土壤分類的發(fā)展與方向

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(1．中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所院黑土區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150081；2．中國科學院大學，北京 100049；3.東北林業(yè)大學圖書館，黑龍江 哈爾濱 150040； 4.黑龍江大學 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

0 引 言

土壤不僅是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴財富的源泉，又是人類最早開發(fā)利用的生產(chǎn)資料?！懊褚允碁樘欤骋酝翞楸尽?，農(nóng)業(yè)是人類生存的基礎(chǔ)，而土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。人類自開始農(nóng)耕以來就開始接觸和認識土壤。土壤分類反映了土壤科學水平，是土壤調(diào)查制圖的基礎(chǔ)，推廣農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)依據(jù)，也是國內(nèi)外土壤學術(shù)交流的媒介。國際上以美國土壤系統(tǒng)分類為代表的三大土壤分類制(ST、FAO/UNESCO、WRB)并存，國內(nèi)中國土壤分類系統(tǒng)和中國土壤系統(tǒng)分類同時使用，說法不一的土壤分類體系對于從事土壤學研究的學者們都不是很清晰，但隨著土壤科學的發(fā)展，土壤分類體系的完善，對土壤分類體系建立也會逐漸一致。特別在目前的信息時代，一個定量化、標準化和國際化的統(tǒng)一土壤分類是時代的需要，也是許多土壤學者的共同期盼。

1 國際土壤分類的發(fā)展

土壤分類隨著土壤科學的發(fā)展不斷前進，由定性分類到定量分類經(jīng)歷了以下幾個階段：古代樸素的土壤分類、俄國道庫恰耶夫地理發(fā)生分類、發(fā)生分類與系統(tǒng)分類并立和系統(tǒng)分類逐漸取代發(fā)生分類階段。以系統(tǒng)分類為代表定量分類逐漸成為國際主流[1-4]。當前，美國土壤系統(tǒng)分類(ST)、聯(lián)合國世界土壤圖例單元(FAO/UNESCO)和世界土壤資源參比基礎(chǔ)(WRB)[5]是國際上較有影響力的土壤分類。

1.1 近現(xiàn)代土壤分類起源及發(fā)展

1.1.1以土壤發(fā)生分類為代表的定性分類。十九世紀末，俄國土壤學家道庫恰耶夫創(chuàng)立了成土因素學說，并以此為基礎(chǔ)逐步發(fā)展了土壤發(fā)生分類學，近代土壤分類由此開始[6-8]。這一分類極大的影響了土壤發(fā)生學與土壤分類學，對世界土壤科學貢獻卓越，并被許多國家采用[9]。

美國農(nóng)業(yè)部土壤調(diào)查局局長Marbut C F在上世紀二十年代-三十年代期間引入了美國土壤分類，認為應(yīng)該根據(jù)土壤的剖面性狀進行分類，并且使土壤分類適應(yīng)美國土壤的具體情況。1935年，馬伯特正式發(fā)表了他創(chuàng)立的新土壤分類系統(tǒng)[6,8,10]。

隨著不斷前進的土壤科學，馬伯特分類系統(tǒng)不能適應(yīng)新增土壤資料，暴露出了一些問題。Kellogg B、Thorp J和Baldwin M為了解決這些問題，他們對馬伯特分類體系做了修改，這就是通常人們所稱的“美國38年的分類”。和早期的馬伯特分類系統(tǒng)相比，“美國38年的分類”作了較大的修改，但是由于該分類體系對土壤類型的確定并非依據(jù)土壤自身的性狀，而是根據(jù)環(huán)境因素或者是發(fā)生假說來劃分土壤類型，從而使土壤的分類不夠客觀和準確，因此，Kellogg B、Thorp J和Baldwin M的修改并未從根源上解決馬伯特分類的先天不足，并且它的缺點日益明顯[6,10]。

1.1.2以土壤系統(tǒng)分類為代表的定量分類。二戰(zhàn)結(jié)束后，各個國家都致力于戰(zhàn)后恢復(fù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為國家穩(wěn)定的基石，許多國家都投入大量資源對其進行改善提高，土壤學作為農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)學科，也得到了快速發(fā)展和進步。土壤調(diào)查的作用更加廣泛，延伸到更多的新領(lǐng)域之中。美國土壤學家在新的研究結(jié)果和更為廣泛的實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，充分認識到原來的馬伯特分類系統(tǒng)的不足，特別是在精度上不能滿足當時的需要。所以土壤學家急需一個新的土壤分類系統(tǒng)對土壤調(diào)查結(jié)果作出更科學、更精確的解釋。1951年，美國農(nóng)業(yè)部為此決定發(fā)展一個全新的土壤分類系統(tǒng)，從此標志著美國土壤分類進入了一個新的時期[1,3,6,10]。

1.2 近現(xiàn)代國際土壤分類的發(fā)展

1.2.1美國土壤系統(tǒng)分類(ST)。1951年，在Smith G D的主持下，開始著手建立美國土壤系統(tǒng)分類，他明確指出美國土壤系統(tǒng)分類是一個開放的分類系統(tǒng)，該分類體系將會隨著土壤信息的不斷積累而不斷改進和完善[2]。他與美國國內(nèi)許多大學和一些國外的土壤科學家合作，共同進行這一研究，在一系列“草案”的基礎(chǔ)上，經(jīng)過土壤學者們的不斷驗證和反復(fù)修改，終于在1961年，經(jīng)過7次修訂之后，提出了新的土壤分類系統(tǒng)，它就是我們現(xiàn)在使用的以診斷層和診斷特性為基礎(chǔ)的、以定量化為特點的美國土壤系統(tǒng)分類，并且在1975年正式出版了《土壤系統(tǒng)分類》這一開創(chuàng)土壤分類新時代的專著。隨后每隔兩年，美國更新再版一次《土壤系統(tǒng)分類檢索》，到了1999年，隨著《土壤系統(tǒng)分類》(第二版)正式出版，標志美國土壤系統(tǒng)分類不斷趨于完善[11-13]。美國土壤系統(tǒng)分類引進單個土體概念，在診斷層和診斷特性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用定量性的土壤性狀指標來劃分土壤的各級分類單元，最后采用拼綴方法命名土壤，可以從土壤名稱上聯(lián)想到該土壤的屬性及每一個分類單元劃分上所采用的土壤性質(zhì)。美國土壤系統(tǒng)分類使土壤分類由定性分類發(fā)展為定量分類，是土壤分類史上的一次革命，開創(chuàng)了土壤分類的新時代[4,14]。

美國土壤系統(tǒng)分類自發(fā)表后，就以全新的面貌對以后的土壤分類產(chǎn)生了很大的影響，直接被許多國家采用或者作為第一、第二分類體系，并且影響著許多國家的土壤分類體系朝著系統(tǒng)分類的方向前進。這一分類系統(tǒng)集中了世界各國土壤學家的智慧，著眼于全世界。美國土壤系統(tǒng)分類也遵循了土壤發(fā)生學思想，但其最大的特點是將過去慣用的發(fā)生學土層和土壤特性給予了定量化，建立了一系列的診斷層和診斷特性[15-18]。

1.2.2聯(lián)合國世界土壤圖例單元(FAO/UNESCO)。世界土族圖在1974年第一次出版，1988年，世界土壤學家對世界土族圖進行了修訂，其所采用的土壤分類系統(tǒng)就是世界土壤圖例單元(FAO/UNESCO)。和初版使用的土壤分類系統(tǒng)相比，修訂版對第一級分類單元集合土類做了修訂，增刪了部分土類，最后確定為8組，28個土類。并且對診斷層和診斷特性也做了一定的修改[19-20]。

1.2.3世界土壤資源參比基礎(chǔ)(WRB)。WRB全稱World Reference Base for Soil Resources，中譯名為世界土壤資源參比基礎(chǔ)，是由國際土壤分類參比系統(tǒng)(IRB)演變而來。IRB全稱International Reference Base，中譯名是國際土壤分類參比系統(tǒng)。1980年，由FAO-UNESCO和UNEP成立于保加利亞，經(jīng)第12屆國際土壤學會確認后，交予第V組管理，其目的是為了不斷更新和協(xié)調(diào)全球有關(guān)土壤分類的信息。1988年提出將全球土壤分為20個大組。1990年在第14屆國際土壤學會上IRB以專題形式提出了自己的分類方案[16,21]。1992年在法國蒙彼利埃(Montpellier)召開會議，由國際土壤學會((ISSS)，F(xiàn)AO-UNESCO和ISRIC(國際土壤參比與信息中心)聯(lián)合成立世界土壤資源參比基礎(chǔ)(World Reference Base for Soil Resources)，簡稱WRB，組織全世界土壤學專家完善土壤系統(tǒng)分類。1994年第15屆國際土壤學大會上，正式提出了一個分類方案，標志著土壤分類發(fā)展的新階段。1998年在法國Moutpellier 第16屆國際土壤學會大會上出版了這一方案的正式版本，同時還出版了相應(yīng)的簡要本(Introduction )和圖冊(Atlas)。并以這一方案為基礎(chǔ)出版了“世界主要土壤”和相應(yīng)的 CD-ROM[22-25]。

WRB的理論基礎(chǔ)是以歐洲土壤學學派的學術(shù)思想為主，特別是吸取了俄羅斯、英國、德國和法國土壤分類的一些術(shù)語和概念，如鹽土、堿土、黑鈣土、栗鈣土和黑土等[26]。這一新方案廣泛吸取了各國土壤學家的智慧及各國的最新研究成果，邀請了20多個國家的40多位有經(jīng)驗的土壤學家先后在法國、英國、意大利、比利時召開會議，經(jīng)過大量修訂，增刪了診斷層、診斷特性和診斷物質(zhì)及原有的分類單元。該方案在短時間內(nèi)集中大量先進的成果出版，并且其分類內(nèi)容豐富，在世界上極具影響力，這也說明了以診斷層、診斷特性為基礎(chǔ)，走定量化、標準化和統(tǒng)一化的道路是世界土壤分類發(fā)展的必然趨勢[21]。

2 中國土壤分類的發(fā)展歷史

我國的土壤分類有著悠久的歷史和豐富的經(jīng)驗。最早的土壤分類的內(nèi)容出現(xiàn)在《禹貢》和《管子·地質(zhì)篇》等著作中。雖然這些分類并非土壤的系統(tǒng)分類或自然分類，而是實用的或技術(shù)的分類，但是其提出的一些概念和具有的樸素唯物主義觀點，至今仍有一定的現(xiàn)實意義[7,18,27]。近代土壤分類學是二十世紀二十年代后才開始進入中國的，大致可以分為三個時期：

2.1 早期的馬伯特分類

中國最早的土壤分類是引用美國的馬伯特分類，此為我國近代土壤分類研究工作的起點。1931年，鄧植儀應(yīng)用馬伯特分類，并建立了中國最早的土系，如廣州系、鐘村系、小坪系、珠江系等土系就是在其發(fā)表的“番禺縣土壤調(diào)查報告書”中就提出的。Thorp J作為美國土壤學家代表來華后，把Marbut土壤分類的概念和劃分指標引入中國，我國開始了大規(guī)模劃分土系時代，1936年出版了《中國土壤地理》這部介紹中國土壤概貌的綜合性專著。經(jīng)過20余a，到建國前共制定約2000個土系單元，主要限于東部沿海地區(qū)。此分類在我國土壤分類發(fā)展進程中起著承上啟下的作用。建國以后，仍有一些地方沿用土系的概念劃分基層單元，如東北、淮河流域和海南島等地區(qū)土壤調(diào)查中繼續(xù)劃分出一些土系[28]。

2.2 解放后的地理發(fā)生分類

二十世紀五十年代初期，中國的土壤分類基本上是繼承以前所建立的分類系統(tǒng)。1950年宋達泉提出的中國土壤分類系統(tǒng)就是這方面的代表。它以土類為基本單元，引用了顯域土、隱域土和泛域土作為土綱，下分為鈣層土、淋余土、水成土、鹽成土、鈣成土、高山土和幼年土等亞綱，列出了黑鈣土、栗鈣土、棕壤、紅壤、黃壤等18個土類，其下分為土科和土系，這一分類中所包含的中國特有的水稻土、棕壤和砂姜土等類型至今仍被沿用。

從1954年起，由于國際環(huán)境和政治氛圍的影響，我國放棄了馬伯特分類，開始向蘇聯(lián)學習地理發(fā)生分類，開展土壤分類工作。以成土因素為依據(jù)，建立了包括土類、亞類、土屬、土種、變種的五級土壤分類制，建立了以土類為主的土壤分類體系，擬定了我國第一個地理發(fā)生分類制的“中國土壤分類表”。該分類體系運用地帶性學說闡明我國土壤的分布規(guī)律，對我國土壤分類影響深遠[29]。

1958年-1959年全國第一次土壤普查，對農(nóng)業(yè)土壤進行了廣泛研究，提出了潮土、灌淤土和綠洲土等土壤。在這次土壤普查中，強調(diào)總結(jié)農(nóng)民群眾的經(jīng)驗，即所謂的“以土為主，土洋結(jié)合”。即在土壤分類中，以群眾的名稱作為相當于土種一級的基層分類，土種向上歸納為亞類。對于不同地區(qū)的土壤，不同人有不同認識，出現(xiàn)了同土異名和同名異土的現(xiàn)象，在土壤普查匯總中，總結(jié)這些名稱和分類時，加了一些限制詞，以示區(qū)別。歸納分類也缺少統(tǒng)一的科學標準，以致最后形成的分類系統(tǒng)，既不是原來的馬伯特分類，也不是后來的分類體系[30]。

1978年，中國土壤學會在江蘇省江寧市召開了第一次土壤分類會議，提出了《中國土壤分類暫行草案》。第二次土壤普查開始時，根據(jù)該方案，并附以土壤類型性狀說明，作為工作分類。普查全面展開后，不斷發(fā)現(xiàn)新的土壤類型。1984年在昆明召開土壤分類討論會，擬定了《中國土壤分類系統(tǒng)》(修訂稿)，劃分了土綱、土類、亞類等單元。1988年，山西太原再度召開土壤分類討論會，在廣泛征求各省的意見基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)資料，擬定了土綱、亞綱、土類、亞類的分類系統(tǒng)。1992年，土壤普查工作進入驗收尾聲，普查資料匯總。因為必須在統(tǒng)一的土壤分類下，完成了有關(guān)《中國土壤》、《中國土種志》及系列圖件和資料的匯總，因此有關(guān)專家、學者經(jīng)過反復(fù)討論，最后確立了《中國土壤分類系統(tǒng)》，劃分為12個土綱，28個亞綱，61個土類，233個亞類。這一分類屬于地理發(fā)生分類，代表全國土壤普查的科學水平。目前，盡管中國土壤系統(tǒng)分類不斷發(fā)展完善，應(yīng)用范圍更為廣泛，但是地理發(fā)生分類在我國仍占有重要地位[31-32]。

2.3 當代土壤分類的發(fā)展

為順應(yīng)國際、國內(nèi)發(fā)展形勢，以定量化為主要特征的中國土壤系統(tǒng)分類從上世紀80年代中期以來開始研究建立，目前已取得階段性的成果，使得我國土壤分類研究已經(jīng)跟上了國際的步伐。從1986年以來的近30 a間，國家自然科學基金委員會連續(xù)7次立項支持了基于現(xiàn)代土壤學發(fā)展水平和定量方法的中國土壤系統(tǒng)分類研究，其中包括4個重點項目和3個面上項目。在科學基金的引導下，中國土壤系統(tǒng)分類研究先后吸引了73所大學和科研機構(gòu)的120多位土壤學家參加，取得了極為豐富的第一手資料，完成了“中國土壤系統(tǒng)分類”這一系統(tǒng)工程，這對世界土壤科學的發(fā)展也做出了積極的貢獻。中國土壤系統(tǒng)分類改革了原先以生物氣候條件為依據(jù)、具體指標和邊界不明確的地理發(fā)生分類，憑借翔實的研究數(shù)據(jù)，凝練出有嚴格限定的診斷層和診斷特性，以此為基礎(chǔ)來鑒別我國豐富的土壤類型，建立了一個全新的具有完整檢索系統(tǒng)的譜系式土壤系統(tǒng)分類，實現(xiàn)了我國土壤分類從定性向定量的跨越，成為我國土壤分類發(fā)展史上的里程碑。

3 近年來中國土壤分類的研究方向

理論上講，系統(tǒng)分類的建立首先有賴于大量基層單元的確認，但是縱觀我國土壤分類的發(fā)展歷史，可以發(fā)現(xiàn)主要集中在高級分類單元研究，而基層分類研究較為薄弱。這是因為中國的道路頗為曲折，二十世紀四十年代-五十年代初步建立了一系列的土系，這些土系歸屬于一些馬伯特制土類，但缺乏足夠的定量指標；五十年代以后，全面轉(zhuǎn)向發(fā)生分類制并采用土種作為基層單元。其后在第二次全國土壤普查后期加以修正，變成包含某些土系概念的土種。自八十年代中期開始的中國土壤系統(tǒng)分類研究先建立了亞類以上的高級單元，傳統(tǒng)土系和現(xiàn)有土種與之缺乏有機的聯(lián)系，因此建立新的基層分類必須按照土壤系統(tǒng)分類的原則和依據(jù)對過去基層單元進行評比和整理，以建立新的土系。

近幾年來，在國家科技部資助的科技基礎(chǔ)性工作專項項目“我國土系調(diào)查與《中國土系志》編制”的引導下，土壤系統(tǒng)分類的基層研究取得了重大進展，并且對高級分類單元做了進一步修改，使其更趨于合理完善。2011年11月，在哈爾濱的土系評比會議上，對高級分類中的土壤溫度診斷特性作出修改；2012年4月，在南京土壤研究所的年度土系會議上討論了土壤基層分類中的土族和土系的控制層段和劃分標準，并于2012年6月在沈陽棋盤山的土系調(diào)查培訓會議上正式確定土族和土系新的完整的劃分標準，2013年7月正式發(fā)表了《中國土壤系統(tǒng)分類土族和土系劃分標準》，標志著我國的土壤系統(tǒng)分類從高級分類到基層分類體系依據(jù)完全建立[33]。以后的工作重點將在我國幅員建立更多的土系，豐富我國土壤系統(tǒng)分類基層數(shù)據(jù)，建立土系數(shù)據(jù)庫，為土地資源管理利用、土壤肥力評價體系等提供基礎(chǔ)依據(jù)[34-35]，為土壤分類的自動檢索和建立國家土壤資源庫做準備，進而對國際土壤分類作出更多的貢獻。

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