浙江省水耕人為土的主要類型及分布規(guī)律

邱志騰，楊良覦，章明奎

(浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,浙江 杭州 310058)

水耕人為土(水稻土)是各種起源土壤(母土)或其他母質(zhì)經(jīng)過平整造田和淹水種稻，進行周期性灌溉、排水、施肥、耕耘、輪作下逐步形成的、具有獨特發(fā)生學(xué)性質(zhì)的一類土壤；因具有人為調(diào)控的水分狀況、均衡的溫度狀況、深刻的人為影響和變動的氧化還原作用等獨特的成土條件，其與植稻前的起源土壤有著明顯的差異。中國非常重視水耕人為土發(fā)生過程與分類的研究，早在20世紀30年代，老一輩土壤學(xué)就提出了以水分在土壤剖面中運移的特征來劃分水耕人為土類型[1]。但在20世紀80年代之前對這一類土壤的分類一直存在不同的看法，有地理發(fā)生分類、水分類型發(fā)生分類和過程發(fā)生分類等多種觀點[2]。第二次土壤普查期間，浙江省把水稻土分為淹育水稻土、滲育水稻土、潴育水稻土、潛育水稻土和脫潛水稻土等亞類[3]。以上這些分類方法主要基于中心概念，類型之間的界限均不夠清楚。20世紀80年代以來，以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)的系統(tǒng)分類以其定量化和標準化特點逐漸被世界各國認同，中國也通過多年的研究建立了“中國土壤系統(tǒng)分類”[4-5]，成為中國土壤分類研究的新起點。這一分類系統(tǒng)中提出了以人為滯水水分狀況、水耕表層和水耕氧化還原層等作為水耕人為土的診斷鑒別依據(jù)，把水耕人為土作為人為土(土綱)的一個亞綱[6]，可分為潛育水耕人為土、鐵滲水耕人為土、鐵聚水耕人為土和簡育水耕人為土等4個土類，變性潛育水耕人為土等21個亞類[6]。中國土壤系統(tǒng)分類除有用于識別土壤類型、具定量說明的診斷層和診斷特性外，還有一個比較完整的檢索系統(tǒng)，不會產(chǎn)生“同土異名”和“異土同命”等問題,其科學(xué)性被許多學(xué)者認可,其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴大[7]。魏孝孚[8]曾根據(jù)中國土壤系統(tǒng)分類的檢索，對浙江省13個代表性水耕人為土剖面的診斷層和診斷特征及土壤類型作過探討。近年來，我們在國家自然科學(xué)基金等項目的資助下對浙江省域內(nèi)的典型水耕人為土的發(fā)生、特征、分類和分布作了較為詳細的調(diào)查與研究。為了便于農(nóng)業(yè)科技工作者應(yīng)用中國土壤系統(tǒng)分類方法研究、命名浙江省土壤，與國內(nèi)外同行交流，我們對浙江省水耕人為土的診斷層、診斷特性、土壤分類和分布規(guī)律進行了總結(jié)，并參比了浙江省水耕人為土亞類與第二次土壤普查中土種的關(guān)系。

1 浙江省水耕人為土中診斷特性和診斷層的出現(xiàn)

符合水耕人為土的土壤必須具有完整的“水耕表層”和“水耕氧化還原層”。“水耕表層”是在淹水植稻耕作條件下形成的診斷表層，其包括耕作層和犁底層等2個發(fā)生土層，總厚度要求大于18 cm，并要求犁底層的容重超過耕作層的10%[5]。“水耕氧化還原層”是水耕條件下鐵錳自水耕表層或和下墊土層的上部亞層還原淋溶，或兼有自下面潛育層或具有潛育現(xiàn)象的土層還原上移，并在一定深度中氧化淀積的土層，是水耕條件下氧化還原作用的結(jié)果。其特征是氧化還原形態(tài)的存在或游離氧化鐵錳的淀積。

中國土壤系統(tǒng)分類中水耕人為土涉及土類、亞類鑒定的診斷層和診斷特性主要包括“潛育特征”“鐵滲淋亞層”“(鐵聚)水耕氧化還原層”“變性現(xiàn)象”“漂白層”“含硫?qū)印薄胞}積現(xiàn)象”“復(fù)鈣作用”等。調(diào)查表明，除“水耕表層”“水耕氧化還原層”外，浙江省水耕人為土中出現(xiàn)的診斷層還有“鐵滲淋亞層”“漂白層”“(鐵聚)水耕氧化還原層”，鑒出的診斷特性有“潛育特征”“鹽積現(xiàn)象”，但“含硫?qū)印薄皬?fù)鈣作用”“變性現(xiàn)象”并沒有發(fā)現(xiàn)。具“潛育特征”的土層零星出現(xiàn)在水網(wǎng)平原的碟形洼地、垟心或湖沼地帶、濱海平原和河谷平原低凹地塊及山谷洼地，其特征是海拔低于四周地塊，或剖面中存在透水性較低的土層或基巖；地表坡度小于5°，地表排水困難，地下水位較高。調(diào)查還表明，潛育特征在水耕人為土剖面中出現(xiàn)的深度與微地形密切相關(guān)。在水網(wǎng)平原區(qū)，因距離河濱的遠近有“里進田”與“河頭田”的不同；在山谷地中則有“垅邊田”“垅頂田”“垅底田”與“垅心田”的不同；在河谷平原中，有河漫灘與階地之分。這些小地形的差異可明顯影響水耕人為土中“潛育特征”土層出現(xiàn)的深度。其中，“里進田”出現(xiàn)“潛育特征”的土層明顯淺于“河頭田”；“垅底田”與“垅心田”明顯淺于“垅邊田”與“垅頂田”；河漫灘中的水耕人為土有時也可見“潛育特征”，但階地上的水耕人為土一般不見“潛育特征”。在水網(wǎng)平原地區(qū)，地下水位深淺直接影響“潛育特征”出現(xiàn)的層位，地下水位越淺，出現(xiàn)“潛育特征”的土壤離地表越近。

“鹽積現(xiàn)象”主要出現(xiàn)在浙南黏質(zhì)濱海平原區(qū)植稻時間較短的水耕人為土中，而浙北地區(qū)因海涂質(zhì)地較輕、脫鹽迅速不易產(chǎn)生“鹽積現(xiàn)象”。“(鐵聚)水耕氧化還原層”是指游離氧化鐵超過表土50%的水耕氧化還原層，在浙江省水耕人為土中分布較廣，在各地貌區(qū)中均有出現(xiàn)，其厚度為22～73 cm，其出現(xiàn)的地貌主要包括水網(wǎng)平原、河谷平原和濱海平原等。“鐵滲淋亞層”和“漂白層”形成的地形條件較為相似，它們多分布在具有一定坡度的地區(qū)，其地貌以河谷平原低階地、高河漫灘和丘陵山地為主。

2 浙江省水耕人為土的主要類型

調(diào)查表明，浙江省水耕人為土覆蓋潛育水耕人為土、鐵滲水耕人為土、鐵聚水耕人為土和簡育水耕人為土等4個土類。各土類出現(xiàn)的頻率由高至低依次為鐵聚水耕人為土、簡育水耕人為土、潛育水耕人為土和鐵滲水耕人為土。鑒出的亞類包括鐵聚潛育水耕人為土、普通潛育水耕人為土、底潛鐵滲水耕人為土、普通鐵滲水耕人為土、底潛鐵聚水耕人為土、漂白鐵聚水耕人為土、普通鐵聚水耕人為土、弱鹽簡育水耕人為土、漂白簡育水耕人為土和普通簡育水耕人為土等10個(表1)。

各地貌類型區(qū)內(nèi)水耕人為土土類的比重有所差異，水網(wǎng)平原區(qū)中4個水耕人為土土類均有出現(xiàn)，其中出現(xiàn)頻率最高的是鐵聚水耕人為土，其次為簡育水耕人為土，潛育水耕人為土主要分布在局部低洼區(qū)，而鐵滲水耕人為土僅零星分布。濱海平原區(qū)中出現(xiàn)的類型主要為簡育水耕人為土，其他類型僅零星出現(xiàn)。河谷平原區(qū)主要為鐵聚水耕人為土和簡育水耕人為土，潛育水耕人為土和鐵滲水耕人為土也有少量分布。丘陵山地區(qū)無潛育水耕人為土出現(xiàn)，主要為簡育水耕人為土，鐵聚水耕人為土和鐵滲水耕人為土也有少量分布。山谷地出現(xiàn)的水耕人為土類型主要為鐵聚水耕人為土，潛育水耕人為土分布也較為集中，另外還有少量的簡育水耕人為土，但無鐵滲水耕人為土發(fā)現(xiàn)。

總體上，潛育水耕人為土主要分布在水網(wǎng)平原區(qū)和山谷溝地，鐵滲水耕人為土只零星出現(xiàn)在河谷平原區(qū)、丘陵山地區(qū)及水網(wǎng)平原區(qū)的濱湖地帶；而鐵聚水耕人為土和簡育水耕人為土在各地貌區(qū)均有出現(xiàn)，它們也是浙江省內(nèi)分布最廣的兩類水耕人為土。浙江省水耕人為土的亞類與第二次土壤普查的主要土種參比見表1。

3 水耕人為土土類的分布規(guī)律

潛育水耕人為土是水耕人為土中在土表至60 cm深度內(nèi)部分土層(≥10 cm)有潛育特征，呈Ap1-Ap2-Br-G或Ap1-Ap2-Bg-G剖面構(gòu)型的一個土類。它包括過去發(fā)生分類中潛育水稻土的大部分和脫潛水稻土的小部分，但不包括Ap-G剖面構(gòu)型的潛育水稻土。潛育水耕人為土主要分布在水網(wǎng)平原低洼區(qū)和河谷平原遠離河流的低地及丘陵谷溝尾部等低洼地。其水文狀況屬地下水型，地下水位多在50 cm以內(nèi)，土壤以還原狀態(tài)占優(yōu)勢。其水耕氧化還原層中出現(xiàn)較多的潛育斑，無明顯的氧化鐵積累，土壤氧化鐵的活化度較高。其成土母質(zhì)主要為湖積物、河流沖積物及谷底再積物，質(zhì)地普遍較重，有機質(zhì)積累明顯。

表1 浙江省水耕人為土土類和亞類及與第二次土壤普查主要土種的參比

鐵滲水耕人為土是水耕人為土中由于強烈還原淋溶和氧化淀積作用，在水耕氧化還原層的鐵累積層之上有明顯的鐵淋失的亞層的一個土類，其剖面構(gòu)型多為Ap1-Ap2-E-Br-C或Ap1-Ap2-E-Br-G。零星分布在水網(wǎng)平原和河谷平原稍高處及丘陵坡地種植水稻時間較久的區(qū)域，具有地表緩緩傾斜或剖面下部土壤質(zhì)地偏黏或間有黏質(zhì)夾層的特征。在淹水種植水稻期間，易分解的有機質(zhì)逐漸分解，消耗了土層中的分子態(tài)氧，具有強還原勢的水耕表層滲漏水向下移動促使水耕氧化還原層上部鐵的還原并隨下滲水遷移，形成明顯的低氧化鐵淋失亞層。鐵滲水耕人為土剖面上下質(zhì)地常常有一定的差異，多呈上輕下重的特點。

鐵聚水耕人為土是水耕人為土中具有明顯氧化還原淋溶和氧化鐵淀積作用，在水耕氧化還原層的上部具有明顯的鐵積累亞層的一個土類，其剖面構(gòu)型為Ap1-Ap2-Br1-Br2-C或Ap1-Ap2-Br1-Br2-G。鐵聚水耕人為土廣泛分布在水網(wǎng)平原和河谷平原的稍高處、丘陵坡麓地帶及寬闊溝谷處，種植水稻歷史悠久，地下水位一般70～150 cm。鐵聚水耕人為土質(zhì)地多為壤土，其水耕氧化還原層中可見大量的氧化鐵膠膜、結(jié)核等鐵錳新生體。

簡育水耕人為土是水耕人為土中由氧化還原作用引起的鐵錳淋溶淀積作用較弱的一類水耕人為土，在水耕氧化還原層中只具有銹色斑紋或斑塊，氧化鐵錳新生體數(shù)量較少，其剖面構(gòu)型多為Ap1-Ap2-Br-C或Ap1-Ap2-Br-G。其廣泛分布于丘陵山地的坡地梯田、濱海平原，在河谷平原與水網(wǎng)平原也有少量分布，其地下水位較深，一般在100 cm以下。簡育水耕人為土因植稻時間較短，或地勢較高，或土壤質(zhì)地過砂過黏，或含有高量碳酸鈣，影響了氧化鐵的還原淋溶，因此剖面上下層間氧化鐵含量及形態(tài)差異不明顯，并與成土母質(zhì)較為接近，剖面中既無明顯的鐵滲亞層，也無明顯的鐵聚層。

4 浙江省水耕人為土的演變模式

水耕人為土因長期受季節(jié)性變化的水分條件的影響，土壤剖面中氧化還原交替明顯，因此，剖面中氧化鐵的垂直遷移是這類土壤最為顯著的成土過程，其結(jié)果是氧化鐵在水耕氧化還原層中大量的淀積，因此，水耕人為土一般是朝著鐵聚水耕人為土方向發(fā)展。但地形和成土?xí)r間可限制鐵聚水耕人為土的形成，例如，較淺的地下水位限制了氧化鐵的垂直遷移，使水耕氧化還原層中產(chǎn)生明顯的潛育特征，相應(yīng)地形成了潛育水耕人為土，這類土壤經(jīng)排水改良后，其也可向鐵聚水耕人為土方向發(fā)展(圖1)。種植水稻時間較短的水耕人為土，因氧化鐵垂直遷移較弱，還沒有達到鐵聚水耕人為土的診斷要求，其類型主要為簡育水耕人為土。

中國土壤系統(tǒng)分類是一個檢索分類，鐵滲水耕人為土在鐵聚水耕人為土之前被檢索，因此，當(dāng)水耕人為土表層發(fā)生強烈還原導(dǎo)致水耕氧化還原層的鐵累積層之上產(chǎn)生氧化鐵明顯淋失的鐵淋失亞層時，即使水耕氧化還原層下部具明顯的氧化鐵積聚，也仍被歸入鐵滲水耕人為土土類，不再歸入鐵聚水耕人為土。

各地貌區(qū)水耕人為土演變模式如圖1所示。

圖1 浙江省各地貌區(qū)水耕人為土的演變模式

5 小結(jié)

浙江省水耕人為土中出現(xiàn)的診斷層有“水耕表層”“水耕氧化還原層”“漂白層”，包括“鐵滲淋亞層”“(鐵聚)水耕氧化還原層”。鑒出的診斷特性有“潛育特征”“鹽積現(xiàn)象”。鑒出的亞類包括鐵聚潛育水耕人為土、普通潛育水耕人為土、底潛鐵滲水耕人為土、普通鐵滲水耕人為土、底潛鐵聚水耕人為土、漂白鐵聚水耕人為土、普通鐵聚水耕人為土、弱鹽簡育水耕人為土、漂白簡育水耕人為土和普通簡育水耕人為土等。

地形條件可改變土壤水分狀況和影響成土母質(zhì)的性狀，它是影響水耕人為土土類分異的主要因素；因此，水耕人為土中各土類和亞類的分布主要與地形地貌有關(guān)，浙江省內(nèi)出現(xiàn)的水耕人為土主要為鐵聚水耕人為土和簡育水耕人為土，鐵滲水耕人為土和潛育水耕人為土面積較小。

隨著水稻種植時間的增加，水耕人為土類型可發(fā)生轉(zhuǎn)變，鐵聚水耕人為土是水耕人為土演變的主要方向。