導讀:我國土系建設取得了較大進展,但土系描述標準還有待進一步完善和規范。
自2001年我國完成土壤系統分類高級單元(土綱-亞綱-土類-亞類)檢索系統后,就開始了基層單元(土族-土系)的研究工作。2009年國家科技基礎性工作專項“我國土系調查與《中國土系志》編制2008FY110600)”啟動(以下簡稱土系項目),完成了土壤系統分類基層單元(土族和土系)的調查研究方法,如代表性單個土體樣點布設方法、野外土壤描述與采樣規范、實驗室分析方法、土族和土系劃分標準、土系描述標準、土系數據庫標準等,并新建了2 242個土系,使得我國已建土系的數量增至3 000個左右,但距約3萬個估計總量差距甚遠,因此在未來相當長的一段時間內,土系建設仍將是我國土壤系統分類研究和土系建設的一個重點。
土系描述是土系建設最為重要的一環,是土系所有信息的直觀具體展現。為確保土系描述的科學性和規范性,土系項目初步制訂了土系描述標準,其包括七個方面的內容:
(1)土系類型、擬定者和擬定日期、審定者和審定日期;(2)分布與環境條件;(3)土系特征與變幅;(4)典型景觀照片、代表性單個土體剖面照片以及形態特征描述;(5)對比土系;(6)利用性能綜述;(7)參比土種。
但由于該標準并未正式成文,而且一些部分要求的內容也不夠詳細和具體,導致一些人員在土系描述過程把握不準,描述內容與描述風格不盡統一,尤其是在土系特征與變幅、對比土系的選擇和比較、利用性能綜述三個方面問題較多。
如在土系特征與變幅方面,或是土系的診斷層和診斷特性不全或冗余,或是未抓住重點對象的變幅;在對比土系方面,或是選擇的對比土系不當,或是比較時內容繁多,未突出重點差異;在利用性能綜述方面,對土系的評價缺乏全面性和系統性,提出的一些對策沒有針對性。這些問題或多或少地影響到了土系描述的科學性、規范性、全面性和系統性,為此,本文基于土系描述標準的介紹,剖析我國土系描述中存在的主要問題和產生原因,并提出相應對策,旨在進一步完善描述標準的科學性、規范性、全面性和系統性,提高我國土系描述的質量。
1 土系描述標準
土系項目初步制訂的土系描述標準內容如下:
1.1 土系名稱
土族類型
擬定者:≤3人;
擬定時間:X年X月
審定者:≤3人;
審定時間:X年X月
說明:1)土族類型的確定依據“土族和土系劃分標準”[4];2)亞類的確定依據《中國土壤系統分類檢索(第三版)》[1];3)審定者也可是具體的人員姓名。
1.2 分布與環境條件
分布空間位置,主要氣候特征,地貌/地形、海拔,成土母質,土地利用類型、輪作方式。
1.3 土系特征與變幅
鑒定所屬亞類的診斷層和診斷特性,重要層次和重要特性出現的深度、厚度、數量及其相應的變幅。
1.4 代表性單個土體
行政區劃地名,經緯度,海拔、地貌/地形部位,成土母質,土地利用類型、輪作方式,50cm深度土壤溫度,野外調查日期,編號。
1.5 對比土系
最相近的土系與本土系之間存在的主要差異及其原因。
1.6 利用性能綜述
優劣勢與適宜方向評價,利用改良對策。
1.7 參比土種
對應的第二次土壤普查的土種。
2 土系描述難點剖析
此處以新建的安徽省某土系為例,重點剖析土系描述難點的撰寫方法。
2.1 XX系(XX Series)
土族:黏壤質云母混合型非酸性熱性—鐵聚潛育水耕人為土
擬定者:李某某,趙某某,楊某;擬定時間:2012年10月
審定者:東北土系審定小組;審定時間:2016年1月
2.2 分布與環境條件
本土系主要分布于安徽省沿江丘崗區寬河谷兩岸,屬北亞熱帶濕潤季風氣候,年均日照時數2 100~2 140h,氣溫15.0~16.0 ℃,降水量1100~1 200 mm,無霜期210d。海拔8~70 m,成土母質為下蜀黃土母質搬運物,水田,麥/油-稻輪作或單季稻。
土系分布空間位置確定方法:分布空間位置的確定一是依據專家經驗和土壤—景觀之間的關系推理獲取,二是在明確參比土種后,綜合分析土種空間分布位置后確定的。
2.3 土系特征與變幅
本土系診斷層包括水耕表層、水耕氧化還原層;診斷特性包括熱性土壤溫度、人為滯水土壤水分狀況、潛育特征、氧化還原特征。由于地勢較低,加之長期植稻冬漚,50~60 cm以上土體長期滯水處于還原狀態,潛育特征明顯。土體厚度在1 m以上,細土質地為砂質壤土-砂質黏壤土,pH介于5.5~7.0,潛育層以下土體結構面上可見30%左右的鐵錳斑紋,土體中可見15%左右的直徑約2~5 mm左右的黃褐色軟鐵錳結核。
難點剖析與對策:
土系特征與變幅是土系描述的難點之一,根本原因在于:一個土系的建立一般需要綜合相應的多個單個土體的剖面信息,才能較為可靠地總結出土系的特征和變幅,但由于經費限制,往往實際觀察和測定的標準剖面數量僅為1個,因此很難歸納總結出土系的特征和變幅。為解決這一問題,采用兩種方法:一是在野外調查時多走、多動和多看,或利用土鉆在相同景觀單元內,圍繞標準剖面點周圍,多點鉆取相應深度的土壤與標準剖面進行對比;或將附近由于修路或挖溝渠形成的斷面與標準剖面進行對比;二是在確定第二次土壤普查的參比土種后,充分利用土種的信息。
撰寫要點:
(1)原則是要求列出本土系具有的所有診斷層和診斷特性,這樣有助于全面地了解本土系的發生學特點,但考慮到可能的研究成本限制以及過多的診斷層和診斷特性可能會喧賓奪主,因此要求至少要列出鑒定本土系所屬亞類的診斷層和診斷特性。
(2)描述診斷層和診斷特性出現的深度、厚度及其變幅,診斷層和診斷特性涉及的重要指標的特征和變幅,土體厚度變幅,土體質地層次構型特點,耕作層質地類型和厚度變幅,新生體(斑紋、膠膜、結核)、侵入體、土壤動物的數量變幅和出現深度變幅等。
需要注意的是,由于我國耕地已普遍采用旋耕,導致耕作層厚度一般在10~15cm之間,差異不大,故對耕地而言,可以不要描述診斷表層(耕作層)的厚度和變幅。而對于土體較薄(厚度<50cm)的非耕作土壤(一般多是雛形土或新成土),則仍需描述診斷表層的厚度變幅。
2.4 代表性單個土體
本土系位于安徽省XX縣XX鄉XX村XX組西(31°30′1.3″N,116°50′51.1″E),海拔19 m,丘崗區寬溝谷兩岸,成土母質為下蜀黃土,老水田,麥-稻輪作,50 cm深度土溫17.6 ℃。野外調查時間為2011年11月15日,編號34-043。
難點剖析與對策:
這部分有兩個難點,難點一是確定代表性單個土體詳細行政區劃地名,可以或采用野外調查時詢問當地群眾獲取,或依據樣點GPS測定的經緯度,回到室內通過網絡查詢定位獲取(如GPSSPG網頁,http://www.gpsspg.com/maps.htm)。建議兩種方法同時采用,相互驗證。
注意:
如果發現地名與我國已有土系重名,可以依據網絡查詢改為附近的其他地名。難點二是50cm深度土壤溫度如何確定,可以或依據其與年均氣溫之間的關系推出,一般是年均氣溫+1~3℃,或采用其與樣點的海拔高度和經緯度之間的模型推出。
有關代表性單個土體形態特征的描述詳見《野外土壤描述與采樣規范》1),這里不再贅述。出于篇幅考慮,此外未列出土系的典型景觀照片和代表性單個土體剖面照片。
2.5 對比土系
XX系,同一土族,成土母質和地形部位一致,但潛育層之下土體鐵錳淋失相對較重,結構面上鐵錳斑紋較少,約5%,土體中鐵錳結核少,約2%左右。XXX系,同一亞類不同土族,地形部位一致,但成土母質為河流沖積物,黏粒含量較低,顆粒大小級別為壤質。XX系,位于同一鄉境內,成土母質一致,但地形部位相對略高,一直旱作,不同土綱,為潮濕雛形土。
難點剖析與對策:
這部分有兩個難點,一是如何找準參比土系,對比土系的選擇原則要把握兩點:一是分類上最好是土族相同或亞類相同的土系,二是分布空間位置上最近的土系。如果同一土族下有其他土系,則作為參比土系,并指出其在成土母質、分布地形部位、土體或重要層次顏色和厚度、土體質地構型、新生體出現層位和含量、分類上重要化學指標含量等存在的明顯差異及其原因;如果同一土族下沒有其他土系,則以同一亞類但不同土族下的其他土系作為參比土系,并指出其在成土母質、分布地形部位、土族四個鑒別特征(顆粒級別大小、礦物學類型、石灰性及酸堿性、土壤溫度狀況)上存在的明顯差異及其原因;以分布空間位置上最近(如屬于某一地形序列,或位于同一個行政單元(村、鄉鎮或縣市)境內的其他土系作為參比土系,指出或是由于土地利用差異,或是由于土壤發育程度/成土過程差異等導致的分類高級單元不同。
注意:
(1)對比土系可以是多個,符合分類相近和空間位置相近的土系原則上均應作為對比土系進行比較說明;(2)如果在描述甲土系的時候,對比了乙土系,則在描述乙土系時也要相應地對比甲土系。
2.6 利用性能綜述
XX系土體深厚,耕作層偏薄、偏酸、偏黏,耕性和通透性略差,有機質、有效磷、速效鉀含量偏低,上層滯水嚴重,易澇易漬。應適當施用生石灰、白云石粉或生物炭改酸,深溝排水降低漬害,適當深耕以加厚耕作層,增施有機肥和秸稈還田以培肥土壤和改善土壤結構,增施磷肥和鉀肥。
難點剖析與對策:
這部分撰寫存在的主要問題是對土系的評價缺乏全面性和系統性,導致提出的對策針對性不強。評價時應該依次考慮土體厚薄,耕作層厚薄、質地粗細、耕性和通透性、酸堿性、有機質和氮磷鉀養分豐缺狀況,障礙層有無及出現的深淺,是否易澇易旱(灌排是否有保證),能否旱澇保收,水土流失發生難易(坡旱地或植被覆蓋度差的其他用地),在明確上述方面后,再針對性地提出相應的對策。
2.7 參比土種
難點剖析與對策:
準確確定的參比土種有一定難度,其確定方法有兩種:一是依據GPS測定的代表性單個土體的經緯度信息,在第二次土壤普查繪制的大比例尺土壤圖(1∶1萬~1∶5萬)上,依據樣點位于的圖斑對應的土種類型確定。
但這種方法的可靠性受土壤圖精度的影響,因此在依據土壤圖確定參比土種后,建議進一步對比分析土系與參比土種的成土因素信息、剖面形態特征和關鍵理化性質測定結果,盡可能確保兩者一致。二是不考慮第二次土壤普查繪制的土壤圖,依據本土系的成土因素信息、剖面形態特征和關鍵理化性質測定結果,按照第二次土壤普查的分類標準,逐一確定本土系在發生分類上所屬的土綱、土類、亞類、土屬、土種。這種方法準確性高,但難度大,需要熟悉第二次土壤普查分類標準和掌握各類土種的特點。
注意:
由于我國第二次土壤普查中,由縣到地市再到省(直轄市、自治區),存在土種歸并的過程,因此,當找不出省(直轄市、自治區)級別的適宜參比土種時,可以考慮找出地市、縣級別的適宜參比土種(但需在參比土種后注明相應的市縣名稱)。
3 結論
我國土系建設取得了較大進展,但土系描述標準還有待進一步完善和規范。本文剖析了土系描述的難點及其相應的對策,進一步完善了我國土系描述標準,旨在希望能夠指導我國的土系建設,進一步提高土系描述的科學性和規范性。
具體參考文獻略。
(作者:土壤與農業可持續發展國家重點實驗室(中國科學院南京土壤研究所)
中國鄉村發現網轉自:《土壤學報》(2016年第6期)
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