四川盆地沙溪庙组地层(J2s)岩石发育土壤的系统分类研究

地理发生分类的紫色土在中国土壤系统分类中的归属一直受到高度关注,以四川盆地分布最为广泛的侏罗系沙溪庙组地层岩石发育的土壤为研究对象,在对19个典型剖面的成土条件、剖面形态特征和土壤理化性质分析的基础上,根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,确定了供试土壤的诊断层和诊断特性及其在中国土壤系统分类中的高级类别。结果表明,供试土壤归属于3个土纲、3个亚纲、7个土类和12个亚类;色卡确定的颜色上满足“紫色砂、页岩岩性特征”的剖面仅7个;但若在原颜色定义上增加“或色调为2.5YR~5YR,干态明度为4~6,干态彩度为3~4”条件,则有11个剖面的色卡定色符合“紫色砂、页岩岩性特征”,3个剖面的仪器定色符合该特征。     

中国土壤系统分类中“红色砂、页岩、砂砾岩和北方红土岩性特征”的比较研究及诊断标准的修订

对《中国土种志》收录的红色砂岩、页岩、砂页岩、砂砾岩、北方新近纪红土、北方第四纪红土剖面资料,和近几年辽宁红土研究中新积累的第四纪红土剖面资料进行统计分析,结果表明:中国北方新近纪和第四纪红土颜色属性中的色调为5YR、2.5YR和10R,红色砂岩、页岩、砂页岩、砂砾岩颜色属性中的色调为5YR、2.5YR、10R和7.5R.中国土壤系统分类针对“红色砂、页岩、砂砾岩和北方红土岩性特征”规定的色调为2.5R ～ 5R、7.5R～10R与大部分情况不符.根据研究结果,建议将“红色砂、页岩、砂砾岩和北方红土岩性特征”修订为“红色砂岩、页岩、砾岩和半成岩状态红土岩性特征”;关于色调的规定修订为“5YR、2.5YR、10R或者更红”;如果明确规定明度值和彩度值的范围,则需要标明是干态或是润态.     

湘东地区紫色土在中国土壤系统分类中的归属

为了研究湖南省东部地区紫色土在中国土壤系统分类中的归属,选取6个典型紫色土土种的土壤剖面,在对其成土环境、剖面形态特征及其理化性质研究的基础上,按照中国土壤系统分类检索、土族和土系划分标准,确定了其在中国系统分类中的归属及其土系的划分。结果表明:(1)受局部区域气候条件、植被类型和地形地貌等成土环境的影响,湘东地区所调查的6个典型紫色土土种剖面的发生特性不尽相同,检索出的诊断层包括淡薄表层和雏形层,诊断特性包括湿润土壤水分状况,热性土壤温度状况,准石质接触面,铝质特性,铁质特性,红色砂、页岩、砂砾岩岩性特征和氧化还原特征,分别归属于雏形土和新成土2个土纲,包括了普通铝质湿润雏形土、红色铁质湿润雏形土、普通湿润正常新成土和普通红色正常新成土4个亚类,可划分为6个土族和6个土系。(2)本次调查的6个典型紫色土土种的色调介于5YR~7.5R,均未满足中国土壤系统分类检索中"紫色砂、页岩岩性特征"的色调为2.5RP~10RP的定义,但如果将"紫色"的色调放宽到R,则有3个剖面可满足"紫色"色调。     

《中国标准土壤色卡》与日本《新版标准土色贴》颜色准确性的比较

本文旨在确定《中国标准土壤色卡》(1989)和日本《新版标准土色贴》(2014)两种色卡书的颜色标注是否准确、二者之间是否存在显著的差异,以及确定能否也用后者来确定中国土壤颜色。首先用日本柯尼卡美能达CM-600d型分光测色计测定两种色卡书所有色片的Munsell色调(H)、明度(V)和彩度(C)值,再利用均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)等统计参数,借助土壤颜色差异等级标准(微弱、明显、突出),评估色片测量值与标注值的差异,并用广义线性混合模型(GLMMs)检查测量变化的来源。结果表明:标注值与测量值的MSE和RMSE在H值方面表现为日本《新版标准土色贴》略高于《中国标准土壤色卡》,而在V值和C值方面表现为日本《新版标准土色贴》比《中国标准土壤色卡》分别低了71.43%、63.49%和47.17%、39.24%。对于两种色卡书中常用的、有同样色调的色片,日本《新版标准土色贴》的290个色片中有6个(占2.07%)有"明显"差异,而《中国标准土壤色卡》的289个色片中有27个(达9.34%)有"明显"差异,但二者均无"突出"差异的色片。GLMMs统计模型显示两种色卡书之间存在显著性差异(P0.000 1)。日本《新版标准土色贴》在V和C上较《中国标准土壤色卡》有更准确的颜色表示,但《中国标准土壤色卡》有更丰富的色片且具有中国特色,更适于我国土壤颜色的鉴定。     

测色仪与中国标准土壤色卡测定土壤颜色比较——以川中丘陵区为例

Munsell色卡是测定土壤颜色的传统工具,而测色仪是测定土壤颜色的新兴仪器。利用统计参数及相关颜色差异等级,比较2种原理、价格不同的测色仪测定川中丘陵区27个拟定土系共97个过2 mm筛风干土壤Munsell颜色与利用《中国标准土壤色卡》目测(即目测法)的差异。结果表明,川中丘陵区风干土壤色调集中于YR色调,未出现RP色调,明度较高,彩度较低。2种测色仪均较目测法测定土壤Munsell颜色色调偏黄,但明度、彩度较一致;以目测值为参照,CM600d实测值和Nix校正值的色调、明度、彩度均方根误差(RMSE)分别为1.74、0.98、0.97和2.04、0.57、0.88,与目测差异等级为"微弱"、"明显"和"强烈"数量分别为90.72%、8.25%、1.03%和84.54%、14.43%、1.03%,表明使用2种测色仪均能辅助研究者判别土壤颜色,提高土壤颜色判别精确度,Nix测定土壤Munsell颜色明度更接近目测,且更具价格优势。     

重庆市紫色土系统分类高级单元划分研究

依据中国土壤系统分类的原则和方法,对重庆市境内的41个紫色土典型剖面进行鉴别、检索和分类定名,并与其发生分类进行参比。结果表明,41个紫色土典型剖面分别被划归为4个土纲(人为土、淋溶土、雏形土和新成土)、6个亚纲、12个土类和19个亚类等系统分类高级单元,被划归为雏形土土纲的剖面最多,其次为新成土土纲,仅有9个剖面被划归为紫色湿润雏形土或紫色正常新成土;雏形土土纲和新成土土纲均分别对应紫色土发生分类的3个亚类(酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土),而淋溶土土纲则仅与酸性紫色土1个亚类相对应;地形、海拔、母岩和人为活动与紫色土的土壤水分状况、剖面发育、颜色以及其他理化性质等关系密切,是影响重庆市紫色土系统分类高级单元划分的重要因素;针对多数紫色土个体达不到紫色砂、页岩岩性特征的色调标准以及铁质湿润雏形土的下设亚类不能充分反映紫色土属性(如石灰性、酸性等)差异等问题,建议适当放宽紫色砂、页岩岩性特征的颜色要求或增设石灰铁质湿润雏形土和酸性铁质湿润雏形土2个亚类。     

黔中地区坡耕地土壤机械组成对界限含水量的影响

土壤界限含水量作为重要的土壤力学指标,直接影响着坡耕地土壤抗冲性和土壤侵蚀过程。土壤机械组成与界限含水量特征值存在因果关系;研究两者间关系,有助于阐明坡耕地土壤侵蚀机理。以黔中3种主要岩性区坡耕地为研究对象,用野外调查及室内试验的方法,探讨了土壤机械组成对界限含水量的影响。结果表明:3种母岩区坡耕地土壤塑限为石灰岩区(30.49%)>紫色砂岩区(24.12%)、砂页岩区(20.50%),土壤液限为石灰岩区(56.30%)>紫色砂岩区(43.09%)>砂页岩区(32.80%),塑性指数为石灰岩区(26.03%)>紫色砂岩区(18.97%)>砂页岩区(12.29%)。石灰岩区坡耕地土壤粗砂含量、粉粒含量与液限、塑性指数呈负相关,黏粒含量与液限、塑性指数呈正相关;紫色砂岩区坡耕地粗砂含量与液限、塑性指数呈显著负相关,粉粒含量、黏粒含量与液限、塑性指数呈显著正相关;砂页岩区坡耕地粗砂含量与液限、塑性指数呈显著负相关,黏粒含量与液限、塑性指数呈显著正相关。不同岩性分布区坡耕地的界限含水量存在差异,成土母岩的差异是造成3种坡耕地土壤界限含水量差主要原因。     

新编《中国土壤色卡》即将发行

由中国科学院南京土壤研究所和中国科学院西安光学机械研究所根据我国土壤特点联合研制的《中国土壤色卡》将于年底问世。这是我国第一本比较完整的、可供土壤、自然地理、地质和考古工作者描述土壤、沉积物、沉积岩等颜色用的标准芒塞尔色卡。色调页和色片数量超过国外同类芒塞尔土色卡,共有15张色调页,28种色调,423个色片。该色卡采用国内先     

金衢盆地红色和紫色砂页岩发育土壤的特征和分类

本文研究了金衢盆地红色砂页岩和紫色砂页岩发育土壤的诊断层和诊断特性 ,根据中国土壤系统分类 (修订方案 ) ,把供试土壤分为 2个土纲、2个亚纲、4个土类 ,续分有石灰紫色湿润雏形土、石质铝质湿润雏形土、石灰紫色正常新成土、酸性紫色正常新成土、普通紫色正常新成土、普通红色正常新成土 6个亚类 ,并对它们的基层分类单元进行了探讨     

微地形作用下紫色母岩发育土壤的酸化特征

为揭示丘陵地区微地形作用下紫色母岩及其不同地形部位发育土壤的酸化特征,在西南丘陵地区采集土壤样品并分析其基本理化性质。结果表明:西南丘陵地区的紫色土已经出现了一定程度的酸化,土壤酸化后使交换性酸含量增加,交换性盐基离子总量和盐基饱和度降低。从丘陵地区的坡顶至坡底,紫色土的发育程度逐渐增加,土壤中维持土壤pH在碱性范围内的碳酸盐遭受到的淋溶作用依次增强。因此,从坡顶至坡底,紫色土的酸化范围逐渐增大。由于酸化后的紫色土pH开始受阳离子交换反应所控制,而在微地形的作用下,受盐基离子遭受淋溶过程和复盐基过程的相对强弱不同的影响,从坡顶至坡底,紫色土的总体酸化程度并未增加。可见,对西南丘陵地区的紫色土的开发利用需考虑到其较为独特的酸化特征。     

不同成土母岩类型与烤烟化学成分的灰关联聚类分析评价

为了比较贵州省毕节烟区不同成土母岩间烤烟化学成分的差异,采用灰色关联聚类和决策分析方法,对149份烟叶样品(C3F等级)10个化学成分指标进行了综合评价。结果表明:根据烤烟化学成分的差异,16种不同成土母岩可分为4个类别:黄砂岩类、白云岩类(包括紫红泥岩、紫红砂岩、紫色砂岩、泥岩、白云岩、砂页岩夹煤层、玄武岩)、第四纪红色黏土类(包括第四纪红色黏土、紫色砂页岩、黄色砂页岩、泥页岩、砂页岩、石灰岩和石英砂岩)和白云质灰岩类(包括白云质灰岩)。各类烤烟化学成分的综合表现为:黄砂岩类表现最优,综合评价值为0.92;白云岩类次之,综合评价值为0.65;第四纪红色黏土类和白云质灰岩类相对较低,综合评价值分别为0.54和0.52。     

重庆紫色母岩及土壤As、Hg环境地球化学基线研究

为了掌握紫色土类中As和Hg在不同发育阶段土壤中元素含量的理论值(基线值),在重庆市合川区系统采集侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩及其不同发育程度的各土种样品,利用土壤"钛值"法测定和验证土壤发育程度;通过对土壤全量As、Hg的测定,采用标准化方法,建立紫色土类中灰棕紫泥土属As、Hg的环境地球化学基线模型。结果表明:侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩发育的土壤As、Hg的环境地球化学基线均表现为随土壤发育加深而轻度累积,As基线值大小顺序为母岩石骨子土半沙半泥土大眼泥紫黄泥,而Hg的基线值大小顺序为母岩石骨子土半沙半泥土紫黄泥大眼泥;Hg在土壤发育过程中的富集程度约大于As;深度发育土中As和Hg的化学基线值分别为5.94 mg kg-1、29.0μg kg-1,可作为重庆地区中性紫色土亚类、灰棕紫泥土属土壤污染评价的参考。     

垂直超深旋耕对紫色土植烟土壤持水性能的影响

紫色土普遍存在土层薄、耐旱性差的生产性问题,改善其土壤水分条件的潜力不仅在于土壤,更在于母岩。选择薄层紫色土植烟坡地,采用垂直超深旋耕对其松土的同时破碎下覆母岩(简称为土壤母岩一体化耕作),设置土壤母岩一体化耕作的耕深为50 cm(T1)和35 cm(T2)以及常规耕作12 cm(T3)3个处理,研究土壤母岩一体化耕作产生的土层增厚对植烟土壤持水性能的影响。土壤母岩一体化耕作将沉积松散的泥页岩破碎,增大了土层深度,T1和T2处理上坡土层深度分别相对于T3处理增加了147.9%和67.9%,而下坡分别增加了65.7%和9.0%;土壤母岩一体化耕作与常规耕作相比土壤容重和土壤紧实度显著减小(P<0.01),而土壤含水量显著增大,特别是耕层以下;不同耕作处理土壤贮水量由大到小排序为T1>T2>T3,T1和T2上坡分别比T3上坡高125.69%和66.02%,T1和T2下坡分别比T3下坡高34.99%和6.58%。结果表明,土壤母岩一体化耕作破碎母岩增加蓄水基质是拓展容水空间和增强贮水能力快捷而有效的途径,可打破紫色土植烟坡地土层浅薄、水分容量小、保水抗旱能力差对烤烟生产的制约。     

紫色土壤风化发育程度与“钛值”关系的研究

在重庆地区按紫色土壤习惯命名采集各主要紫色地层母岩发育的54个土壤剖面样品,并进行全钛和无定形钛含量测定。结果表明:供试紫色土全钛含量范围为TiO22.70~23.9 g kg-1,平均值7.52±3.90 g kg-1;土壤全钛含量高低主要与成土紫色母岩有关,而受土壤风化发育程度的影响不大,在剖面中分布规律不明显;用土壤"钛值"(全钛/无定形钛)比较,各紫色地层母岩初期风化发育的土壤(如石骨子土)钛值大小与母岩基本保持一致,表现为:三叠系飞仙关组(T1f)>侏罗系蓬莱镇(J3p)>侏罗系自流井组(J1—2z)>侏罗系沙溪庙组(J2s)>侏罗系遂宁组(J3s)>白垩系夹关组(K2j);但随土壤风化发育程度加深,钛值显著降低,且钛值大小顺序与土壤硅铝铁率所描述的土壤风化发育程度结果基本吻合,二者达极显著相关(r=-0.809 1**),如果将紫色土壤钛值大小划分为Ⅰ~Ⅶ级,则可将不同风化发育度的紫色土壤归入相应的级别中,据此,可按级别对紫色土壤的风化发育程度做出描述。     

三峡库区土壤营养元素分布特征研究

三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤营养元素背景及分布特征的基础之上,作者利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,探讨了三峡库区表层土壤中N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Mo、Cl等植物生长必需元素在不同土壤类型中的含量分布特征,以紫色土为例探讨了不同分布高度、不同坡度、不同植被条件对其元素含量分布的影响。结果表明:石灰土是营养元素最丰富的土壤,黄壤是营养元素最低的土壤。母岩对土壤元素分布影响明显,灰岩母岩区土壤营养元素最丰富,砂岩母质区土壤养分元素含量最低;同为碎屑岩类的泥岩、粉砂岩、杂砂岩、砂岩母岩区的土壤相比,泥岩类母岩区的土壤养分元素含量相对较高,粉砂岩母岩区土壤养分元素含量居于泥岩与砂岩母岩区土壤之间。随紫色土分布区地形坡度变化,紫色土Ca、Mg、K元素含量无规律性变化,但随地形坡度变缓,N、S、Mo含量明显增高,Fe、Mn、P含量有增高的趋势;随海拔高度降低,紫色土P、S含量增高,Mn、Mo含量有增高的趋势,而其他元素含量无规律性变化。紫色土在相同的母质、气候及相似的地貌条件下,植被覆盖类型不同,土壤中不同元素分异特征差异明显。总体来说,土壤类型是土壤元素分布的主要控制因素,不同土壤类型的元素含量差异十分显著;不同母质来源的土壤元素差异性显著;紫色土的元素分布除受土壤类型控制外,还受地形坡度、高度、植被条件等其他因素的影响,但不同元素受影响的因素及程度不同。     

喀斯特山区不同母质(岩)发育的土壤主要理化性质差异性分析

在贵阳市乌当区采集了白云岩、石灰岩、钙质紫色砂页岩等9种母质(岩)上发育的土壤样品763个,分别进行了土壤主要理化性质的测定和差异性分析。结果表明不同母质(岩)发育的土壤理化性质具有很大的差异:红色粘土、老风化壳和页岩上发育的土壤pH值均为酸性至强酸性,有机质和CEC含量中等,土壤质地较粘重;石灰岩、白云岩和钙质紫色砂页岩上发育的土壤pH值为中性至微碱性,有机质和CEC含量较高,质地较为适中;砂页岩和河流冲积物上发育的土壤pH值为酸性至中性,其余理化性质为中等水平;砂岩发育的土壤pH值为强酸性,其余理化性质均较差。     

长江上游紫色土坡耕地水土流失特征及其防治对策

 紫色土是长江上游最重要的土地资源之一,严重的水土流失引发了一系列问题。在对紫色土坡面产流特征进行分析的基础上,研究紫色土坡面产流特征对水土流失的作用机制以及紫色土坡耕地水土流失防治对策。结果表明:紫色土坡耕地产流模式以蓄满产流为主,壤中流在坡面径流总量中所占比例较大;紫色土坡耕地土壤侵蚀导致土壤粗骨沙化,土壤养分流失途径与营养元素的溶解性有关,易溶的N、K主要以溶解态流失,易被土壤固定的P主要随土壤颗粒流失;壤中流是紫色土坡耕地水土流失的重要外营力之一,进行水土流失治理必须对其加以干预。提出长江上游紫色土坡耕地水土流失治理策略与"增渗防冲、排水保土,先排后蓄、蓄以为用"的治理措施。     

多因素影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征——以贵阳市花溪区为例

为研究喀斯特山区坡耕地在岩性、土壤类型、坡位和居民点影响下的分布特征,为区域水土流失治理提供参考,以贵州省贵阳市花溪区为研究对象,结合花溪区高清影像图、高程图(DEM)、地质图和土壤类型图为主要数据源,利用ArcGIS 10.2平台,基于其空间叠加分析、数理统计等功能,对多因子影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征进行了分析。结果表明:花溪区坡耕地面积占全区总面积的21.07%,占全区耕地面积的63.85%,是花溪区主要耕地类型; 在各岩组上,坡耕地的分布面积从大到小依次为:石灰岩组>白云岩组>普通砂页岩组>紫色砂页岩组,其中在普通砂页岩组和石灰岩组上分布较为集中连片,在白云岩组和紫色砂页岩组上分布较为零散; 坡耕地的各土壤类型面积依次表现为:水稻土>黄壤>石灰土>紫色土>潮土,其中黄壤最为集中连片,水稻土则较为分散; 不同坡位区域中,坡耕地面积依次表现为; 下坡位>中坡位>上坡位,其中在下坡位区域分布最为集中连片,上坡位区域分布最为零散; 同时坡耕地和居民点在空间分布上具有显著相关性,距离居民点越远,坡耕地分布越稀疏。综上所述,在多种因素共同作用下,花溪区坡耕地呈现出“西部多东部少”的空间格局,其中普通砂页岩组和石灰岩组上的坡耕地连片区可优先考虑进行治理。     

微地形下紫色土的矿物组成和pH的耦合特征

为了研究微地形下紫色土的矿物组成和土壤酸度之间的关系,采集了重庆合川丘陵地区典型的紫色土壤,通过电渗析模拟酸化,并通过X射线衍射光谱分析电渗析前后的矿物组成以及酸度变化。结果表明:不同地形部位的紫色土随着地形部位的降低,土壤原生矿物的比重逐渐降低,土壤的发育程度越来越高。紫色母岩及其发育的土壤pH大小关系为母岩石骨子土半沙半泥土豆瓣泥。pH变化与土壤中的方解石、钠长石和钾长石等矿物的含量有紧密关系。电渗析模拟土壤酸化后发现,石骨子土和半沙半泥土的pH分别降低了4.3,3.8个单位,同时土壤原生矿物分解风化,表明土壤原生矿物(如长石类矿物)可以缓冲土壤的酸化。     

不同岩性区耕犁扰动对坡耕地土壤可蚀性的影响——以黔中地区为例

为研究不同岩性发育形成的坡耕地土壤在耕犁扰动下的土壤可蚀性变化,为区域水土流失防治和生态环境建设提供参考,选取由紫色砂岩、砂页岩和石灰岩3种岩性发育形成的坡耕地为研究对象,采集耕犁层和犁底层土壤,测定土壤颗粒组成和有机质质量分数,利用EPIC模型,计算土壤可蚀性K值,根据K值变化分析不同岩性区坡耕地受耕犁扰动的影响.结...