貴州氣候因素對土壤類型及分布的影響

謝 靜，何冠諦，何騰兵cd*

（貴州大學(xué) a農(nóng)學(xué)院，b生命科學(xué)學(xué)院，c新農(nóng)村發(fā)展研究院，d中國西部發(fā)展能力研究中心，貴州 貴陽 550025）

貴州氣候因素對土壤類型及分布的影響

謝 靜a，何冠諦b，何騰兵acd*

（貴州大學(xué) a農(nóng)學(xué)院，b生命科學(xué)學(xué)院，c新農(nóng)村發(fā)展研究院，d中國西部發(fā)展能力研究中心，貴州 貴陽 550025）

通過分析，指出貴州黔西北、黔中、黔北、黔東、黔南5個區(qū)域的氣候特點(diǎn)，論述氣候因素對貴州紅壤、黃壤、石灰 （巖）土、水稻土等主要土壤類型的形成及其分布的影響，提出進(jìn)一步開展相關(guān)研究的主要方向。

氣候因素；土壤類型；土壤分布；影響；貴州

為深入了解貴州省氣候因素對貴州土壤類型及分布的影響，以便科學(xué)合理地開發(fā)利用土壤資源，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，為此，通過收集、整理相關(guān)文獻(xiàn)和資料，對其進(jìn)行了分析。

1 氣候特點(diǎn)

貴州省是一個多山的高原，整個地勢由西北向東南呈梯級下降，在海洋性氣候和大陸性氣候的共同作用下，具有濕潤亞熱帶氣候特征［1］。海拔100～2 800 m，其中海拔 ＞1 000 m的地區(qū)占全省面積的56.1%。全省年平均氣溫11.0～19.0℃，年降水量1 100～1 300 mm。總體而言是緯度低，海拔落差大，平均海拔多數(shù)在1 000 m以上，南部距海較近，北部是遼闊的亞洲大陸，地面坡度大，山地特性顯著。

貴州省具有4個氣候區(qū)，其中黔西北海拔1 700～2 400 m，屬暖溫帶氣候區(qū)；黔中和黔北海拔在1 000 m左右，相對濕度較大，屬溫帶氣候區(qū)；黔東地區(qū)海拔多數(shù)在600～700 m，屬亞熱帶氣候區(qū)；黔西南海拔多數(shù)在700～900 m，屬北亞熱帶氣候區(qū)。

大部分地區(qū)氣候比較濕潤暖和，素有 “冬不冷、夏不涼、氣候涼爽舒適”的氣候特點(diǎn)，年日照時數(shù)1 200～1 400 h，日照率25%～30%，年太陽總輻射量381.208 k J·cm-2。貴州省降水量較充沛，但季節(jié)分配不均，光照與水量和溫度變化基本一致。

2 土壤類型及分布

貴州省氣候和地理的復(fù)雜性直接影響土壤的發(fā)育與分布，其中紅壤、黃壤、黃棕壤等土壤類型是貴州省的地帶性土壤，其面積約占土壤總面積的60.29%，受母巖特性制約的巖性土壤石灰土、紫色土占土壤總面積的23.14%，人工耕種熟化的水稻土等及其他約占16.57%［2］。

2.1 土壤類型

貴州山巒起伏，地形多變，成土因素極其復(fù)雜，致使土壤類型眾多［3］。按水平分布，從南到北依次有紅壤、紅黃壤和黃壤；垂直分布從低到高有紅壤、黃壤、黃棕壤和山地草甸土等多種類型，還有一些非地帶性的巖性土，如石灰 （巖）土、紫色土等［4］。其中，黃壤分布面積最多，遍及貴州高原的主體部分［5］。貴州省還有許多其他的土類，例如水稻土、棕壤、山地草甸土、紅黏土、沼澤土、泥炭土、新積土等。

2.2 土壤分布

2.2.1 水平分布

水平分布是指土壤類型的分布、演替同地理位置變化一致的現(xiàn)象，因緯度和距海遠(yuǎn)近不同，引起熱量和濕潤度差異，形成不同的土壤帶 （或土被帶）。大致沿緯線 （東西）方向延伸，按緯度 （南北）方向逐漸變化的為土壤緯度地帶性分布；而沿經(jīng)線 （南北）方向延伸，按經(jīng)度 （東西）方向排列的屬土壤經(jīng)度地帶性分布［6］。水平地帶的形成與太陽輻射、地面熱量條件、大氣環(huán)流，以及海陸分布等因素有關(guān)［7］。貴州土壤的緯度地帶性與經(jīng)度地帶性在大范圍內(nèi)與垂直地帶相互復(fù)合［2］。從南到北，呈現(xiàn)出2個土壤帶，其中在南部緯度比較低的紅壤帶，其海拔僅500～600 m；而中部及北部的黃壤帶緯度則比較高，其海拔有800～1 200 m。自東向西出現(xiàn)3個土壤帶，其中東部邊緣地區(qū)的紅壤海拔僅為500～600 m；中部和大部分東部地區(qū)的黃壤海拔為700～1 400 m；然而西部的黃棕壤，海拔則在1 900 m以上。

2.2.2 垂直分布

土壤垂直帶譜，因基帶生物、氣候條件 （或地理位置）、山體的大小、走向和高低、坡度的陡緩、坡向、形態(tài)的不同有很大差異，土壤垂直帶的形成與山地的高度變化有關(guān)，垂直高度的不同導(dǎo)致水熱狀況的差異，從而形成不同的土壤與相應(yīng)的植被類型［8］。貴州山地土壤的分布服從于垂直地帶性規(guī)律，在不同的基帶內(nèi)，由山麓至山頂隨著海拔高度的上升，生物氣候條件的變化形成了一系列土壤垂直地帶譜。例如，黔東北梵凈山自下而上可劃分出4個土壤帶，分別有分布在海拔500 m以下地區(qū)的紅壤帶，紅壤帶也是垂直帶譜的基帶；分布在海拔500～1 400 m的黃壤帶，這個區(qū)域適合常綠闊葉林的生長；還有分布在海拔1 400～2 200 m的黃棕壤帶，其由上至下主要是常綠落葉闊葉混交林；以及分布在海拔2 200～2 300 m的山地草甸土帶，山地草甸土帶主要生長灌叢矮林和灌叢草甸。

2.2.3 區(qū)域性 （河谷）分布

貴州擁有獨(dú)特的喀斯特地貌，河谷的上游到下游通常呈現(xiàn)出峽谷、嶂谷和寬谷交錯分布的地貌類型。河流走向不同和所處的地理經(jīng)緯度的不同，使河谷生物氣候條件往往有明顯的變化，造成貴州各地河谷土壤區(qū)域分布差異明顯［9］。例如貴州省北盤江區(qū)域，海拔由低到高的土壤分布有潮泥田、紅砂泥田和紅砂泥土；烏江河谷相應(yīng)地貌分布有黑巖泥、大眼泥田、黃扁砂泥土和石質(zhì)山地。

3 氣候因素對土壤類型影響

3.1 不同區(qū)域

氣候是直接或間接地影響土壤形成過程的方向和強(qiáng)度的基本因素［10］。氣候?qū)ν寥佬纬傻闹苯佑绊懯侵竿ㄟ^土壤與大氣之間進(jìn)行的水分和熱量交換，對土壤水熱狀況和土壤中物理、化學(xué)過程的性質(zhì)與強(qiáng)度的影響。通常來說，溫度每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)速度平均增加1～2倍；溫度從0℃增加到50℃，化合物的解離度增加7倍［11］。因此，氣候因素影響土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解過程，影響礦物質(zhì)的分解和遷移轉(zhuǎn)化過程。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，土壤有機(jī)質(zhì)的組成、性質(zhì)和有機(jī)碳氮的轉(zhuǎn)化一直受到人們的重視［12］。一般來說，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量與海拔的升高呈正比例關(guān)系。有學(xué)者運(yùn)用一元二次方程對H/F值（H/F值=胡敏酸/富里酸）與氣候因素，包括年均溫、≥10℃積溫和年降水量進(jìn)行了回歸分析，證明土壤有機(jī)質(zhì)組成與生物氣候環(huán)境的關(guān)系之間呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，氣候因素特別是溫度的變化是影響土壤有機(jī)質(zhì)組成的主要外部條件［12］。在貴州低海拔地區(qū)，由于氣溫較高，土壤有機(jī)質(zhì)分解較快，因此存留在土壤中的有機(jī)質(zhì)含量相對較少，而從中海拔到高海拔地區(qū) （＞1 900 m），由于人類活動減少，加之氣溫逐漸下降，降低了土壤動物和微生物的活動強(qiáng)度，而殘留在土壤中的有機(jī)質(zhì)也較多［13］。

3.1.1 黔西北氣候區(qū)

黔西北氣候區(qū)海拔多在1 700～2 400 m，屬暖溫帶氣候區(qū)，素有 “高寒山區(qū)”之稱，氣候冷濕，年平均溫度13℃以下，≥10℃積溫2 500～3 500℃，無霜期220 d左右，年降水量900～1 000 mm，多集中在夏秋兩季，年平均相對濕度為80%左右；但是由于冬、夏兩季季風(fēng)的影響，冬春兩季降水量很少，不足全年降水量的15%，濕潤度為0.7～0.8，而日照時數(shù)較多，所以春溫高于秋溫，具有暖溫帶氣候區(qū)夏濕冬干的氣候特征。該氣候區(qū)形成和分布的地帶性土壤類型主要為黃棕壤。

3.1.2 黔中和黔北氣候區(qū)

黔中和黔北氣候區(qū)是貴州高原的主體，地勢起伏不大，海拔多在1 000 m左右，年平均溫度15～17℃，≥10℃積溫4 000～4 500℃，僅個別河谷地區(qū) （如赤水河谷等）可超過5 000℃，無霜期240～280 d，年降水量1 000～1 200 mm，局部地區(qū)如梵凈山地區(qū)、都柳江上游、烏江與北盤江上游分水嶺地帶，其中心降水量均在1 400 mm以上，夏秋降水量占全年降水量的78%。從降水量看有干濕季之分，但因高原上冷氣團(tuán)和暖濕氣團(tuán)的經(jīng)常交綏，全年陰雨、霧日的天數(shù)較多，＞0.1 mm雨日為170～200 d，且各季分配較勻，日照率30% 左右，日照時數(shù)較少，相對濕度大，而年變化不明顯，一般在80%左右，最冷月平均氣溫-5～-7℃，最熱月平均氣溫23～25℃，夏季氣溫與春季氣溫比值為1.4，具有溫帶氣候區(qū)溫和濕潤的氣候特征。該氣候區(qū)形成和分布的地帶性土壤類型為黃壤，非地帶性土壤類型有黃色石灰土和紫色土。

3.1.3 黔東氣候區(qū)

黔東氣候區(qū)海拔在600～700 m及以下，氣候比較濕熱，年平均溫度16～18℃，≥10℃積溫5 000～5 500℃，無霜期270～300 d，年降水量1 200～1 300 mm，日照率27%，夏溫較高，但東北部易受寒潮侵襲，冬春溫度較南部地區(qū)為低，夏季氣溫與春季氣溫差別大，比值可達(dá)1.61。秋季綿雨現(xiàn)象常有發(fā)生，濕潤度1.15左右，個別的（如碧江區(qū)）可達(dá)1.38，也是貴州省水分充足、濕潤度較高的地區(qū)，具有亞熱帶氣候區(qū)夏熱春涼濕潤的氣候特征。該氣候區(qū)的地帶性土壤類型以黃紅壤為主，其次為紅壤和黃壤。

3.1.4 黔南氣候區(qū)

黔南氣候區(qū)包括紅水河、北盤江和南盤江河谷，海拔多在700～900 m及以下，熱量資源豐富，年平均溫度18～20℃，≥10℃積溫5 500～6 500℃，無霜期350 d以上。年降水量1 100～1 200 mm，日照率達(dá)35%以上。南北盤江和紅水河谷地區(qū)，熱量條件優(yōu)越，溫度更高，如望謨?nèi)昴昃鶞乜蛇_(dá)20.4℃。局部深切和東西走向的河谷地段雨量充沛，濕度較大，冷暖氣流因受河谷兩側(cè)山體所阻，加之溝谷焚風(fēng)增溫作用的影響，干熱季節(jié)較長而濕熱季節(jié)短，具有北亞熱帶氣候區(qū)冬溫夏熱的氣候特征。該氣候區(qū)形成和分布的地帶性土壤為磚紅壤化紅壤、赤紅壤性土。

3.2 主要土壤類型

3.2.1 紅壤

紅壤在中亞熱帶濕熱氣候常綠闊葉林植被條件下，發(fā)生脫硅富鐵鋁化過程和旺盛的生物小循環(huán)過程，發(fā)育成紅色、鐵鋁聚集、酸性、鹽基高度不飽和的鐵鋁土［14-15］。溫暖濕潤的亞熱帶氣候因素影響貴州紅壤的形成和分布，年平均氣溫16～21℃，≥10℃的積溫4 800～6 500℃，無霜期在270 d以上，年降水量1 200～1 400 mm。由于所處地理位置不同，所受大氣環(huán)流影響的程度不同，同為紅壤地帶的東部和南部，氣候要素有一定差異。熱量總的狀態(tài)是南部地區(qū)高于東部地區(qū)，系因東部地勢開闊，冬季冷氣團(tuán)可從東北長驅(qū)直入，因而溫度較低；而南部地區(qū)因有較大的山脈如苗嶺阻隔，冷氣團(tuán)至此如強(qiáng)弩之末，影響大為減弱。雨量則在東部和西南部地區(qū)高于南部地區(qū)，相對濕度亦然；日照時數(shù)則以西南部和南部地區(qū)為最高，東部地區(qū)較低。貴州紅壤帶內(nèi)除西南地區(qū)干、濕季較明顯外，南部和東部地區(qū)均不甚明顯［2］。受氣候因素的影響，紅壤主要分布在貴州省的東部、南部與湖南和廣西接壤的低山丘陵區(qū)，此外，在北盤江支流深入的六盤水市和安順市低海拔河谷也有零星分布。

3.2.2 黃壤

黃壤呈酸性，土層濕潤，心土層含有大量針鐵礦而呈黃色，是貴州省面積最大的土壤類型［2］。溫暖濕潤的亞熱帶氣候因素影響黃壤的形成和分布，這個地區(qū)年平均氣溫為14～16℃，最冷月（1月）月平均氣溫4～7℃，最熱月 （7月）月平均氣溫22～26℃，≥10℃的積溫4 000～4 900℃。據(jù)地處黃壤帶中部的貴陽多年氣溫觀測結(jié)果，土層5 cm處溫度17.2℃，10～20 cm處溫度17.3℃，20 cm處溫度全年穩(wěn)定通過5℃，地表穩(wěn)定通過0℃的天數(shù)平均達(dá)347 d；地表穩(wěn)定通過10℃的天數(shù)平均達(dá) 253 d。該氣候區(qū)雨量豐富，年降水量1 000～1 400 mm，雨量分配以5-8月為多，占全年降水量的60%左右；9月至次年4月雨量較少。具有全年降雨日多、日照少、太陽總輻射量低的特點(diǎn)，往往都以小雨形式降落，降雨天數(shù)最多的1929年，貴陽達(dá)259 d。貴陽多年干燥度為0.64，降雨量與蒸發(fā)量相近，平均相對濕度達(dá)77%以上。總輻射量平均為381.208 k J·cm-2，日照率29.7%，日照時數(shù)為1 354 h。黃壤有機(jī)質(zhì)的積累和黏土礦物的組成受水濕條件的影響。

富鋁化作用和氧化鐵的水化作用是黃壤形成過程中必不可少的2個過程，均受氣候因素的影響。其中富鋁化作用是指鐵、鋁2個化學(xué)元素在地球風(fēng)化殼或土壤中富集的過程，也是熱帶、亞熱帶土壤發(fā)育的共有過程。由于貴州土壤常年處于相對濕度較大、水熱狀況穩(wěn)定的環(huán)境中，土層經(jīng)常保持濕潤狀態(tài)，土壤含水量較高，從而致使土體中大量的氧化鐵發(fā)生水化作用從而形成針鐵礦，使心土層呈黃色。這一過程又稱為黃化作用。

3.2.3 黃棕壤

黃棕壤發(fā)育于暖溫帶氣候區(qū)。年均氣溫11～13.5℃，≥10℃的積溫2 500～4 000℃，年降水量900～1 200 mm。受生物氣候因素的影響，黃棕壤具有弱度的脫硅富鋁化過程、較強(qiáng)的生物小循環(huán)過程和較強(qiáng)的黏化過程。相同母質(zhì)上發(fā)育的黃棕壤的Ki值（Ki值=SiO2/Al2O3）較黃壤高，土壤滲濾水中硅的含量較黃壤低，鈣的含量較黃壤高；因降雨量較多，黃棕壤淋溶作用較為強(qiáng)烈，使土壤鹽基飽和度極低，黏粒淋移較為明顯；因年均溫較低，有機(jī)物質(zhì)的礦質(zhì)化作用較弱，所以表土有機(jī)質(zhì)積累較強(qiáng)，其含量較黃壤高［14］。

3.2.4 棕壤

棕壤是貴州土壤垂直帶譜中位于黃棕壤之上的一類地帶性土壤是具有暖溫帶氣候區(qū)落葉闊葉林和針闊混交林下形成的土壤。其氣候特點(diǎn)是夏季溫暖濕潤，冬季寒冷偏干燥，年平均氣溫為8～10℃，10℃以上的積溫低于3 000℃，年降水量950～1 200 mm。因降雨豐富，氣溫較低，使棕壤具有弱度的淋溶作用和黏化作用，使得易溶鹽分和游離碳酸鈣都被淋失，黏粒也沿剖面向下移動，并發(fā)生淀積。生物累積作用強(qiáng)，表層土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，可達(dá)100 g·kg-1以上［14］。

3.2.5 石灰 （巖）土

石灰 （巖）土是巖溶地區(qū)分布較為廣泛的一種土壤類型［16］，是貴州巖溶地區(qū)碳酸鹽巖風(fēng)化物上發(fā)育的土壤［2］，是貴州的主要土壤類型之一。降水和日照對石灰?guī)r的風(fēng)化起著重要的作用，可以加速石灰土的形成［17］。石灰 （巖） 土的鹽基飽和度＞50%，pH值均 ＞6.5，貴州石灰 （巖）土具有碳酸鹽巖性特征［2］。受氣候因素的影響，貴州石灰 （巖）土可分為黑色石灰土、棕色石灰土、黃色石灰土、紅色石灰土4個亞類，其中黔中和黔北氣候區(qū)多分布黃色石灰土和黑色石灰土，黔南和黔東氣候區(qū)分布有紅色石灰土，黔西北氣候區(qū)出現(xiàn)棕色石灰土。

3.2.6 水稻土

水稻土是水耕熟化過程作用下形成的一類土壤［18-20］。在形成過程中發(fā)生了氧化還原、有機(jī)質(zhì)的合成與分解、鹽基淋溶與復(fù)鹽基、鐵錳的淋溶與淀積等作用。受年均溫和積溫的影響，貴州水稻土92.8%以上分布在海拔1 400 m以下的地區(qū)，最高分布在威寧縣海拔1 600 m的地區(qū)；受氣候因素的影響，貴州水稻土可分為紅壤性水稻土、黃壤性水稻土等，其中黔中、黔北和黔西北氣候區(qū)多分布黃壤性水稻土，黔南和黔東氣候區(qū)分布有紅壤性水稻土。

4 小結(jié)與討論

歸納總結(jié)了影響貴州土壤形成和分異的氣候特點(diǎn)，指出了貴州黔西北、黔中、黔北、黔東、黔南5個區(qū)域的氣候特點(diǎn)，論述了各氣候區(qū)對貴州紅壤、黃壤、石灰 （巖）土、水稻土等主要土壤類型的形成及其分布的影響。

今后需要進(jìn)一步開展下列研究：在貴州不同氣候條件下，土壤類型的形成和分布的研究；土壤發(fā)生分類和系統(tǒng)分類的對比研究，尤其是基層分類的研究；土壤侵蝕與防治技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用的研究；土壤理化生性狀特征與土壤肥力狀況的研究；土壤污染與防治研究；不同氣候條件下，中低產(chǎn)土壤的改良利用研究；土壤資源環(huán)境與特色農(nóng)業(yè)發(fā)展研究。

研究結(jié)果對掌握貴州氣候因素及其對土壤類型與分布的影響，科學(xué)合理開發(fā)利用土壤資源具有重要意義。

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（責(zé)任編輯：吳益?zhèn)ィ?/p>

S 155

A

0528-9017（2015）04-0510-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20150423

2015-01-16

貴州省科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊建設(shè)計劃項目 （黔科合人才團(tuán)隊 ［2013］4020）；本科教學(xué)工程項目

謝 靜 （1990-），女，貴州畢節(jié)人，在讀碩士研究生，研究方向為土地 （土壤）資源利用與信息技術(shù)。E-mail：502780693 @qq.com。

何騰兵 （1963-），男，貴州銅仁人，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)的教學(xué)與科研工作。E-mail：hetengbing@163.com。

文獻(xiàn)著錄格式：謝靜，何冠諦，何騰兵.貴州氣候因素對土壤類型及分布的影響 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（4）：510-514.