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《第三次全国土壤普查暂行土壤分类系统》土类检索系统构建→

 昵称37581541 2024-11-16
作者:龙怀玉,卢昌艾,冀宏杰,张认连(北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)
来源:中国农业科学(2024年第21期) 转自:土壤观察公号

摘要:【目的】国务院第三次全国土壤普查领导小组办公室(简称国务院三普办)2023 年下发了《第三次全国土壤普查暂行分类系统(试行)》(简称《三普暂行分类》),但没有建立检索系统。为在土壤调查过程中避免发生同土异名、同名异土问题,特构建土类检索系统。【方法】依据农业重要性优先、确名先易后难、涵义先窄后宽、类型相似集中、体现土壤空间演变和发育规律等检索秩序原则,通过引用已有的诊断层/诊断特性、修改已有的诊断层/诊断特性、简洁化描述性语句、归纳特征土层等方法,从《三普暂行分类》土类划分依据中提炼各个土类的检索指标,构建土类检索系统。【结果】建立了包含《三普暂行分类》中 62 个土类的检索系统,检索秩序依次为:1 工程土、2 水稻土、3 菜园土、4 灌淤土、5 灌漠土、6 碱土、7寒原盐土、8 漠境盐土、9 酸性硫酸盐土、10 滨海盐土、11 草甸盐土、12 火山灰土、13 寒冻土、14 紫色土、15 磷质石灰土、16 石质土、17 粗骨土、18 龟裂土、19 新积土、20 风沙土、21 黄绵土、22 红黏土、23 石灰(岩)土、24 白浆土、25 灰化土、26 棕色针叶林土、27 暗棕壤、28 棕壤、29 黄棕壤、30 黄褐土、31 灰色森林土、32 黑土、33 灰褐土、34 褐土、35 燥红土、36 黑钙土、37 栗钙土、38 栗褐土、39 黑垆土、40 棕钙土、41 灰钙土、42 灰漠土、43 灰棕漠土、44 棕漠土、45 山地草甸土、46 林灌草甸土、47 砂姜黑土、48 草甸土、49 潮土、50 沼泽土、51 泥炭土、52 砖红壤、53 赤红壤、54 红壤、55 黄壤、56 黑毡土、57 草毡土、58 寒钙土、59 冷钙土、60 冷棕钙土、61 寒漠土、62 冷漠土、63 类型待定土。【结论】总体上,《三普暂行分类》的土类是可以通过剖面形态、土壤理化性质建立起检索指标的,但是高山土纲的多数土类没有完全遵循整个分类系统的分类原则,彼此之间难以从剖面形态和土壤理化性质上进行区分,需要利用分布区域、海拔等非土壤本身属性才能区分;《三普暂行分类》的土类还需要进一步完善,建议对部分土类要进行适当归并,同时增加一个“性土”土类。

0 引言

2022 年开始的第三次全国土壤普查(以下简称“三普”)正在全国全面展开。土壤分类是利用土壤普查成果的基础,汇总调查数据的统计单元,对普查效果有着举足轻重的作用。因此,完善土壤分类是“三普”的重要目标。2022 年 1 月 29 号国务院文件《关于开展第三次全国土壤普查的通知》(国发〔2022〕4号)要求“全面查明查清我国土壤类型及分布规律”[1]。2022 年 2 月 17 号的“国务院第三次全国土壤普查领导小组办公室”(以下简称“国务院三普办”)文件《第三次全国土壤普查工作方案》(农建发〔2022〕1 号)提出“以完善土壤分类系统与校核补充土壤类型为基础” [2]。2022 年 8 月 23—25 日“国务院三普办”在北京组织全国 70 多位专家召开了《第三次全国土壤普查暂行土壤分类系统》起草研讨会[3-4],由与会专家分土类分别编写,并经过近半年的多次讨论与修改[5-6],“国务院三普办”在 2023 年 1 月 13 印发了《第三次全国土壤普查暂行分类系统(试行)》(以下简称《三普暂行分类》)[7],为“三普”的野外调查工作的高质量完成提供了一个重要基础保障。然而,《三普暂行分类》中的土类,只是描述了定义、分布与成土环境、主要剖面特征,没有对各个土类之间的区别进行阐述,没有编制检索系统。有些土类的涵义、描述彼此之间存在一定的重叠,也就无法从根本上解决现有发生分类系统中广为诟病的同土异名、同名异土的问题,在调查过程中经常遇到同一个土壤剖面可以归属为多个不同土壤类型。相同地点的土壤,甚至同一个土壤剖面被不同调查者归属为不同土壤类型,这显然不利于“全面查明查清我国土壤类型及分布规律”,不利于“三普”成果汇总。因此,本文根据《三普暂行分类》中土类的定义和主要特征,探索性地提出了一套检索系统,规定了各个土类被检索认定的先后秩序,以期促进全国在土类确认上的统一,避免将同一个土壤(剖面)由于不同的调查者被认定成不同的土类,最大可能地避免同土异名、同名异土现象的发生,避免土壤调查信息的混乱,使得土类级的成果汇总在真正统一的土类上进行,提高“三普”质量。

1 《三普暂行分类》的土类概况

《三普暂行分类》中的土类名称和含义基本上沿用了第二次全国土壤普查(以下简称“二普”)所形成的分类体系。在土类名称和数量方面,与《中国土壤分类系统(1992)》[8]相比,除少了“漂灰土”外,其余土类全部保留,也就是《中国土壤分类与代码(GB/T 17296—2009)》[9]中的土类名称,即砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、黄褐土、棕壤、暗棕壤、白浆土、棕色针叶林土、灰化土、燥红土、褐土、灰褐土、黑土、灰色森林土、黑钙土、栗钙土、栗褐土、黑垆土、棕钙土、灰钙土、灰漠土、灰棕漠土、棕漠土、黄绵土、红黏土、新积土、龟裂土、风沙土、石灰(岩)土、火山灰土、紫色土、磷质石灰土、粗骨土、石质土、草甸土、潮土、砂姜黑土、林灌草甸土、山地草甸土、沼泽土、泥炭土、草甸盐土、滨海盐土、酸性硫酸盐土、漠境盐土、寒原盐土、碱土、水稻土、灌淤土、灌漠土、草毡土、黑毡土、寒钙土、冷钙土、冷棕钙土、寒漠土、冷漠土、寒冻土等 60个土类,同时又增加了工程土、菜园土两个土类,最终的土类数量为 62 个。

在土类的分类依据方面,60 个土类沿用《中国土壤分类系统(1992)》中已有的土壤类型的含义,总体上继续采用文字描述的方式界定土壤类型,但吸收了近 30 年来一些土壤分类的研究成果,特别是吸收了一些定量化诊断化分类的研究成果,部分土类的界定中有了一些定量化、诊断化的指标,有些土类还增加了某些理化性状的统计特征。因此土类分类依据的内涵虽然与《中国土壤分类系统(1992)》基本一致,但是大多数土类的描述更加详细了。新增加的“工程土”的涵义与吴克宁等[10]在系统分类框架下提出的“技术人为新成土”基本一致。新增加的“菜园土”的涵义与系统分类下的“肥熟旱耕人为土” [11]一致。

2 研究方法

2.1 确定检索秩序的基本原则

确定土类检索顺序时遵循以下 6 个基本原则。

(1)农业重要性优先原则 “三普”的首要目标是服务于农业,因此主要是在人类活动影响下形成的土壤类型优先被检索出。

(2)确名先易后难原则 快速地确定调查地点、调查剖面的土壤类型名称,无疑是有助于提高调查效率的。因此,容易掌握的、不需要太多实验室测试分析就能鉴定的土壤类型优先被检索。

(3)涵义先窄后宽原则 对那些内涵比较相似或者相近的土壤类型,先检出内涵相对比较窄的土壤类型。对于存在包含关系的不同土壤类型,先检出被包含的土壤。

(4)类型相似集中性原则 将具有大致相同的气候生物带、成土条件或者成土过程的土壤类型集中放在检索系统的相近区段,相当于把同一土纲的土类集中放在相近的检索区段。

(5)体现土壤空间演变原则 对于地带性土壤,在前几个原则的基础上,尽可能地体现出地带性分布规律,比如纬度地带性土壤将按照从南到北、或者从北到南依次被检索出,又比如垂直地带性土壤将按照分布的海拔从低到高逐渐检索。

(6)体现土壤发育规律原则 对于具有发生学演变联系的不同土壤类型,按照发生学特征演变方向,顺序或者逆序地检索出土壤,比如以钙剖面迁移强度为重要划分指标的土壤,先检索出黑钙土,然后再检索出栗钙土。

2.2 检索指标的构建

土类检索本质上就是利用一个或数个检索指标形成各个土类的排他性刻画,目的是更高效地、更准确地确定土壤类型。因此,检索指标必须准确地体现土类原始涵义。从《三普暂行分类》中“土类分类依据”描述中提取检索指标,并参考《中国土壤分类系统(1992)》中土类的描述[8]、《中国土壤分类系统(1984)》中土类的“划分依据”[8]、《中国农业百科全书·土壤卷》[12]、《土壤学大辞典》[13]中的土类描述。具体做法如下:

(1)引用已有的诊断层、诊断特性 将《三普暂行分类》“土类分类依据”(以下简称“三普土类依据”)与《中国土壤系统分类检索(第三版)》[11]中的“诊断层、诊断特性”(以下称“现有诊断层、诊断特性”)进行对比,如果“三普土类依据”完整地涵盖了“现有诊断层、诊断特性”,则直接将“现有诊断层、诊断特性”作为检索指标,而且不再重复这些“诊断层、诊断特性”的定义;

(2)修改已有的诊断层、诊断特性 如果“三普土类依据”虽然不能完全涵盖“现有诊断层、诊断特性”,但前者中的成土过程、剖面形态与理化性质指21 期 龙怀玉等:《第三次全国土壤普查暂行土壤分类系统》土类检索系统构建 4267标包含了后者的,只是指标的数值大小或者发育程度有所不同,则仍然将“诊断层、诊断特性”作为检索指标,但对这些“诊断层、诊断特性”的定义进行适当修改;

(3)简洁化描述性语句 如果从“三普土类依据”中提取不出“诊断层、诊断特性”,或者“现有诊断层诊、断特性”不足以框定《三普暂行分类》土壤类型,则仍然采用传统描述性语句作为检索指标,但尽量将其明确化、界线化,避免模棱两可的描述;

(4)归纳特征土层 在“现有诊断层、诊断特性”中没有的,但在“三普土类分类依据”存在的特征土层,将之用作检索指标,而且对于广为人知的、约定俗成的特征土层(如耕作层、犁底层)不再给出定义,只对那些比较少见的特征土层,根据“三普土类依据”中的描述对其定义进行归纳,必要时将参考一些影响很广的文献,如灰化层、灰化淀积层的定义参考了赵其国[14]的论述。

2.3 检索语句的构建

所谓检索语句就是为了完整地刻画土类,将多个检索指标组合在一起形成复合指标。通过如下方式构建检索语句。

(1)指标间的“与”关系 如果一个土类的确定必须同时满足多个检索指标,即指标之间存在“与”关系,则这些指标之间用“;”分开。比如某个土类需要同时满足 A、B、C 等 3 个检索指标,则该土类的检索语句为“A;B;C;” 。

(2)指标间的“或”关系 如果一个土类的确定只需要满足多个检索指标中的一个,即指标之间存在“或”关系,则这些指标之间用“,或者”分开。比如某个土类只需要满足 A、B、C 等 3 个检索指标之一,则该土类的检索语句为“A,或者 B,或者 C,”。

(3)指标间的“或”“与”复合关系 一个土类的确定涉及到多个检索指标,而这些指标之间存在复杂的“或”关系、“与”关系,“或”关系要优先于“与”关系确定,但“()”内的检索指标最优先确定。比如某个土类需要在满足 A、B 中一个的前提下,还需要满足 C、D 中的一个,则该土类的检索语句为“A,或者 B;C,或者 D”,即先分别计算出“A,或者 B”和“C,或者 D”的结果,然后再将这两个结果进行“与”运算。又比如某个土类需要同时满足A、B,或者同时满足 C、D,则该土类的检索语句为“(A;B),或者(C;D)”。

(4)辅助说明指标 有些理化指标的统计性状以及土壤发生发育、剖面形态、成土环境等的归纳性描述,虽然不作为土类的检索指标,但是对于认识该土类非常有帮助,则将其作为辅助性指标放在完整的检索语句(以“。”结束)之后。辅助性指标表示其不是划定土类的必备条件,只是为增强理解、可识别性而做出的补充描述,常常含有“一般”“常见”“可见”“多见”“基本剖面构型”等之类的词语。一个土类可能有多个辅助性指标,不同辅助性指标之间以“。”隔开。

(5)指标含义的说明在检索语句中,【】内文字为新归纳或修改的诊断层、诊断特性、特征土层的定义,只在首次出现给出。

(6)土体厚度和层位的默认值 如果没有明确指出土体厚度,则默认为土体厚度≥100 cm;如果没有明确指出检索指标(诊断层、诊断特性、特征土层)的层位,则默认为可在 100 cm 以上土层的任何层位。

3 结果

构建的《第三次全国土壤普查暂行土壤分类系统》土类检索系统如下。

土壤具有:土体内存在体积占比≥20%、厚度≥20 cm 的人为物质层,或者土体内存在因为人为挖掘、搬运、扰动、压实等形成的板状结构层、由原土或与外源土的碎屑杂乱堆积层,而且厚度≥50 cm。

工程土(1)

其他土壤:经历过平整造田和淹水种稻;具有耕作层和犁底层[13],排干时有棕红色的氧化铁锰斑纹、铁锰结核,犁底层土壤容重是耕作层的 1.1 倍以上。大多数情况下,还有渗育层、潴育层、潜育层、漂洗层中的一个或者多个,并形成不同的亚类。
水稻土(2)

其他土壤:肥熟表层;耕作淀积层。
菜园土(3)

其他土壤:灌淤表层【处于表层的灌溉淤积物厚度≥50 cm,而且经历过多年耕种;颜色、质地、结构、结持性、碳酸钙含量等在整个层次内很均一;土表至50 cm 有机碳加权平均值≥4.5 g·kg-1。大多数情况下,含煤渣、木炭、砖瓦碎屑、陶瓷片等人为侵入体】。
灌淤土(4)

其他土壤:耕作前的源土为灰漠土、灰棕漠土、棕漠土;具有厚度≥30 cm 的耕作层,有机质含量≥15 g·kg-1,含盐量<3 g·kg-1;犁底层。一般情况下,犁底层下可见菌丝状、斑点状碳酸钙淀积。
灌漠土(5)

其他土壤:土体中有碱积层【厚度≥15 cm;碱化度≥20%;pH≥9.0。一般呈柱状、棱柱状、块状结构】。
碱土(6)

其他土壤:在 0—30 cm 深度开始出现盐积层【厚度≥15 cm;以氯化物为主时盐分含量≥10 g·kg-1,以硫酸盐为主时盐分含量≥16 g·kg-1,以苏打盐为主时盐分含量≥7 g·kg-1】;成土母质为湖积物、冲积物;冻融特征,地表具有石环、冻胀丘等冷冻扰动形态。分布在高寒地区。
寒原盐土(7)

其他土壤:自土表出现盐积层;盐结壳层,或者干旱表层。分布在干旱荒漠地带。
漠境盐土(8)

其他土壤:在 0—30 cm 深度内开始出现盐积层;含硫层,多量的黄钾铁矾和硫酸铁黄色斑纹;土壤 pH<4.0;成土母质为滨海沉积物。一般分布在生长红树林的海涂地带。
酸性硫酸盐土(9)

其他土壤:在 0—30 cm 深度内开始出现盐积层;盐分含量以氯化钠占绝对优势;成土母质为滨海沉积物。
滨海盐土(10)

其他土壤:在 0—30 cm 深度内开始出现盐积层;氧化还原特征,自表层下部或者通体有明显锈纹锈斑。
草甸盐土(11)

其他土壤:有效土体【基岩、半风化基岩、砾石层(粒径≥6.4 cm 的粗石块体积占比≥75%)、卵石层(粒径≥6.4 cm 的粗石块体积占比≥75%)之上的土体,如果厚度>100 cm,则为 100 cm 以上的土体】中,火山喷发碎屑物、尘状火山灰堆积物在无机固体颗粒上的体积占比≥60%。
火山灰土(12)

其他土壤:寒冻物理风化为主,地表常由冻裂的岩石碎块形成岩幂;岩幂下的腐殖质层发育很差,厚度≤10 cm,呈灰色、黄灰色、灰黄棕色或灰棕色,土壤 pH 7.0—8.5;冻融特征,昼融夜冻作用形成了片状结构;土体下界为基岩、岩砾层或永冻层,若为永冻层,土体有锈纹锈斑,甚至有弱潜育特征。植被为垫状植物或者雪莲。
寒冻土(13)

其他土壤:土表至 100 cm 范围内有紫色砂页岩岩性特征。
紫色土(14)

其他土壤:珊瑚砂岩性特征;富磷特性。
磷质石灰土(15)

其他土壤:有效土体≤10 cm,而且其下层为基岩、半风化基岩;成土母质为坡积物、残积物。
石质土(16)

其他土壤:成土母质为坡积物、残积物;有效土体>10 cm;有效土体中≥2 mm 的砾石或岩屑体积占比为 50%以上。
粗骨土(17)

其他土壤:干旱表层,龟裂结皮层,有多角形龟裂纹,砂粒填充于裂缝间;土壤黏粒含量>350 g·kg-1;河流冲积物母质。
龟裂土(18)

其他土壤:为冲积、洪积、坡积、塌积、海潮沉积等自然外营力的堆垫而成的土壤;除表层可能为腐殖质层外,没有明显的发生层次,除表层可能有少量结构发育外,通体没有土壤结构发育。备注:由于设置了工程土土类,对新积土的含义进行了微调,即将人为堆垫过程排除在外了。
新积土(19)

其他土壤:成土母质为风沙沉积物;质地为细沙土或更粗;除表层可能为腐殖质层外,没有明显的发生层次(备注:本文认为母质层 C 不是在成土过程中形成的,不属于土壤发生层次),除表层可能有结构发育外,通体没有土壤结构发育。
风沙土(20)

其他土壤:黄土或黄土状母质;腐殖质累积微弱,向母质层的过渡非常模糊;碳酸钙含量、黏粒含量等没有明显的剖面分异,通体有石灰反应;除表土层外,几乎没有土壤结构,或者结构体的体积占比<50%。一般有粉末状、假菌丝体状碳酸钙新生体。
黄绵土(21)

其他土壤:母质为第三纪、第四纪等古代红色黏土;红土母质上覆土层总厚度<50 cm,与红土母质之间的过渡非常明显。
红黏土(22)

其他土壤:碳酸盐岩岩性特征;石灰反应由表层向下逐渐变强,至少在与岩石接触处有石灰反应;土壤 pH 6.5—8.5;黏粒含量≥350 g·kg-1,上下比较均一,剖面变幅<20%;心土层、底土层的结构体体积占比<50%。一般情况下部分土层有灰斑、铁锰结核、铁锰胶膜。
石灰(岩)土(23)

其他土壤:漂白层,位于腐殖质或者耕作层之下;在漂白层之下或更深有黏粒淀积层,有明显的黏粒胶膜;冻融特征(湿冻)。
白浆土(24)

其他土壤:灰化层【铁铝锰发生了螯合淋溶过程,土体呈现为灰白色,铝化系数、铁化系数分别是铁铝锰螯合淀积层的 53%—71%、5%—26%;pH(H2O)3.5—4.0;盐基饱和度≤20%;腐殖质以富里酸为主】;灰化淀积层【铁铝锰发生了螯合淀积过程,铝化系数、铁化系数是铁铝锰淋溶层的 1.4—1.9 倍、3.8—20.2 倍;pH(H2O)3.5—4.0;盐基饱和度≤30%;腐殖质以富里酸为主】;植被长期是或者曾经长期是针叶林。分布在寒冷湿润气候下,但只有季节性冻层而无永冻层存在。
灰化土(25)

其他土壤:腐殖质以富里酸为主,胡敏酸/富里酸<1.0;富里酸淋溶淀积明显,B 层因富里酸淋溶染色而呈棕色、黄棕色;全剖面酸性反应,pH<6.5;有氧化还原特征,少量-中量铁锰结核;盐基饱和度 50%—70%;冻融特征(湿冻);植被长期是或者曾经长期是针叶林。
棕色针叶林土(26)

其他土壤:半腐有机土壤物质或草根盘结层,暗沃表层;二氧化硅螯合析出明显,部分土层有明显硅粉,经常在腐殖质层、半腐枯枝落叶层中有较多的白色氧化硅粉末或菌丝体;心土层棕色,结构体面上有铁锰胶膜;全剖面弱酸性反应,pH 6.0—6.5;盐基饱和度 70%—80%;冻融特征(湿冻)。
暗棕壤(27)

其他土壤:出现在腐殖质层之下或更深的黏化层【由于残积黏化、黏粒淋溶淀积而使得黏粒含量比同母质的上覆土层、下垫土层高出 20%或者 80g·kg-1;黏粒含量≥120 g·kg-1。一般情况下结构体面上、石砾石表面有黏粒胶膜】,结构体面上有铁锰胶膜和黏粒胶膜;盐基饱和度<50%;土壤 pH 5—7;黏土矿物主要是水云母和蛭石;中下部土壤颜色以棕色为主。
棕壤(28)

其他土壤:弱富铝风化,黏粒硅铝率 2.3—3.3;黏土矿物主要为水云母、蛭石、高岭石;出现在腐殖质之下或更深的黏化层;黏粒阳离子交换量≥24cmol(+)·kg-1,黏粒交换性氢铝 1—13 cmol(+)·kg-1,盐基饱和度≥50%;土壤 pH 5—6;腐殖质淋溶染色较弱,中下部土壤除结构体面覆盖着铁锰胶膜而呈现为棕色外,基质基本上为矿物土壤本身颜色(以黄棕色最为常见)。
黄棕壤(29)

其他土壤:黄土和黄土状成土母质;出现在腐殖质之下或更深的黏化层(残积黏化为主),有铁锰胶膜;黏化层之下的母质层有铁锰结核;黏粒硅铝率≥3.0,黏土矿物主要为水云母、蒙脱石、皂石;土壤 pH6.0—7.5;无交换性氢和铝,盐基饱和度由上至下逐渐趋向饱和,至少中下部土层盐基饱和度>80%;中下部土壤颜色以黄棕色、淡红棕色为主。在 1.5—2.0 m或更深处常见斑点状石灰结核。
黄褐土(30)

其他土壤:暗沃表层;均腐殖质特征;起于地表或接近地表的黏化层(残积黏化),表层和心土层黏粒无明显差异,显著地高于底土层;通体无石灰反应,盐基饱和度 70%—85%,土壤 pH 6—7.0,淀积层呈棕褐色;大部分土层有白色二氧化硅粉末;冻融特征。
灰色森林土(31)

其他土壤:暗沃表层;均腐殖质特征,腐殖质呈舌状延伸;通体无石灰反应,盐基饱和度>80%,土壤 pH 6.5—7.0,淀积层呈棕褐色;有白色二氧化硅粉
末和棕黑色的铁锰结核;冻融特征。
黑土(32)

其他土壤:起于地表或接近地表的黏化层(残积黏化),表层和心土层黏粒无明显差异,显著地高于底土层;心土层以灰棕或棕色为主;钙积层【富含次生碳酸盐的未胶结、未硬结的土层,厚度≥15 cm;碳酸钙含量≥50 g·kg-1;碳酸钙含量比下垫或上覆土层至少高 50 g·kg-1,或可辨认次生碳酸盐(凝团、结核、假菌丝体、软粉状石灰、石灰斑或石灰斑点等)按体积占比≥10%】在 40—60 cm 以下出现,常见多量的碳酸钙假菌丝;土壤 pH 7—8。
灰褐土(33)

其他土壤:出现在腐殖质之下或更深的黏化层(残积黏化为主);钙积层,常有假菌丝状碳酸钙新生体;B 层呈棕褐色;pH 7—7.5;盐基饱和度>80%。
褐土(34)

其他土壤:色调为 5YR 或更红,表土灰棕色,心土层褐红色,底土红棕色、棕色或黄棕色,或游离铁含量≥14 g·kg-1,或游离铁占全铁≥40%;土壤 pH 6.0—7.0;黏土矿物以水云母、蛭石、绿泥石为主,不含三水铝石;无黏化层;复盐基过程明显,盐基饱和度>60%,钙镁占阳离子交换量的 80%以上。
燥红土(35)

其他土壤:黑色的暗沃表层;均腐殖质特征;腐殖质呈舌状延伸,形成舌状过渡层;钙积层,出现在50 cm 以下,碳酸钙呈菌丝或斑块状淀积;土壤 pH 7.0—8.5,而且随着深度增加而升高;至少在底部有石灰反应。
黑钙土(36)

其他土壤:栗色的暗沃表层,有机质含量 15—45g·kg-1;均腐殖质特征;钙积层出现在 50 cm 以内,厚度 20—40 cm,碳酸钙呈菌丝体状淀积;至少在底部有石灰反应。
栗钙土(37)

其他土壤:腐殖质层呈现栗色;通体有石灰反应,部分层位有碳酸钙假菌丝体,但碳酸钙含量没有明显差别,没有钙积层;土壤质地上下比较均一;土壤结构发育弱,除表层外,结构体体积占比<50%。
栗褐土(38)

其他土壤:上部为 30—50 cm 的覆盖层;暗沃表层;均腐殖质特征;钙积层出现在 50 cm 以下,碳酸钙呈菌丝或斑块状淀积;有微弱的黏化过程,结构体面上有褐色铁锰胶膜、黏粒胶膜,但没有黏化层。
黑垆土(39)

其他土壤:淡色表层,有机质含量≤15 g·kg-1;白色灰浆形态的钙积层;pH 8.0—9.0;有较多易溶性盐分和石膏聚集,但未形成盐积层和石膏层;干旱表层。
棕钙土(40)

其他土壤:淡色表层,有机质含量≤15 g·kg-1;钙积层,有假菌丝状碳酸钙新生体;pH 8.0—8.5;有少量易溶性盐分和石膏聚集;土体呈灰棕、黄棕及棕色;干旱表层。
灰钙土(41)

其他土壤:干旱表层,有发育明显的、总厚度 2—10 cm 的孔泡结皮层与片状层,有机质含量<10g·kg-1;孔泡层与片状层以下依次有紧实层、钙积层、石膏聚积层和母质层;土壤 pH 8.0—9.5;通体干硬紧实;在土体中下部有盐分聚集。
灰漠土(42)

其他土壤:干旱表层,有发育较为明显的、总厚度 1—2 cm 的孔泡结皮层与片状层,有机质含量 4—5g·kg-1;孔泡结皮层与片状层向下依次有紧实层、石膏聚集层;碳酸钙表聚明显,全剖面有石灰反应;在土体中部有盐分和石膏聚集层;土壤 pH 8.0—9.5;通体干硬紧实。
灰棕漠土(43)

其他土壤:干旱表层,有发育微弱的、总厚度<1 cm 的孔泡结皮层与片状层;孔泡结皮层与片状层以下依次有紧实层、石膏聚集层、盐盘;在土体中上部有盐分和石膏聚集层;碳酸钙表聚明显,全剖面有石灰反应;有效土体厚度≤50 cm,有较多砾石。
棕漠土(44)

其他土壤:成土母质为残坡积物或黄土堆积物;草根盘结层、草甸植被下的暗色腐殖质层;因受石质接触面、准石质接触面、季节性冻层滞留而产生的氧化还原特征,锈纹锈斑层紧接于腐殖质、或者与腐殖质层交叠。大多数在 2 m 土体内有石质接触面或准石质接触面。
山地草甸土(45)

其他土壤:成土母质为冲积物、洪积物;干旱表层,砾石、石块表面有荒漠漆皮、风蚀刻痕;氧化还原特征,锈纹锈斑层紧接于腐殖质、或者与腐殖质层交叠;含有较高碳酸钠成分的盐分,土壤 pH 8—9。分布在漠境河谷平原沿河一带的胡杨林下。
林灌草甸土(46)

其他土壤:腐泥状黑土层,厚度 20—40 cm;砂姜层;地下水引起的氧化还原特征明显;黏土矿物以蒙脱石为主,收缩性强;成土母质为河流冲积物或者湖积物。
砂姜黑土(47)

其他土壤:暗沃表层,草甸植被下的暗色腐殖质层;地下水引起的强烈氧化还原特征,锈纹锈斑层紧接于腐殖质或者与腐殖质层交叠;成土母质为河流冲积物或者洪积物。
草甸土(48)

其他土壤:耕作层;地下水引起的氧化还原特征,至少底土层有锈纹锈斑;成土母质为河流冲积物或者湖积物。
潮土(49)

其他土壤:有厚度<50 cm 的泥炭层,有机质含量>100 g·kg-1;腐殖质呈现为暗褐色泥腐状,有机质含量约 50 g·kg-1;潜育层,自表土起就有显著的潜育特征。
沼泽土(50)

其他土壤:有厚度>50 cm 的泥炭层,地表可见丘状草墩,土体构型为 H-G 型;潜育层,自表土起就有显著的潜育特征。
泥炭土(51)

其他土壤:脱硅富铝风化作用强烈,铁铝层;游离铁占全铁的 80%以上,黏粒硅铝率<1.6,风化淋溶系数<0.05;盐基饱和度<15%,土壤 pH 4.5—5.5;黏土矿物以高岭石、赤铁矿与三水铝矿为主。
砖红壤(52)

其他土壤:中等强烈脱硅富铝风化作用,铁铝层或者低活性富铁层;黏粒硅铝率 1.7—2.0,风化淋溶系数 0.05—0.15,盐基饱和度 15%—25%,pH 4.5—5.5。
赤红壤(53)

其他土壤:中等脱硅富铝风化作用,低活性富铁层;黏粒硅铝率 1.8—2.4,风化淋溶系数<0.2,盐基饱和度>25%,pH 4.5—6.5。
红壤(54)

其他土壤:中度脱硅富铝化,游离铁主要为水化氧化铁(针铁矿),表层、亚表层,甚至心土层为黄色、棕黄色;盐基饱和度<30%;交换性酸>7cmol(+)·kg-1,交换性铝占交换性酸的 60%以上;土壤pH 4.5—5.5,KCl 浸提 pH≤4.0。
黄壤(55)

其他土壤:冻融特征;暗沃表层;草毡表层或枯枝落叶层;地表水因受石质接触面、准石质接触面、季节性冻层滞留而产生的氧化还原特征。
黑毡土(56)

其他土壤:冻融特征;草毡表层;地表水因受石质接触面、准石质接触面、季节性冻层滞留而产生的氧化还原特征。
草毡土(57)

其他土壤:冻融特征;钙积层,层位较高;有斑点状、菌丝状、霜粉状、斑块状的碳酸钙新生体;土壤 pH 7.5—8.5;腐殖质层厚度<25 cm,有机质含量10—30 g·kg-1。
寒钙土(58)

其他土壤:冻融特征(干冻);有钙积层或钙积现象;含少量易溶盐与石膏;有斑点状、菌丝状、霜粉状、斑块状的碳酸钙新生体;土壤 pH 7.5—8.5;腐殖质层厚度<25 cm,有机质含量 10—30 g·kg-1。
冷钙土(59)

其他土壤:冻融特征(干冻);通体有石灰反应(表土层可以没有),有钙积层或者钙积现象,出现土体中部或者下部;土壤 pH 7.5—8.5;腐殖质层多呈棕色或浊黄棕色。
冷棕钙土(60)

其他土壤:冻融特征;孔泡结皮层;易溶盐分和石膏在地表聚集;常年具有昼夜冻融交替过程;土壤pH 7.0—9.0。
寒漠土(61)

其他土壤:冻融特征;孔泡结皮层;易溶盐分和石膏在表下层聚集;土壤 pH 8.0—8.5。
冷漠土(62)
其他土壤。
类型待定土(63)

4 讨论

4.1 建立《三普暂行分类》土壤检索系统是非常必要的

在当今科技日益发达的情况下,大多数自然物体的分类都配备有检索系统,动物分类有检索系统,植物分类也有检索系统,足以说明检索系统是辨识自然物体的高效手段。在经历了“一普”“二普”的长期探索后,我国已经形成了比较成熟的发生分类体系[15],却一直没有建立相应的检索系统,虽然有研究者进行了一些探索[16],建立了区域性的土壤检索系统,但是还没有面向整个分类系统的检索系统,大部分省(市)也没有地方性的检索系统。现今世界先进的土壤分类系统都会配备检索系统,比如美国土壤分类系统(Keys to Soil Taxonomy)[17]、世界土壤参比基础(World Reference Base for SoilResources)[18]、俄罗斯土壤分类系统(ClassificationSystem of Russian Soils)[19]、日本统一土壤分类系统(Unified Soil Classification Systemin Japan)[20],都配备了基于诊断层和诊断特性的检索系统。如果《三普暂行分类》不配备检索系统,显然是跟不上世界潮流的。

在从《三普暂行分类》分类依据中提取检索指标的过程中,发现许多土类的涵义彼此之间存在重叠或者包含关系,举 3 个例子如下:

①紫色土和石质土,许多紫色土的有效土层<10 cm,完全符合石质土的涵义,如果将这些紫色土认定为石质土,不能认为是类型认定错误;

②潮土的基本特征是在人为耕作下形成了耕作层,在地下水的影响下形成了氧化还原层(锈纹锈斑层),但是这两个特征在灌淤土、砂姜黑土、耕作后的草甸土、大部分菜园土上也是存在的,这些土壤完全有可能被认定为潮土。

③在华北平原上经常发现,许多剖面既符合褐土的定义,也符合潮土的定义,究竟是判定为潮土还是褐土,完全取决于调查者的专业知识,甚至主观认识。因此,很有必要建立“三普土类检索系统”,按照一定的规则确定各个土类的先后秩序,不然很多土壤,特别是那些处于类型边界处的土壤很可能被不同的调查人员认定成不同的土类,造成土壤分类信息的紊乱,也会造成普查成果汇总时的混乱。

本文以土类为例,探索了建立《三普暂行分类》检索系统的可行性和技术路线,所建立的土类检索指标和检索系统,很难做到非常准确或者正确,将来肯定还需要进一步完善。此外,《三普暂行分类》是一个包含土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种的完整体系,尽管由于土纲、亚纲是对土类的归纳,土壤性质、功能、分布区域过于宽泛,土壤普查一般不会以土纲、亚纲作为统计单元进行成果汇总。但是一定会以土类、亚类、土属、土种作为统计单元进行成果汇总。因此,要尽快建立包含土类、亚类、土属、土种的完整检索系统,首要的是建立面向《三普暂行分类》的诊断层和诊断特性。

4.2 《三普暂行分类》的土类需要进一步完善

所谓土壤分类是指根据一定的原则和目的,通过比较土壤之间的相似性和差异性,对变化万千的土壤进行分门别类。由于不同国家和地区所处气候带不同,拥有的土壤资源和人均资源不同,经济与科技发展水平不同,采用的分类原则、命名规则、地面调查方法各有不同,最终形成的分类系统各不相同[21-22]。比如HUGHES 等[23]认为澳大利亚土壤分类(Australian SoilClassification,ASC)系统是专门为澳大利亚土壤创建的。对于澳大利亚而言,ASC 比美国土壤分类(ST)更加具有针对性。我国是个农业大国,新中国建立以来的第一次、第二次全国土壤普查以及正在进行的第三次全国土壤普查都强调土壤普查的根本目的是为农业生产服务,所形成的土壤分类基本都是以土壤性质和土壤功能上的差异为根本导向的[24-25],比如第一次全国土壤普查时期,侯光炯[26]提出“六看”农业土壤分类标准(看土耕作、看土施肥、看土灌溉、看土种植、看土管理、看土改良),并指出土壤分类必须科学化(要能够揭示土壤物质迁移转化规律)、战斗化(分类成果要能够指导生产活动)、群众化(分类方案要能为人民群众容易掌握)。农业土壤分类的目的在于反映土壤生产性能和耕作特征、利用方法和改良途径,为培育高产肥沃土壤指明方向[27]。“二普”划分土类时,要求每一个土类具有独特的剖面形态及相应的土壤属性,同一个土壤类型内必定有相类似的肥力特征,和改良利用方向与途径[28],说明划分土类的根本依据是土壤本身的性质和功能。“二普”形成的《中国土壤分类系统(1992)》以及以此为基础形成的土壤分类代码国标,符合汉语语言特征,特别是高层级分类中的土类命名,能较好表达我国主要土壤类型的典型特征,易于专业及非专业人员对土壤类型及成土过程的认知,在全国影响较大[21]。2022 年“国务院三普办”组织全国 70 多位专家讨论决定以《中国土壤分类系统(1992)》为基础形成《三普暂行分类》,仅仅删除了漂灰土,增加了工程土,恢复了菜园土,说明“二普”1992 分类系统是适合我国国情的,具有很好的稳定性,显示了强大的生命力,在今后很长时间将是指导我国农业和土壤学的重要工具。但《第三次全国土壤普查工作方案》同时也指出“三普”工作要“以完善土壤分类系统与校核补充土壤类型为基础”[2]。

本文在从《三普暂行分类》分类依据中提出检索指标的过程中,发现有些土类的确立和整个系统的分类思想并不是十分吻合。比如高山土纲的黑毡土(亚高山草甸土)、草毡土(高山草甸土)与半水成土纲的山地草甸土的发生发育机制基本相同,都是草毡化、腐殖质化以及冻融交替过程引起的氧化还原过程,剖面形态和理化性质也基本相同,仅仅从土壤本身很难区分这些土壤类型,特别是黑毡土、草毡土分布区域相同,只是分布的海拔有所不同,更难以区分。同样的情况也发生在高山土纲的寒钙土(高山草原土)、冷钙土(亚高山草原土)、冷棕钙土(山地灌丛草原土)与钙层土纲的灰钙土上,这 4 个土类的主导性成土过程都是弱的腐殖化过程、弱碳酸钙淋溶淀积过程,剖面形态和理化性质没有明显的差别,特别是寒钙土、冷钙土、冷棕钙土的分布区域毗邻。因此以上土类,不得不借助于分布区域、气候条件等才能进行检索,这不仅和整个分类体系的分类思想不符合,也不利于这些地区和其他地区进行技术交流。因此,建议借助第三次全国土壤普查,对这些土壤类型的剖面形态、理化性质、生产性能等进行更多的研究,找出彼此之间足以用作划分土类的土壤性质、土壤剖面形态、土壤生产性能上的差异,或者考虑进行土类归并,减少土类数量。

还有一个值得讨论的问题,《三普暂行分类》的地带性土类下往往有一个“性土”亚类,它们和土类分布在同一生物气候带,但又有一个以上的指标不符合土类的划分依据。於忠祥[28]认为这是硬性套用气候地带性的结果,不能反映土壤的不同发育阶段,致使土类概念庞杂。张俊民等[29]认为进行土壤分类应该重视地带性,但不能唯地带论。在《中国农业百科全书·土壤卷》[12]中也没有“xx 性土”亚类。可见对于“性土”是颇有争议的。我们认为从农业利用的角度,“性土”有其合理性,因为在生产和野外调查中,经常遇到难以划归到已有任何土类的剖面,但剖面形态和“xx 土”很相似,植被景观、地表环境和农业利用等也大致和“xx 土”相同,将之取名为“xx 性土”,能充分发挥中文“望文知义”的优势,立马让人知道“该土壤不是 xx 土类,但非常像 xx 土类”,非常有利于认识土壤和传播土壤相关知识。但是将“xx 性土”作为“xx 土”的亚类,显然是不科学的,对土类检索系统的建立也形成了障碍。因为按照土类的划分依据进行检索,这些“性土”就无法被包含住了。作为分类系统,特别是检索系统,必须有严格的逻辑关系,对某个类型不能是“既符合 xx 条件,又不符合 xx 条件”。在土类下设置“性土”亚类,就会出现“如果某个土壤符合 AA 条件,则是 BB 土;如果某个土壤不符合 AA 条件,则是 BB 土”这样自相矛盾的逻辑混乱。因此,建议在《三普暂行分类》中增加一个“性土”土类,把所有的“xx 性土”作为亚类全部归并到该土类下,即将本文中的“类型待定土”改名为“性土”,类似于系统分类下的雏形土。

5 结论

《三普暂行分类》有些土类涵义彼此之间存在重叠或者包含关系,必须通过建立检索系统才能有效地防止同土异名、同名异土问题;《三普暂行分类》大多数土类是可以通过剖面形态、土壤理化性质建立起检索指标的,但是高山土纲的多数土类没有完全遵循整个分类系统的分类原则,彼此之间难以从剖面形态和土壤理化性质上进行区分,需要利用分布区域、海拔高度等非土壤本身属性才能区分;《三普暂行分类》的土类还需要进一步完善,地带性土类下的“性土”亚类不符合土类的划分指标,土类与亚类之间存在分类学逻辑悖论,建议增加一个“性土”土类,用于容纳地带性土类的“性土”亚类,同时建议对部分土类要进行适当归并。

致谢:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所黄鸿翔、徐爱国研究员审阅了全文,提出了文字修改;中国科学院南京土壤研究所李德成研究员,中国农业大学张凤荣、黄元仿教授,中国地质大学吴克宁教授,沈阳农业大学王秋兵教授,新疆农业大学蒋平安、盛建东教授,西南大学慈恩教授,四川农业大学袁大刚教授,华南农业大学卢瑛教授,湖南农业大学张扬珠教授,湖南省土壤肥料工作站黄铁平研究员对检索系统提出了修改意见。


参考文献略


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