奇妙的土壤类型界线图——水库上层台地景观碳酸钙有无的突变

昵称37581541 2021-09-29

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自然界的土壤总是能给予土壤科学研究者们惊喜，空间的变异性有时候会突兀地展示于人们的眼前，虽在意料之外但又是在情理之中。

2021年9月21日，李德成老师带领我们开始了平安-西宁-湟中研究区云谷川水库一带的土壤调查，此前两天在研究区西部（平安）和中部（西宁）的调查已告诉我们这一区域内大多数地方都被较厚的黄土覆盖，可以说这里是黄土高原向青藏高原的延伸。“全国第二次土壤普查”将平安—湟中—西宁地区的土壤大多划分为栗钙土、灰钙土、黑钙土、暗栗钙土和淡栗钙土（发生分类），沿途我们通过滴稀盐酸也确实发现土壤具有强烈的石灰反应，表明了碳酸钙在这片区域土壤中的普遍存在。

21日这一天水库下游的考察依然如此，但当我们的科考车进入水库上游时，土壤的石灰反应却突然消失了。

图1 水库上层台地景观

实地观察发现，这一山谷东侧直接与山体相连，山坡上植被虽然茂盛，但土壤却非常少，也没有石灰反应其下面的基岩富含石英，也没有石灰反应（图2）。经过检索，山上山谷东侧的土壤被划分为石质干润正常新成土。

而在山谷西侧，山谷边的一级阶地处，土壤较厚，但同样没有石灰反应，且有较多的铁锰斑纹，为潮湿土壤水分状况；加之土体上部颜色偏黑，颜色和厚度上均可满足暗沃表层的定义，因此被划定为普通暗色潮湿雏形土。与一级阶地紧挨的是台地，土壤深厚，依旧为偏黑，具有暗沃表层和均腐殖质特性，但没有石灰反应，因此划分为普通暗厚干润均腐土。台地之上的山上，则随坡度的陡缓，土体堆积的厚度不同，分布着普通暗沃干润雏形土和石质干润正常新成土（均无石灰反应）。

图2 山谷两边山上裸露的岩石（富含石英，无石灰反应）

这引起了我们的好奇，掉头回来再仔细观察了相距不到1千米的下游水库周边地区，那里山上和山下均清晰分布着厚厚的黄土（图3），且多被开垦为耕地，主要种青稞、小麦和油菜。河漫滩及阶地上土壤的石灰反应强烈，土体中可见铁锰斑纹，具有淡薄表层，属于石灰淡色潮湿雏形土。而四周的坡地上，下部土体为黄白色，石灰反应比上部更为强烈，我们划分为钙积简育干润雏形土。树林茂密的地方，土壤没有石灰反应，上部土体偏黑，观察发现其具有暗沃表层，但黑色的土体厚度约在30cm左右，之下为黄色土体，应不符合均腐殖质特性，故划分为普通暗沃干润雏形土（图4）。

图3 水库下游黄土断面

图4 水库周边景观

上下游土壤石灰性的差异引起了我们的思考与讨论，认为这里的土壤物质来源应该都是黄土，但由于水分和植被覆盖的差异，导致了土壤石灰反应的有无，进而影响到土壤类型的归属。

水库周边自然植被（林地）覆盖的差异应该是阴阳坡长期水热条件不一致，导致阳坡一侧的植被明显少于阴坡，在这样环境的长期影响下，阴坡自然植被茂盛，黄土被固定了下来，但由于水分条件较好，土壤中的碳酸钙基本流失殆尽，因此也就没有了石灰反应，土壤类型一般为普通暗沃干润雏形土（如水库及其上游山谷的西侧山坡下部）、普通暗色潮湿雏形土和普通暗厚干润均腐土（如水库上游山谷东侧的阶地和台地处）。阳坡山上植被少，土壤易被侵蚀，恶性循环后就只剩下了薄薄的表层，之下变为基岩，薄薄的表层，形成了石质干润正常新成土（水库上游的山坡上部）。水库下游的土壤虽然也受雨水淋失，但厚厚的黄土含有大量的碳酸钙，导致其一直有石灰反应，因此土壤类型主要为钙积简育干润雏形土（水库两边山坡上）和石灰淡色潮湿新成土（上游紧挨水库的沟谷边阶地上）。云谷川水库附近土壤类型示意图如图5所示。在干旱地区，坡向对土壤形成和演变的影响其实具有普遍性。