鈣質正常乾旱土(Calca-thid)、石膏正常乾旱土(Gypsiorthid),聯合國的薄層石膏土、鈣質石膏土(Calcicgypsisols)。棕漠土相當於美國的雛形正常乾旱土、石膏正常乾旱土、硬磐正常乾旱土(Durothid),聯合國的薄層石膏土、石化石膏土(Petrogypsisols)。廣泛分布在熱帶、亞熱帶和溫帶的荒漠地區。

地理分布

荒漠土荒漠土
荒漠土廣泛分布在熱帶、亞熱帶和溫帶的荒漠地區。全世界荒漠土的總面積約為1620萬平方公里,約占全球陸地面積的11.7%。主要分布在下述六個地區:(1)非洲撒哈拉大荒漠;(2)大洋洲大荒漠;(3)中亞大荒漠;(4)阿拉伯大荒漠;(5)南美大荒漠;(6)美國西部大荒漠。其中從撒哈拉大荒漠經阿拉伯大荒漠到中亞大荒漠,差不多是一條相連的荒漠帶,面積約占全世界荒漠總面積的67%。中亞大荒漠包括中亞細亞荒漠、蒙古和中國西北部荒漠地區。

中國荒漠地區包括甘、新、青、寧、內蒙等省區的一部分或大部分,其面積約占全國總面積的1/5左右,地跨兩個氣候帶,大致以天山、馬鬃山,經赤金盆地西緣至祁連山一線為界,其北為溫帶荒漠,其南為暖溫帶荒漠。中國荒漠土總面積約為74萬平方公里,占全國國土總面積的7.71%。

成土條件

(一)氣候

荒漠土分布區,深居內陸腹地和乾旱地帶,屬乾旱大陸性氣候。降水量十分稀少,大部分地區年降水量在250毫米以下,有的甚至只有幾毫米,同時降水變率很大。荒漠地區日照強烈,溫差大,蒸發強,蒸發量比降水量高出十倍至近百倍。荒漠地區多大風與塵暴。荒漠土既分布於低緯度的熱帶亞熱帶荒漠,也分布於中緯度的溫帶荒漠。它們的氣候特點有些差異,中緯度荒漠冬季溫度低,有少量降雨,這是有別於熱帶荒漠的,而且中緯度荒漠冬寒夏熱,氣溫變化急劇,年較差大,日較差也大,天氣的非周期性變化比較顯著,寒潮、鋒面、氣鏇和雷雨等劇烈的天氣變化要比熱帶荒漠顯著得多。中國荒漠土包括三個土類,其中灰漠土發育於溫帶荒漠邊緣地區,灰棕漠土發育於溫帶荒漠地區,棕漠土發育於暖溫帶荒漠地區。灰漠土分布區的氣候特點是冬季寒冷,夏季較熱,乾旱而大陸性顯著。灰棕漠土分布區的氣候特點是夏季熱而少雨,冬季冷乾,溫度的年變化和日變化大。棕漠土分布區的氣候特點是夏季極端乾旱炎熱,冬季則較暖和,無雪被。據古地理資料,中國西北地區從上古生代起就已成陸而未再受過海侵。當時處於亞熱帶高壓之下,形成大陸性乾旱氣候。到第三紀中期喜馬拉雅山運動,特別是第四紀中更新世以後,青藏高原大面積隆起,西北地區乾旱性進一步加劇,一直延續到現在。所以,中國荒漠土具有特別長的歷史性和特彆強的乾旱性。

荒漠土中國的荒漠土包括三個土類:灰漠土,灰棕漠土和棕漠土
(二)植被

荒漠地區的植被以稀疏的超旱生半喬木、半灌木、小半灌木和灌木占優勢,成分簡單,多為肉質、深根、耐旱種屬,覆蓋稀疏,呈單叢狀分布。植物地上部分產量很低,根系死亡後為土壤提供的有機質數量也很有限,所以在荒漠土的形成中,高等植物的作用較微弱,但地衣、藻類等低等植物對荒漠土形成的影響仍是不可忽視的。中國灰漠土的植被屬旱生、超旱生小半灌木和灌木荒漠類型,常見的有琵琶柴、瑣瑣、假木賊和蒿屬等。植物的總覆蓋度一般在10%左右,最高達20—30%,在植叢中常生長著數量不多的灰黑色地衣和藻類。灰漠土地區的水熱條件和植被類型均反映出向荒漠草原過渡的特點。灰棕漠土的植被屬耐旱、深根、肉質的灌木和半灌木荒漠類型,主要有假木賊、膜果麻黃、伊林藜、瑣瑣、霸王鞭、木本豬毛菜及琵琶柴等,在東部阿拉善地區還有泡泡刺、珍珠和包大寧,幾乎無短命或類短命植物,覆蓋度為5—10%。棕漠土的植被屬於半灌木-灌木荒漠類型。常見的有膜果麻黃、伊林藜合頭草泡果白刺霸王鞭琵琶柴等,覆蓋度極低,一般小於5%。

(三)地形和母質

中國荒漠土分布區的地形有沖-洪積平原,也有丘陵、低山、剝蝕高原和盆地,從低于海平面的吐魯番盆地到海拔3000米左右的柴達木盆地,高程相差極為懸殊。成土母質在丘陵低山地區以殘積物和坡積殘積為主,而平原地區以洪積物、沖積物與黃土狀沉積物為主,除黃土狀母質為細土物質外,多屬砂礫堆積物,甚至堆積成厚的砂礫層。灰漠土分布的地形主要是山前平原、古老沖積平原和剝蝕高原,成土母質種類雖多,但其共同的特點是石灰性,而且細粒部分含量比灰棕漠土和棕漠土多。灰棕漠土分布的地形主要是山前平原、低山和剝蝕殘丘,成土母質在山前平原上為砂礫質洪積物或洪積-沖積物,在低山和剝蝕殘丘上為花崗岩、片麻岩與其他古老的變質岩系風化殘積物或坡積-殘積物,以粗骨性為主,細土物質甚少。棕漠土分布的地形主要為剝蝕山地、丘陵和山前傾斜平原(礫質戈壁),成土母質主要有砂礫質洪積物和石質殘積物或坡積-殘積物,粗骨性,細土量少,細土中以細砂和粗粉砂為主。

成土過程

(一)腐殖質累積作用微弱

荒漠土荒漠土
荒漠地區的植被屬小半灌木和灌木荒漠類型,地上部分產量低,每公頃乾物質量不足600公斤,甚至不到250公斤。這些植物生長緩慢,每年只有不足地上部分總量的百分之一的乾物質成為凋落物,根系雖然發達,且每年都有一部分細根死亡,但數量也很有限,而且在乾熱的氣候條件下,這些有限的有機質也迅速礦化,以致不可能形成明顯的腐殖質層,有機質含量多在5克每千克土或3克每千克土以下,最高含量不超過20克每千克土。荒漠土的形成特性也反映在腐殖質的組成上,首先是富里酸的含量比胡敏酸含量高,胡敏酸與富里酸的比值均在1以下,最小僅0.1左右,腐殖質酸多與鈣結合,也有少部分與結合;其次,胡敏酸和富里酸的含量都很低,僅占腐殖質總量的6—36%,但難分解的殘渣含量則很高,占53—72%;另外,在腐殖質組成中,脂臘的含量相當高,特別是灰棕漠土和棕漠土,其含量分別達5%和6%。荒漠土都不含活性胡敏酸,而且胡敏酸的縮合程度很低,結構簡單。腐殖質組成的這些特點,說明乾熱的氣候條件和有機質的強烈分解作用,有利於富里酸和簡單態胡敏酸的形成,這是荒漠土的腐殖質化處於初級階段的原因。荒漠土形成中,藻類、地衣等低等植物影響比較顯著,低等植物在礫質戈壁上形成少量黑色腐殖質,它與可溶鹽一起塗灑在礫石表面,形成荒漠岩漆,可在整個礫質戈壁的地表形成漠境礫冪,當地人們稱它為黑戈壁

(二)石灰的表聚作用明顯

在乾旱的氣候條件下,淋溶作用很微弱,在風化與成土過程中形成的石灰質就地聚積未受淋失,隨著時間的推移,就在土壤的表層聚積了大量的石灰質。同時土壤深層的石灰質,也隨著水分的向上強烈蒸發,以重碳酸鈣形式移運到土壤表層,當土表增溫乾燥之後,重碳酸鈣便迅速轉化成碳酸鈣,在表層產生聚積現象。在高等植物生長較為繁茂之處,高等植物也可參與石灰的表聚作用,植物殘體在土壤表層強烈礦化而引起表層生物性鈣的累積。氣候越乾旱,石灰表聚作用愈明顯。棕漠土的石灰表聚作用最強,其次是灰棕漠土,灰漠土分布地區,降水相對來說稍多些,冬季積雪較厚,從而促使結皮層、甚至片狀層的碳酸鈣部分向下淋洗。

(三)石膏和易溶鹽的聚積

在荒漠土中,無論母質粗細或成土年齡的大小,土壤剖面中都有不同程度的石膏和易溶鹽的聚積,其累積的程度通常隨著乾旱程度的增加而增加,聚積量從灰漠土灰棕漠土→棕漠土逐漸增加,而且聚積層位也按此順序逐漸變淺。石膏和易溶鹽的累積程度也隨著母質、地形而異:在基岩風化物上發育的土壤,易溶鹽與石膏積累程度輕;在礫質洪積物上發育的土壤,因受側流溶液沉積影響,易溶鹽與石膏的積累比較明顯;而在沖積平原上分布的荒漠土,易溶鹽和石膏的大量積累系地球化學沉積的結果。易溶鹽和石膏的聚積程度也受時間因素的影響,一般地說,在古老殘積物和洪積物上發育的土壤,易溶鹽和石膏的聚積遠較新的沉積物上發育的土壤明顯。因此,石膏化和鹽化作用表現程度,不僅因土類而異,即便在同一土類內也有差別。荒漠土中易溶鹽和石膏的來源,主要有三條途徑:一是母岩經過長期風化就地形成;二是長期的地表側流沉積的結果;三是過去水成的殘遺物,即古代特殊水文地質和水化學條件下形成的殘餘。此外,通過一些耐鹽和泌鹽植物的根系吸收和殘落物的分解,也有可能引起易溶鹽在土壤表層的聚積,但這並不普遍。

(四)礫質化

除黃土狀母質上發育的荒漠土外,其他母質上發育的荒漠土一般表層都有厚薄不一的砂礫層覆蓋。這些砂礫的來源,有的是岩石風化的殘積層,有的是地質歷史過程沉積的砂礫層。在乾旱氣候條件下,晝夜溫差很大,物理風化強烈,石塊不斷由大變小,之後經過長期風蝕,地面細土被風吹走,遺留下粗砂、礫石。荒漠土的礫質化很普遍,礫石的含量由百分之十幾到百分之五十以上,並由灰漠土→灰棕漠土→棕漠土遞增。

(五)弱鐵質化作用

荒漠土的礫石層受荒漠岩漆、碳酸鈣、石膏、可溶鹽等的混合膠結,形成黑色荒漠礫冪,它對下層土壤可起保護作用,免遭風蝕作用,因而礫冪之下一般細土物質顯著增多,多呈貌似“粘化層”的細土層。富含粘粒的亞表層較為緊實,而且呈鮮棕色或紅棕色,甚至呈玫瑰紅色。土壤化學組成表明,該層的鐵含量較高;微形態觀察也證明,這層土壤基質在反光下泛橙(5YR7/6)和黃橙色(7.5YR7/8),說明有氫氧化鐵和氧化鐵浸染或鐵質化現象。這種鐵質化作用,是在乾熱的氣候條件下,由於母質風化和成土過程中,含鐵的礦物(如雲母等)在短暫降水的浸潤下緩慢地發生分解,二價的鐵被轉化成三價鐵,進而形成游離的氫氧化鐵所產生的。當降水過後,土壤進入增溫階段,水分很快損失時,氫氧化鐵也因之脫水變成無水或少水的氧化鐵,並以薄膜的形式塗染在土粒的外圍。因此,在土壤濕度和溫度相對較高的土層,即表層和亞表層鐵的氧化物便發生相對的聚積。母質中含鐵的原生礦物愈豐富和成土年齡越古老,這種鐵質化作用愈明顯,且隨著氣溫的增高而逐漸加強,鐵質染色由灰漠土、灰棕漠土的褐棕色或紅棕色,而到棕漠土的棕紅色或玫瑰紅色。鐵的轉化和聚積還可能是在低等植物,特別是藻類的分泌物——有機酸的參與下進行的,因為鐵質染紅特徵在表層或亞表層均呈斑塊分布,也就是藻類生命活動愈強盛的地方,鐵質染紅現象愈明顯。當然,在中國荒漠土中鐵質化作用比較弱,遠不及非洲的撒哈拉那樣廣泛的發展(在表層會形成碳酸鹽—鐵質結皮),這種差異是地帶性生物氣候差別所造成的。

主要性狀

荒漠土中國的荒漠土包括三個土類:灰漠土,灰棕漠土和棕漠土
(一)診斷層和診斷特性

據中國土壤系統分類,乾旱土壤水分狀況是用來鑑定荒漠土的重要診斷特性。反映荒漠土主要成土過程的診斷層有弱腐殖質表層、次生粘化層、石膏聚積層和易溶鹽聚積層。現分述如下:

1.乾旱土壤水分狀況在多數年份內,當50厘米深處土溫>5℃時,土壤水分控制層段全部呈現乾燥的時間占一半以上。若無土壤水分觀測資料,可按Penman經驗公式計算的年乾燥度估算,凡年乾燥度>3.5的相當於乾旱土壤水分狀況。

2.弱腐殖質表層顏色較淡,有機質含量較低的表層,符合以下條件:(1)顏色:壓碎土壤濕態亮度≥3.5,乾態亮度>5.5;(2)有機質含量<10克每千克土,<5克每千克土時為極弱腐殖質表層。

3.次生粘化層剖面一定深度內的土壤,原生礦物在特定土壤氣候條件下發生土內風化,並就地形成和聚積次生粘粒的土內粘化層,其符合以下條件:(1)比上伏和下墊土層有較高的彩度、較紅的色調,而且較緊實;(2)在乾旱地區多位於孔狀結皮層下,厚度<10厘米,若遭侵蝕,則出露地麥;(3)粘粒含量較上伏,下墊土層都高,但一般無澱積粘粒膠膜;(4)薄片顯微鏡下觀察可見較多不同蝕變程度的礦物顆粒和原生礦物的粘粒鑲邊、粘粉假晶、粘粒斑塊等風化粘粒體及其殘體或各種纖維狀光性定向粘粒

4.石膏聚積層富含次生硫酸鈣的土層,常發生在孔狀結皮層以下,它可細分為三種診斷層:

(1)石膏層為一富含次生硫酸鈣未膠結土層,其符合以下條件:①厚度≥15cm;②石膏含量至少比下墊層高50克每千克土;或該層石膏含量百分數與厚度厘米數的乘積≥150。

(2)超石膏層為一土壤發生或地質沉積的富含大量石膏但並未膠結的土層。其符合以下條件:①厚度≥25cm;②石膏含量至少為500克每千克土。

(3)石膏磐為一連續膠結或硬結、富含大量石膏的土層。其符合以下條件:①石膏含量≥500克每千克土;②乾碎土塊在水中不消散,根系難以穿過。

具有石膏淋淀特徵,但不符合石膏層條件的為石膏現象,其石膏含量下限為10克每千克土。

5.易溶鹽聚積層含有在冷水中較石膏更易溶解的大量次生鹽類的土層,在荒漠土中因該層含有較多石膏或硫酸鹽,故積鹽下限為20克每千克土。它在剖面中的發生位置,或出現在石膏層以下,或與石膏同層。它可細分為三個診斷層:

(1)鹽積層為一含有較高次生易溶鹽的土層。其符合以下條件:①厚度≥1cm;②含鹽量至少20克每千克土;③鹽分百分數和厚度厘米數的乘積≥60;④10年內有7年其上述1、2、3項均≥90個連續天數。

(2)超鹽積層為一含高量易溶鹽,且未膠結的土層。其符合以下條件:①厚度≥15cm;②含鹽量≥500克每千克土;③乾時鬆散,且呈白色粒狀鹽晶或鹽斑。

(3)鹽磐強烈膠結或硬結的鹽積層或超鹽積層。其符合以下條件:①厚度≥15cm;②呈板狀或大塊狀結構;③乾時土鑽或鐵鏟極難穿入。具易溶鹽淋淀特徵,但不符合鹽積層條件的為鹽積現象,其含鹽量下限為5克每千克土。

(二)形態特徵

荒漠土在形態上一般有以下三個發生層:

1.孔狀結皮和結皮下的片狀或鱗片狀層孔狀結皮層很薄,它的形成是在土壤表層短暫濕潤之後迅速變乾時,重碳酸鹽轉變為碳酸鹽並釋出CO2,從而造成土壤表層出現許多小孔,與此同時,碳酸鹽又把孔壁加以膠結。結皮層下為片狀或鱗片狀層,關於這一層的形成機制目前尚未有定論,初步研究認為是土壤凍融交替和土層緩慢變乾的條件下引起土粒順序排列的結果。從灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,多孔結皮層與片狀或鱗片狀層的發育程度和厚度逐漸減弱和變薄。

2.棕色而緊實的亞表層受上層結皮或荒漠礫冪的保護,亞表層細土物質增加,形成較緊實的層次。在這一層中,活性鐵或全鐵以及粘粒含量都比較高,常顯鐵質染色現象,呈不明顯的塊狀或棱塊狀結構。從灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,該層的鐵染色澤依次增紅,厚度減少。

3.石膏易溶鹽聚積層荒漠土剖面的中、下部一般都有石膏易溶鹽的累積,有的甚至還出現很厚的石膏層和鹽磐。易溶鹽在剖面中一般呈白色粉狀與細土混合,不易分辨,只有含量達100—200克每千克土以上時,才與細土和砂礫相膠結成黑灰色硬磐。鹽磐組成以氯化鈉為主。石膏在粗骨母質上常呈白色或乳黃色鬍鬚狀、粗纖維狀或蜂窩狀,緊貼於礫石背面或砂礫石之間;而在細土母質上則呈白色斑點、小結晶狀或簇狀,散於細土間。

由於成土條件和土壤特點差異,不同荒漠土中各層次的厚度和形態都有變化,有時甚至發生某一層次的缺失。一般來說,在輕質或粗骨性母質上,結皮層和片狀層發育都較弱,甚至無明顯的片狀層;而在細質母質上,結皮層和片狀層都發育較好,厚度大,性狀也典型。緊實層和石膏層不論母質粗細都有發育,而以成土年齡較老的土壤表現明顯。鹽積層往往與石膏層結合在一起,只有形成鹽磐時才成為棕漠土的剖面結構中的單獨層次;同時在基岩風化物上鹽磐厚度為10厘米左右,而在洪積物母質上可達10—30厘米,且有兩層以上。荒漠土除發育在黃土母質上的外,剖面厚度很少超過1米,一般只有30厘米左右。

(三)理化性質

荒漠土的質地較粗,砂粒和礫石含量很高,粘粒含量一般不超過20%,戈壁廣布地區還不到5%。荒漠土的土壤水分含量很低,農耕必須灌溉,造林種草也須澆水。有機質含量很低,表層一般在10克每千克土以下,但碳氮比值較窄(6—10)。腐殖質組成中富里酸多於胡敏酸,胡敏酸富里酸比值在1以下,最小的僅0.1左右。由於荒漠土粘粒含量少,加之有機質含量很低,土壤陽離子交換量也低,通常每千克土僅10厘摩爾(+)或更低。荒漠土普遍存在鹽漬化,多數土壤都含有數量不等的易溶性鹽分,土壤中石膏的累積量相當大,最高含量可達400—500克每千克土。土壤呈鹼性反應,pH值一般都在8以上。荒漠土在形成過程中,土壤礦物的分解程度很低,粘土礦物以水雲母為主。

分類

荒漠土中國的荒漠土包括三個土類:灰漠土,灰棕漠土和棕漠土
(一)灰漠土(Graydesertsoil)

中國灰漠土發育於溫帶荒漠邊緣,主要分布在新疆準噶爾盆地南北兩側的山前傾斜平原和古老沖積平原以及階地上,在寧夏騰格里沙漠北面和內蒙古、寧夏交接的高原地區也有分布。

灰漠土的地表有不規則的狹窄裂紋,有時呈多角形的龜裂。局部地區因受風蝕的影響,在地面疏散著大小不一的砂礫,但不顯荒漠漆皮。灰漠土的多孔結皮與片狀-鱗片狀層發育良好,結皮層為淺灰或淺棕灰色,乾而鬆脆,厚度1—3厘米,片狀—鱗片狀層呈淺棕色,厚度5—10厘米。緊實層為褐棕色或淺紅棕色,厚度常達10—15厘米,質地較粘重,呈不明顯的團塊狀或棱塊狀結構,多呈現有不同程度的鹼化特徵,在結構體上有時見有白色菌絲狀或斑點狀石灰新生體。最下部為石膏、易溶鹽聚積層,白色粉末狀的鹽分和呈晶簇狀的石膏,一般聚積於40—60厘米以下。灰漠土細土物質含量較多,屬粉土和粉壤土。有機質含量低,表層有機質含量一般在10克每千克土以下,H/F比值為0.5—1.0,C/N為6—10。石灰有微弱的淋溶,並在10—50厘米之間形成含量稍高的聚積層。大部分灰漠土有中位和深位鹽化,易溶鹽以氯化物—硫酸鹽和硫酸鹽-氯化物為主,有時含有少量蘇打,鹼化相當普遍,交換性鈉一般占陽離子交換總量的10—30%或更高,土壤溶液呈鹼性至強鹼性反應,pH值通常高於8。

灰漠土可分為四個亞類:

1.灰漠土(Typicgraydesertsoil)主要分布在山前洪積-沖積平原和古老沖積平原的中部和下部,一般發育在含鹽輕的母質上。該亞類具有灰漠土類較典型的特徵。

2.龜裂灰漠土(Takyricgraydesertsoil)處於灰漠土發育的早期階段,剖面發育較弱。主要分布在古老沖積平原下部三角洲的外緣、古湖盆地的周圍和鄰近沙漠的邊緣地帶。該亞類的主要特徵是地表常形成多角形的裂縫,土壤有機質含量很低。

3.鹽化灰漠土(Salinizedgraydesertsoil)主要分布在古老沖積平原與扇緣帶相交接的地段,以及河間高地的較低部位。該亞類土壤在結皮層以下直接為白色易溶鹽層,全剖面易溶鹽含量較高,鹽分組成以易溶性氯化物和硫酸鹽為主。

4.鹼化灰漠土(Alkalizedgraydesertsoil)主要分布於河流乾三角洲、古老沖積平原及山前平原,一般占據著較鹽化灰漠土高的地形部位。這一亞類一般有發育較好的孔狀結皮和片狀或鱗片狀結構,下為棕褐色、緊實、呈擬柱狀結構的鹼化層,再下為石膏和易溶鹽層。本亞類與其他灰漠土亞類的區別是,二、三氧化物和粘粒含量皆呈現明顯的淋溶澱積現象,緊實層的形成是鹼化、粘化的結果。

(二)灰棕漠土(Graybrowndesertsoil)

中國灰棕漠土發育於溫帶荒漠區,分布在新疆天山山脈、甘肅河西走廊一線以北和寧夏賀蘭山以西廣大戈壁平原地區,青海柴達木盆地的西北部戈壁,以及上述地區的部分乾旱山地也有分布。灰棕漠土的地表常形成礫冪,其上有黑褐色的荒漠漆皮。土壤表層為發育良好的乾麵包狀結皮,呈灰色或淺灰色,厚約2—3厘米,其下為褐棕或紅棕色緊實層,厚度在5—10厘米之間,具有較明顯鐵質化。灰棕漠土的片狀一鱗片狀結構層不明顯,石膏和易溶鹽聚積層出現的部位較高。

灰棕漠土質地較粗,多屬於礫質粉土和粉壤土。腐殖質積累極不明顯,其量與腐殖質組成介於灰漠土與棕漠土之間。石灰表聚作用十分明顯,表層和剖面上部石灰的含量高達70—90克每千克土,剖面下部則減至30—50克每千克土。石膏含量變化較大,表層含量少而向下增加,至石膏層驟增,可達200克每千克土以上。易溶鹽與石膏聚積層的分布一致,含量在石膏層驟增,最大含量可達10克每千克土以上。鹽分組成以硫酸鹽為主,重碳酸鹽和氯化物含量都很低,陽離子以鈣為主。土壤呈鹼性至強鹼性反應,pH值在8.0—9.5之間,表明有些灰棕漠土出現鹼化特徵。

灰棕漠土可分為三個亞類:

1.灰棕漠土(Typicgraybrowndesertsoil)多發育在較新的礫質洪積物與風積沙上,具有該土類的典型特徵。

2.鹼化灰棕漠土(Alkalizedgraybrowndesertsoil)主要分布在古老高平原或洪積扇的低平地貌部位,常與典型灰棕漠土呈復區分布。本亞類的剖面構型與上述灰棕漠土亞類相似,但結皮層更為發育,緊實層為鹼化層代替。它和鹼化灰漠土的差別是有機質含量低,土層薄,礫石含量高和利用價值低。

3.石膏灰棕漠土(Gypsicgraybrowndesertsoil)主要分布在粗骨性殘積-坡積物和洪積物組成的低山、剝蝕殘丘、台地和古老洪積扇上。其剖面特徵是在結皮層下有一層不太明顯的紅棕色緊實層,不顯片狀或鱗片狀結構。大量石膏出現在10—40厘米間,甚至接近結皮層,最大含量可達300—400克每千克土。

(三)棕漠土(Browndesertsoil)

中國棕漠土發育於暖溫帶荒漠區,主要分布在新疆吐魯番以東及甘肅河西走廊玉門以西的廣大戈壁地區,在塔里木盆地沙漠的外緣,青海柴達木盆地的西部戈壁及丘陵山地也有分布。棕漠土的地表通常為成片的黑色礫冪,全剖面由礫石或碎石為主的粗粒組成,剖面分化比較明顯。表層有發育很弱的孔狀結皮,呈淺灰色或乳黃色,厚度小於1厘米。在結皮層之下為紅棕色或玫瑰紅色的鐵質染色層,細土粒增加,但無明顯的結構,厚度只有3—8厘米。其下即為石膏聚積層,其形狀各異,含量不等,在最乾旱而又低平的地區,石膏層以下往往出現黑灰色的堅硬鹽磐,再下即過渡到砂礫層或破碎母岩。整個剖面多不超過50厘米。結皮層並不穩定,通常在極稀少而短暫的暴雨後產生,但如遭風蝕又被破壞,在無砂礫覆蓋的地方,棕色層常裸露,石膏層接近地表,甚至也裸露地面。

棕漠土的顆粒組成大部分為粗骨性,在石礫部分,直徑大於5毫米以上的礫石可占土重的50%以上,細粒部分以中、細砂為主,粘粒量一般在18%以下。棕漠土腐殖化程度比灰棕漠土還要低,有機質含量為1—3克每千克土,H/F比值小於0.2,C/N比值為3—6。石灰的表聚作用明顯,在結皮層中石灰最多,可達60—110克每千克土,向下則急劇減少。石膏和易溶鹽的聚積普遍而強烈。表層或亞表層中,石膏的含最就相當高,而在石膏聚積層中,最大含量可達300克每千克土以上。易溶鹽的聚積特點同石膏相似,從表層起,其含量可在5克每千克土左右,高者達20克每千克土以上,鹽類組成中除硫酸鹽外,還有較多的氯化物。如剖面下部出現鹽磐層,其易溶鹽量可高達300—400克每千克土,個別可超過500克每千克土,鹽分組成以氯化鈉為主。土壤溶液呈鹼性反應,pH值7.5—8.5,一般不含蘇打,也無鹼化現象。

棕漠土可分為三個亞類

1.棕漠土(Typicbrowndesertsoil)代表棕漠土形成過程的早期階段,多分布於較新的洪積-沖積物上,具有本土類的典型特徵。

2.石膏棕漠土(Cypsicbrowndesertsoil)主要特徵是剖面中有明顯的石膏聚積層,聚積層出現部位高(5—10厘米以下)、厚度大(20—30厘米)、含量高(一般石膏含量在200—300克每千克土,低者亦可在100克每千克土左右,高者可達550克每千克土)。

3.石膏鹽磐棕漠土(Gypsic-salicbrowndesertsoil)主要特徵是剖面中除有明顯的石膏聚積層外,其下還有鹽磐,其中易溶性鹽含量可高達300—400克每千克土,鹽分組成以氯化鈉為主。

綜上所述,中國荒漠土三個土類,即灰漠土、灰棕漠土和棕漠土之間,既具有一系列的共同特徵,又具有明顯的差異性其性狀概括起來主要有如下幾個方面的規律性變化:

1.形態特徵由灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,多孔結皮層與片狀—鱗片狀層的發育程度逐漸減弱,厚度逐漸變薄,而表層與亞表層的色彩逐漸加深,即灰漠土呈淺棕色,灰棕漠土呈紅棕色,而棕漠土則呈玫瑰紅色;

2.機械組成從灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,礫石化程度增強,粗骨物質增多,粘粒含量減少;

3.有機質含量和腐殖質組成從灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,有機質含量逐漸減少,胡敏酸與富里酸的比值也是由大到小;

4.陽離子交換量由灰漠土→灰棕漠土→棕漠土逐漸降低;

5.碳酸鈣表聚與石膏、易溶鹽累積程度由灰漠土→灰棕漠土→棕漠土逐漸增強,但鹼化作用則逐漸減弱。

6.礦物風化程度由灰漠土→灰棕漠土→棕漠土,膠體中K2O和水雲母含量、緊實層粘粒分子率逐漸增高,說明風化程度依次減弱。

利用與改良

荒漠土荒漠土分布
荒漠土在世界上的分布很廣,這些土壤多用於放牧,只在水源條件較好、地勢平坦的地方發展灌溉農業,屬於無灌溉即無農業的地區。荒漠土利用中需要解決的問題是防治乾旱、治理風沙和鹽鹼以及提高土壤肥力。荒漠土地區還存在一些工程問題,如洪水流經排水區時易造成災害,石膏易溶鹽聚積層阻礙屋基和其他工程的挖掘等。

中國荒漠土分布於溫帶暖溫帶地區,這裡光照充足、熱量豐富,是個尚待開發的地區。對荒漠土的利用應貫徹農、牧、林三結合的綜合利用原則。興修水利、發展灌溉是發展農牧業生產的重要措施,荒漠土地區的灌溉主要靠高山融雪水,必須注意開源節流,節約用水,灌溉時應修建必要的排水系統,降低地下水位,沖洗鹽鹼,防治土壤次生鹽漬化。此外,荒漠土地區生態環境脆弱,應注意用養結合。發展牧業應積極建設基本草場和人工草場,實行分區輪牧,加強草場的人工管理,嚴禁超畜過牧。荒漠土一般有機質含量不高,肥力較低,在開墾利用中要注意增施有機肥,進行合理輪作,以提高土壤肥力,粗骨性土壤的改良利用必先設法增加細土,其主要措施是客土法和引洪放淤。風沙嚴重地區要營造防風固沙防護林網和護田林網,以林育草,以林保田。

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