重慶市全新統沖積物發育土壤的系統分類研究①

胡 瑾，慈 恩，連茂山，肖 淘，丁寧寧，孫洪光，王 秀

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重慶市全新統沖積物發育土壤的系統分類研究①

胡 瑾，慈 恩*，連茂山，肖 淘，丁寧寧，孫洪光，王 秀

(西南大學資源環境學院，重慶 400715)

為明確重慶市第四系全新統(Qh)沖積物發育土壤在中國土壤系統分類中的歸屬，本文以該成土母質發育的土壤為研究對象，挖掘9個典型土壤剖面，通過野外觀測、分層取樣及理化性質分析等，依據現行中國土壤系統分類檢索，對其進行分類和命名，并與發生分類進行參比。結果表明：9個供試土壤剖面分別歸屬于雛形土和新成土2個土綱，5個亞類，其中5個為石灰淡色潮濕雛形土，1個為鐵質簡育常濕雛形土，1個為斑紋簡育濕潤雛形土，1個為潛育潮濕沖積新成土，1個為石灰潮濕沖積新成土；隸屬于發生學分類潮土土類的6個供試剖面分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個土類，而隸屬于發生學分類新積土土類的3個供試剖面則分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個土類。結合成土環境分析可知，地形、氣候和母質是影響重慶市第四系全新統沖積物發育土壤系統分類的重要因素。

重慶市；沖積物發育土壤；系統分類；發生分類；診斷層；診斷特性；參比

土壤分類是土壤科學水平的反映，是土壤信息交流的媒介，是因地制宜推廣農業技術的依據[1]。隨著土壤科學的發展，以診斷層和診斷特性為基礎、以定量化為特點的土壤系統分類逐步成為國際土壤分類的主流，自20世紀80年代中期以來，我國的土壤分類開始向定量化、標準化和國際化方向發展[2]。目前，我國的土壤系統分類研究已取得了令人矚目的成就[3-7]，區域土壤的系統分類研究在浙江、海南和福建等諸多省份相繼開展[8-15]，但重慶市的土壤系統分類研究相對滯后，僅有1篇主要基于野外剖面形態觀察為主的重慶典型煙田土壤系統分類報道[16]，這勢必會影響到其他學科利用土壤系統分類的成果。

重慶市境內河流縱橫，在河流兩岸廣泛分布著全新統沖積物發育的土壤，其肥力水平較高，宜耕性強，是重慶市種植蔬菜和經濟作物的重要土壤資源。近年來，有學者對平原土壤[17-19]、潮土[20]等有了系統分類研究，但在重慶市缺少對全新統沖積物發育土壤的系統分類研究。為此，本文依托國家科技基礎性工作專項(2014FY110200)，選取重慶市第四系全新統沖積物發育土壤的典型個體為研究對象，依據現行中國土壤系統分類檢索，對其進行系統分類研究，旨在確定該母質上發育的土壤在中國土壤系統分類中的歸屬，進一步完善重慶市的土壤系統分類，并為重慶市蔬菜和經濟作物的生產提供參考。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

重慶市地處四川盆地東部，屬我國陸地地勢第二級階梯。東北部為大巴山和巫山，東南部為大婁山等山脈，西部為方山丘陵，中部主要為低山與丘陵相間排列的平行嶺谷區[21]。重慶市空氣濕潤，降水豐沛，太陽輻射弱，日照時間短，多云霧，少霜雪的亞熱帶濕潤季風氣候顯著；年均氣溫為17.5℃；年均降水量為1 125.3 mm；年均相對濕度為80%，在全國屬高濕區；年均日照時數888.5 ~ 1 539.6 h，日照百分率僅為25% ~ 35%，為全國年日照最少的地區之一。重慶市境內河流縱橫，長江自西南向東北橫貫市境，北有嘉陵江，南有烏江匯入，形成向心的、不對稱的網狀水系；境內流域面積大于100 km2的河流有274條，其中流域面積大于1 000 km2的河流有42條。在市域范圍內，第四系全新統沖積物主要分布在長江、嘉陵江、涪江、小江等大小河流的河漫灘和低階地上，該沖積物發育的土壤主要歸屬于潮土和新積土2個土類(發生分類)。

1.2 研究方法

根據重慶市的地質圖和土壤圖篩選出重慶市第四系全新統沖積物發育土壤的分布區域，疊加地形和交通等相關圖件，結合第二次土壤普查的相關數據，確定重慶市第四系全新統沖積物發育土壤的采樣區域和采樣點。參照《野外土壤描述與采樣手冊》(簡稱《手冊》)[22]，挖掘標準土壤剖面，開展成土環境調查(表1)、剖面形態觀察以及相關記錄工作，野外進行亞鐵反應、石灰反應和土壤比色[23]，分層采集土壤分析樣和環刀容重樣。根據《手冊》的相關要求，確定上述土壤樣品的測定指標，主要測定指標及方法[24]如下：pH為水浸提法；容重為環刀法；土壤有機碳為重鉻酸鉀-硫酸消化法；顆粒組成為吸管法；碳酸鈣為氣量法；有效磷(P)為0.5 mol/L NaHCO3浸提法；陽離子交換量(CEC)為NH4OAc(pH 7.0)交換法；游離氧化鐵為DCB浸提比色法。

表1 供試剖面的成土環境

2 結果

2.1 成土環境

供試土壤的成土母質主要為灰棕色、紫色和黃色近現代河流沖積物，其中，剖面S01位于嘉陵江河漫灘后緣，剖面S02位于嘉陵江一級階地，剖面S06位于長江的河漫灘上，其成土母質均為灰棕色河流沖積物；剖面S04和S05位于流經紫色土區域的溪河附近，其成土母質為紫色河流沖積物，剖面S07和S08位于流經黃壤和石灰(巖)土區域的溪河附近，其成土母質為黃色沖積物；剖面S03位于涪江及其一級支流(流經紫色土區域)之間的一級階地，其成土母質為灰棕色河流沖積物和紫色河流沖積物；剖面S09位于長江支流的消落區，存在埋藏層，其前身為水稻土，其成土母質為紫色泥(頁)巖風化殘坡積物，埋藏層之上的土體則由河流沖積物發育而來。供試剖面所處海拔范圍為164 ~ 849 m，僅有剖面S07位于海拔高于800 m的中山區。除剖面S09為未利用的內陸灘涂外，其余剖面點均為旱地，種植蔬菜和經濟作物。

2.2 土壤剖面形態及理化性質

2.2.1 土壤剖面特征 由表2可見，供試土壤剖面為A-B-C和A-C構型，均有腐殖質A層，除S03和S04外的7個剖面均有母質C層，除剖面S01外的8個剖面均有風化B層，剖面S06和S09的新積母質層之下存在埋藏的耕作層(Apb)；土壤色調主要為7.5YR、2.5Y，明度為4 ~ 7，彩度為1 ~ 4，變化范圍??；除剖面S03和S09由異元母質發育而來造成剖面上部與母質層色調不同外，其余同一剖面的色調基本不變；另外，各土類表層土壤與下層土壤明度基本不變或減小1，土壤潤態明度與干態明度相比均減小1，彩度幾乎不變。剖面S01、S02、S03、S04、S05、S06、S08和S09有鐵錳銹斑，且斑紋邊界對比度皆為明顯。此外，除剖面S09從62 cm以下具有亞鐵反應外，其余剖面均無亞鐵反應；各剖面均有不同程度的石灰性反應，同一剖面部分土層無石灰反應。

2.2.2 土壤理化性質 由表3可見，9個供試土壤剖面土壤質地以砂土類和壤土類為主，除剖面S07(0 ~ 65 cm)和S09(14 ~ 62 cm、80 ~ 133 cm)為黏壤土類、S09(62 ~ 80 cm)為黏土類外，其余剖面多為壤質砂土、砂質壤土、壤土和粉壤土，其中剖面S01和S06的部分土層砂粒(2 ~ 0.05mm)含量>700 g/kg，為壤質砂土。供試土壤pH介于7.5 ~ 8.8，pH隨深度增加無明顯變化，這表明該類型土壤巖性不連續并且淋溶發生很少。土壤有機碳含量較低，除剖面S07和S08以外，有機碳含量均低于10 g/kg；且除剖面S01、S06和S09的有機碳含量隨剖面深度無明顯規律外，其余剖面有機碳積累主要在表層，從表層向下逐漸減少。另外，CaCO3含量差異較大，剖面S09的0 ~ 62 cm土層CaCO3含量均大于500 g/kg，而80 cm以下的土層CaCO3含量約為10 g/kg，剖面S06和S07的CaCO3含量較高，在95.00 ~ 99.58 g/kg范圍之間。游離氧化鐵介于4.44 ~ 27.19 g/kg范圍，除剖面S07(0 ~ 65 cm、98 ~ 138 cm)和S08外，其余剖面游離氧化鐵均小于20 g/kg，各土層含量隨深度的增加而增加。各剖面的黏粒CEC值在41.66 ~ 246.89 cmol/kg，變化范圍較大，剖面S07、S08和S09的黏粒CEC值較大，其對應的有機質含量和黏粒含量都較高，其余剖面黏粒CEC值較小，且對應的有機質含量和黏粒含量較低。剖面S06中27 ~ 49 cm土層曾為表層，受人為耕作影響，其有效磷含量高，為84.86 mg/kg，但由于位于河漫灘受洪水泛濫影響，導致其上部覆蓋一層壤質砂土。其余各剖面土層有效磷含量均低于35 mg/kg，表明該區域土壤未出現肥熟現象。此外，9個剖面pH≥7.5，可認為是鹽基飽和的(≥50%)。

表2 供試土壤的剖面描述

續表

表3 供試土壤的理化性質

續表

2.3 主要診斷層和診斷特性

由表4可知，根據《中國土壤系統分類檢索(第3版)》[2]對9個供試土壤剖面的成土條件和各項指標進行檢索，共鑒定出1個診斷表層、1個診斷表下層和8個診斷特性。結果如下：①淡薄表層：所有剖面的表層厚度均低于25 cm，剖面S01、S02、S06和S09的有機碳含量<6 g/kg，符合淡薄表層檢索條件；剖面S04剖面潤態明度≥3.5，干態明度≥5.5，潤態彩度≥3.5，為淡薄表層檢索條件。②雛形層：風化成土過程中形成的無或基本上無物質的淀積，未發生明顯黏化，帶棕、紅棕、紅、黃或紫等顏色，且有土壤結構發育的B層，9個供試土壤剖面中有S02、S03、S04、S05、S06、S07和S08共7個剖面符合雛形層的鑒定條件。診斷特性有：①巖性特征：剖面S01、S02、S03、S06和S09在0 ~ 50 cm范圍內有明顯的沉積層理，并且在125 cm深度處有機碳含量≥2 g/kg，符合沖積物巖性特征；②土壤水分狀況：綜合土壤樣點的水文狀況及氧化還原特征，將9個剖面的土壤水分狀況分為潮濕土壤水分狀況、常濕土壤水分狀況和濕潤土壤水分狀況，剖面S01、S06、S08和S09為河漫灘地形，S03、S04和S05為低階地，地形部位較低，這些剖面中斑紋出現的深度較淺，全部或某些土層被地下水或毛管水飽和并呈還原狀態，符合潮濕土壤水分狀況；剖面S07地形部位較高，不受地下水上下遷移的影響，其年干燥度<1，且每月干燥度幾乎都<1，屬常濕土壤水分狀況；剖面S02地形部位也較高，基本不受地下水上下遷移的影響，其年干燥度<1，但夏季>1，為濕潤土壤水分狀況。③潛育特征：剖面S09長期被水飽和，導致土壤發生強烈還原的特征，有50% 以上的土壤基質色調為2.5Y，潤態明度≥4，潤態彩度≤3，土體中有鐵錳斑紋，且有亞鐵反應，符合潛育特征。④氧化還原特征：剖面S01、S02、S03、S04、S05、S06、S08和S09有鐵錳銹斑紋，符合氧化還原特征。⑤土壤溫度狀況：本文中各剖面土壤年平均土溫≥15℃且<22℃，符合熱性土壤溫度狀況。⑥鐵質特性：剖面S08的整個B層部分DCB浸提游離氧化鐵≥20 g/kg，符合鐵質特性。⑦石灰性：9個剖面中所有層次的CaCO3相當物均≥10 g/kg，且絕大部分層次用1∶3 HCl處理均有泡沫反應，符合石灰性。⑧鹽基飽和度：通常認為pH>7.5為鹽基飽和，本文9個剖面均屬于鹽基飽和。

表4 供試土壤的診斷層和診斷特性

2.4 土壤分類與參比

根據對9個剖面的診斷層和診斷特性的分析，按照《中國土壤系統分類檢索(第3版)》[2]對本文供試土壤進行系統分類檢索。研究發現，9個供試剖面在中國土壤系統分類歸屬中屬于2個土綱、5個亞類(表5)。由表5可知，研究區土壤的發生分類與系統分類不呈一一對應的關系，但有一定規律，隸屬于發生學分類潮土土類的6個供試剖面分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個土類，而隸屬于發生學分類新積土土類的3個供試剖面則分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個土類。

表5 供試土壤的系統分類及其發生分類參比

3 討論

本文9個供試土壤剖面分別歸屬于中國土壤系統分類的雛形土和新成土2個土綱，5個亞類，而在土壤發生分類中僅屬2個亞類(灰潮土和新積土)。這從一個方面表明，土壤系統分類在該類母質發育的區分能力更強。秦聰[17]對江漢平原的河流沖積物發育土壤檢索出潮濕雛形土和沖積新成土亞綱，李少叢等[20]對河南省的潮土檢索出潮濕雛形土和干潤雛形土亞綱，本文對重慶市第四系全新統沖積物發育土壤檢索出潮濕雛形土、常濕雛形土、濕潤雛形土、沖積新成土亞綱。本文認為影響重慶市第四系全新統沖積物發育土壤的系統分類的因素主要為：①氣候因素。重慶屬高濕區，位于河流兩岸的土壤水分狀況良好，根據重慶市各區縣氣象站點的觀測數據，運用Penman經驗公式[2]估算可知，境內各區縣氣象站點的年干燥度均小于1，其中海拔800 m以上氣象站點的每月干燥度也均小于1。因此剖面S07海拔在800 m以上，屬常濕土壤水分狀況，歸屬為常濕雛形土。②地形條件。剖面S01和S09均位于河漫灘上，在警戒水位以下，受地形及氣候因素的影響較大，土壤在發育過程中因降水受河流沖積，常有新鮮沖積物加入，并且沒水分的垂直定向運動，無良好的結構發育B層的形成，因此，劃為新成土土綱。剖面S02、S03、S04、S05和S07距離河流較遠，屬低階地，受河流影響較小或已脫離河流沖積的影響，有水分的垂直定向運動和土壤環境的干濕交替，使土壤有良好的結構發育B層，因此劃為雛形土土綱。另外，距離河流的遠近和河流的流速影響土壤的質地和氧化還原狀況，如剖面S06位于長江的河漫灘前緣，距離河流較近，土體易受河水的影響；剖面S08位于宜居河(烏江支流)河漫灘后緣，河流流速較小并且在河流旁有植被生長良好，無河流的不定期沖積，有良好的結構發育B層，且有氧化還原特征。③母質因素。河流的來源影響土壤的母質，大河流的沖積物通常為中性或石灰性，小溪河的沖積物通常受地帶性土壤影響，其發育土壤在理化性質上存在區別。如剖面S03位于涪江和其一級支流之間的一級階地中部，距離涪江較近，其0 ~ 42 cm土層色調為40% 2.5Y和60% 5YR，由涪江沖積物和其支流沖積物混合發育，42 ~ 103 cm土層色調為2.5Y，由涪江沖積物發育，103 ~ 145 cm土層色調為2.5YR，由涪江一級支流小溪河沖積物發育。另外，剖面S06的0 ~ 27 cm土層為長江近代沖積物發育而來，質地為砂土類，無結構發育的B層，但27 ~ 49 cm為埋藏層，受耕作影響，有效磷含量高，剖面下部生物作用強，土壤結構發育良好，有結構發育的B層，但上覆土體厚度小于50 cm，故以下部土體為準而劃為雛形土土綱。剖面S09現為消落帶，其0 ~ 62 cm土層為東河(長江支流)沖積物發育而來，無結構發育的B層，而62 cm以下為紫色泥(頁)巖風化殘坡積物，色調為2.5Y，有潛育特征，其中62 ~ 80 cm為種植水稻埋藏層，有一定的結構發育，但上覆土體厚度大于50 cm，故以上覆土體為準而劃為新成土土綱。

4 結論

依據中國土壤系統分類的原則和方法，9個供試剖面的重慶市第四系全新統沖積物發育的土壤剖面可劃分為2個土綱(雛形土、新成土)，4個亞綱，4個土類，5個亞類。隸屬于發生學分類潮土土類的6個供試剖面分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土、簡育常濕雛形土和簡育濕潤雛形土3個土類，隸屬于發生學分類新積土土類的3個供試剖面則分別歸為系統分類中淡色潮濕雛形土和潮濕沖積新成土2個土類。土壤系統分類在該類土壤的區分度更強。此外，地形、氣候和母質是影響該區域土壤系統分類的主要因素，位于河漫灘的、由大河流沖積物發育的土壤剖面容易發育為新成土土綱，位于低階地、由小河流發育的土壤剖面容易發育為雛形土土綱。

[1] 慈恩, 高明, 于群英. 安徽省沿淮地區幾種主要土壤診斷特性和系統分類研究[J]. 土壤通報, 2005, 36(1): 19–22

[2] 中國科學院南京土壤研究所土壤系統分類課題組, 中國土壤系統分類課題研究協作組．中國土壤系統分類檢索(第 3版)[M]. 合肥: 中國科學技術大學出版社, 2001

[3] 張甘霖, 王秋兵, 張鳳榮, 等. 中國土壤系統分類土族和土系劃分標準[J]. 土壤學報, 2013, 50(4): 826–834

[4] 龔子同, 陳志誠. 中國土壤系統分類—理論·方法·實踐[M]. 北京: 科學出版社, 1999

[5] 龔子同, 張甘霖, 陳志誠, 等. 土壤發生與系統分類[M]. 北京: 科學出版社, 2007

[6] 李德成, 張甘霖. 中國土壤系統分類土系描述的難點與對策[J]. 土壤學報, 2016, 53(6): 1563–1567

[7] 吳克寧, 張鳳榮. 中國土壤系統分類中土族劃分的典型研究[J]. 中國農業大學學報, 1998(5): 73–78

[8] 章明奎, 厲仁安. 中國土壤系統分類在浙江省平原旱地土壤分類中的應用[J]. 土壤, 1999(4): 190–196

[9] 龔子同, 張甘霖, 漆智平. 海南島土系概論[M]. 北京: 科學出版社, 2004

[10] 陳健飛. 福建山地土壤的系統分類及其分布規律[J]. 山地學報, 2001, 19(1): 1–8

[11] 歐陽寧相, 張楊珠, 盛浩, 等. 湘東地區花崗巖紅壤在中國土壤系統分類中的歸屬[J]. 土壤, 2017, 49(4): 828– 837

[12] 吳克寧, 高曉晨, 查理思, 等. 河南省典型含有人工制品土壤的系統分類研究[J]. 土壤學報, 2017, 54(5): 1091–1101

[13] 李超, 張鳳榮, 王秀麗, 等. 土壤系統分類中土壤水熱狀況的確定方法及應用研究——以山西省為例[J]. 土壤, 2017, 49(1): 177–183

[14] 陳芳, 張海濤, 王天巍, 等. 江漢平原典型土壤的系統分類及空間分布研究[J]. 土壤學報, 2014(4): 761–771

[15] 安紅艷, 龍懷玉, 劉穎, 等. 承德市壩上高原典型土壤的系統分類研究[J]. 土壤學報, 2013, 50(3): 448–458

[16] 莊云, 武小凈, 李德成, 等. 重慶典型煙區代表性煙田土壤系統分類研究[J]. 土壤, 2013, 45(6): 1142–1146

[17] 秦聰. 江漢平原典型水耕人為土土系劃分及其有機質垂直分布規律研究[D]. 華中農業大學, 2013

[18] 關欣, 李巧云, 張鳳榮. 新疆平原土壤發生分類與系統分類的參比[J]. 湖南農業大學學報(自科版), 2011, 37(3): 312–317

[19] 宮阿都, 何毓蓉, 黃成敏, 等. 成都平原土壤系統分類典型土系劃分[J]. 西南農業學報, 2002, 15(1): 70-73

[20] 李少叢, 萬紅友, 王興科, 等. 河南省潮土主要分布區代表性土壤系統分類研究[J]. 土壤通報, 2015, 46(2): 265–271

[21] 陳升琪, 蔡書良, 肖挺, 等. 重慶地理[M]. 重慶: 西南師范大學出版社, 2003

[22] 張甘霖, 李德成. 野外土壤描述與采樣手冊[M]. 北京: 科學出版社, 2017

[23] 中國科學院南京土壤研究所, 中國科學院西安光學精密機械研究所. 中國標準土壤色卡[M]. 南京: 南京出版社, 1989

[24] 張甘霖, 龔子同. 土壤調查實驗室分析方法[M]. 北京: 科學出版社, 2012

Taxonomy of Soils Derived from Holocene Alluvial Sediments in Chongqing

HU Jin, CI En*, LIAN Maoshan, XIAO Tao, DING Ningning, SUN Hongguang, WANG Xiu

(College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China)

In order to study the Chinese Soil Taxonomy (CST) of soils derived from the Quaternary Holocene alluvial sediments in Chongqing, 9 typical soil profiles were selected and surveyed, soil-forming conditions were investigated, soil morphological characteristics of the profiles were observed, soil horizons were determined and the horizon samples were collected, the physical and chemical properties of the samples were measured, the taxonomy of tested soils were determined according to Chinese Soil Taxonomy (CST), and the references to Genetic Soil Classification (GSC) were established at the subgroup level. The results showed that the 9 tested soil profiles were identified as 2 orders of Cambosols and Primosols, and 5 subgroups. Among of them, 5 soil profiles were classified as Calcaric Ochri-Aquic Cambosols, the other 4 ones identified as Ferric Hapli-Perudic Cambosols, Mottlic Hapli-Udic Cambosols, Gleyic Aqui-Alluvic Primosols and Calcaric Aqui-Alluvic Primosols respectively. The fluvo-aquic soil group in GSC was sorted into 3 groups of Ochri-Aquic Cambosols, Hapli-Perudic Cambosols and Hapli-Udic Cambosols in CST, and the alluvial soil group of GSC was sorted into 2 groups of Ochri-Aquic Cambosols and Aqui-Alluvic Primosols in CST. The analysis of soil-forming conditions showed that topography, climate and parent material were the important factors influencing the development and taxonomy for the soils derived from Holocene alluvial sediments in Chongqing.

Chongqing; Soil derived from alluvial sediments; Soil taxonomy; Genetic soil classification; Diagnostic horizons; Diagnostic characteristics; Reference

國家科技基礎性工作專項(2014FY110200)、中央高校基本科研業務費專項(XDJK2017B027)和西南大學科技創新“光炯”培育項目(2016001)資助。

(cien777@163.com)

胡瑾(1999—)，女，云南昭通人，本科生，主要研究方向為土壤發生與分類。E-mail:1125284595@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.027

S155.3

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