潛育水耕人為土成土環(huán)境研究

楊良覦 邱志騰 章明奎

摘 要：為了解成土環(huán)境對潛育水耕人為土形成及其空間分布的影響，構(gòu)建地形景觀與潛育水耕人為土分布的關(guān)系，調(diào)查了浙江省水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原和山丘谷地等地貌區(qū)潛育水耕人為土的特征及其分布的微地形、成土母質(zhì)和土地利用方式。結(jié)果表明，微地形可直接改變土壤水分狀況，是影響潛育水耕人為土形成的最重要的成土因素。潛育水耕人為土主要分布在水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原及山丘谷地的低洼區(qū)域，其成土母質(zhì)主要為湖沼相、河流沉積物、海相沉積物及巖石風(fēng)化物的再積物，具較高的有機質(zhì)含量，質(zhì)地主要為粘壤至粘土，多顯酸性和中性。潛育水耕人為土分布區(qū)的地下水位多在30～55cm。水網(wǎng)平原區(qū)內(nèi)潛育水耕人為土的潛育特征土層厚度明顯大于其它地貌區(qū)。長期種植茭白、蓮藕、菱、席草或發(fā)展稻田養(yǎng)魚，可促使其它類型的水耕人為土向潛育水耕人為土轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：水耕人為土；潛育特征；微地形；成土母質(zhì)；地下水位

中圖分類號 S151；S55 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）13-0046-03

Abstract：To understand the influence of pedogenetic environments on the formation and spatial distribution of the gleyi-stagnic Anthrosols and to construct the relationships between landscape and the soils，the characteristics of the gleyi-stagnic Anthrosols in the river network plain，coastal plain，valley plain and mountain valley and other geomorphologic areas in Zhejiang Province，as well as their distribution，microtopography，parent materials and land use were investigated.The results showed that micro-topography could directly change the soil moisture regime and was the most important soil formation factor affecting the formation of the gleyi-stagnic Anthrosols.The gleyi-stagnic Anthrosols were mainly distributed in the low-lying zones of the river network plain，coastal plain，valley plain and mountain valley，their main soil parent materials were lacustrine，river sediments，marine sediments and re-transported materials of weathered rock with high organic content，the texture of clay loamy to clay and pH of acidic and neutral.The groundwater level in the distribution zones of the gleyi-stagnic Anthrosols varied mostly from 30 and 55cm.The thickness of the soil layer with gleyic fertures in the river network plain was significantly greater than those in other geomorphologic areas.The survey also showed that long-term plantation of zizania，lotus，water diamond，and mat grass or fish culture in rice fields could promote the transformation of other types of stagnic Anthrosols to the gleyi-stagnic Anthrosols.

Key words：Gleyi-stagnic Anthrosols；Gleyic fertures；Micro-topography；Parent material；Groundwater level

潛育水耕人為土是中國土壤系統(tǒng)分類中的水耕人為土亞綱中4個土類（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）之一[1]，其在礦質(zhì)土表至60cm范圍內(nèi)部分土層（厚度超過10cm）有潛育特征[1]。潛育特征是長期被水飽和、強烈還原的結(jié)果，可通過顏色、鐵錳形成物或氧化還原電位等加以定量鑒定[1]。由于在較淺的土體中出現(xiàn)潛育化作用，潛育水耕人為土結(jié)構(gòu)不良，通氣性差，還原性物質(zhì)積累明顯，養(yǎng)分有效性低，不利于水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是農(nóng)業(yè)上土壤改良的主要對象[2，3]?？焖勹b定這類土壤的分布范圍是潛育性土壤改良和治理的前提。傳統(tǒng)上，準(zhǔn)確確定這類土壤的分布主要依靠土壤剖面的觀察[4-6]，確定邊界需要消耗大量的人力。研究表明，水耕人為土的發(fā)生學(xué)性狀深受地方性成土因素的影響[7，8]，但至今對潛育水耕人為土在空間上的分布模式及其與成土環(huán)境的關(guān)系還不夠清楚。為此，本文以浙江省為例，從地形、微地形、地下水位、成土母質(zhì)、土地利用方式等方面研討潛育水耕人為土分布的成土環(huán)境，目的是建立地形景觀與潛育水耕人為土土類及相關(guān)診斷特性的關(guān)系，為該類土壤的調(diào)查制圖提供基礎(chǔ)。

1 研究方法

浙江省位于長江三角洲的南翼，是我國水稻主要種植區(qū)，余姚河姆渡和桐鄉(xiāng)羅家角古文遺址出土稻谷的碳同位素斷代水稻栽培歷史已有7000多年。區(qū)內(nèi)地形地貌較為復(fù)雜，由山地、丘陵、平原和山丘谷地組成。基于浙江省第2次土壤普查[9]，于2015—2017年間選擇水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原、山丘谷地和山地丘陵區(qū)等地貌類型的典型地段，開展了潛育水耕人為土的調(diào)查，采用挖掘標(biāo)準(zhǔn)剖面與土鉆法相結(jié)合的方法觀察不同地貌區(qū)水耕人為土的剖面特征，分析潛育特征出現(xiàn)的深度和相應(yīng)的土層厚度，同時詳細(xì)記錄各觀察點的典型成土環(huán)境特征（包括地形、海拔、微地形、坡度、坡向、坡位、相對高程、冬季地下水位、與鄰近水系的距離、成土母質(zhì)、種植制度等），累計觀察土壤剖面63個。野外調(diào)查、剖面觀察與描述均按中國土壤系統(tǒng)分類研究的相關(guān)要求進行[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 潛育水耕人為土分布的地貌特征 地貌對水耕人為土性態(tài)有很大的影響，浙江省水耕人為土分布的地貌主要有水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原、丘陵山地和山丘谷地。調(diào)查表明，出現(xiàn)潛育水耕人為土的地貌有水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原和山丘谷地，丘陵山地?zé)o潛育水耕人為土出現(xiàn)。總體上，水網(wǎng)平原是潛育水耕人為土主要的分布區(qū)域，其次為山丘谷地，河谷平原和濱海平原的潛育水耕人為土僅零星分布。潛育水耕人為土集中分布在低海拔地區(qū)，隨著海拔的升高，其分布逐漸減少。浙江省潛育水耕人為土出現(xiàn)在海拔500m以下，主要分布在海拔5m以下；且其分布區(qū)地表坡度主要在5°以下，5～10°的區(qū)域也有少量分布。水網(wǎng)平原潛育水耕人為土潛育特征土層出現(xiàn)的深度在19～48cm，潛育特征土層深厚，多數(shù)情況下可延伸至100cm以下；濱海平原區(qū)潛育水耕人為土潛育特征土層出現(xiàn)的深度在39～50cm，潛育特征土層厚度一般在30～55cm；河谷平原區(qū)潛育水耕人為土潛育特征土層出現(xiàn)的深度在22～50cm，潛育特征土層厚度一般在35～75cm；山丘谷地潛育水耕人為土潛育特征土層出現(xiàn)的深度在18～50cm，潛育特征土層厚度一般在15～90cm，具潛育特征的土層厚度水網(wǎng)平原區(qū)大于其他地區(qū)。

在水網(wǎng)平原、濱海平原、河谷平原和山丘谷地等地貌區(qū)，潛育水耕人為土可與鐵聚水耕人為土、鐵滲水耕人為土和簡育水耕人為土呈復(fù)區(qū)分布。從分布的面積來看，潛育水耕人為土在這些地貌區(qū)都屬少數(shù)土壤，其出現(xiàn)主要與微地形有關(guān)（表1）。在水網(wǎng)平原，潛育水耕人為土出現(xiàn)在碟形洼地、垟心或湖沼地帶，周邊常常有高密度的水網(wǎng)，許多情況下潛育水耕人為土被湖泊或河流所環(huán)繞，常常是“河頭田”（即離河邊的田塊）分布的是簡育水耕人為土、鐵聚水耕人為土，而“里進田”分布的是潛育水耕人為土。在濱海平原，潛育水耕人為土只出現(xiàn)在低凹地塊，其地表海拔常常比周邊農(nóng)田低30～50cm。河谷平原的潛育水耕人為土主要分布在寬闊河漫灘的洼地和牛軛湖位置或河谷平原與丘陵的交接區(qū)域；在河漫灘的帶狀低槽地塊以及與高一級階地接壤的凹形低洼地帶或排水不暢的區(qū)域是地下水位較高且常有地表水匯集區(qū)，易形成潛育水耕人為土。山丘谷地的潛育水耕人為土主要分布在“垅底田”與“垅心田”中，且常常存在透水性較低的土層或基巖，還常常受冷泉水和側(cè)滲水的影響。溝谷的寬窄和比降對水耕人為土中的潛育特征的產(chǎn)生也有重要的影響，比降小的寬谷由于流水緩慢易滯水，易發(fā)育為潛育水耕人為土；而比降大的窄谷則很少出現(xiàn)潛育水耕人為土。調(diào)查表明，地下水位高低與水耕人為土潛育化程度關(guān)系密切。在平原地區(qū)潛育水耕人為土的冬季地下水位多在25～55cm。地下水位小于25cm的水田雖然潛化化程度非常明顯，但因其整個土體較為軟糊，犁底層發(fā)育較差，缺乏發(fā)育明顯的水耕表層，不能滿足水耕人為土的診斷要求，其土壤在分類上屬于潛育土土綱。

2.2 潛育水耕人為土的成土母質(zhì) 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，母質(zhì)類型對潛育水耕人為土的形成有一定的影響。在浙江省范圍內(nèi)，出現(xiàn)潛育水耕人為土的成土母質(zhì)包括湖沼相沉積物、粘壤質(zhì)和粘質(zhì)河流沉積物、粘壤質(zhì)和粘質(zhì)海相沉積物，及洪積物和巖石風(fēng)化物的再積物?？傮w上，這些母質(zhì)形成的土壤質(zhì)地偏粘（主要為粘壤或粘土），出現(xiàn)潛育特征的土層有機質(zhì)均在5g/kg以上。在砂壤質(zhì)和有機質(zhì)含量低于5g/kg的土層，即使地下水位較高，也很少出現(xiàn)潛育特征。這是因為潛育化過程是以鐵的還原作用為主的生物化學(xué)過程，需要有充分的水分和豐富有機質(zhì)，只有當(dāng)有機質(zhì)易分解部分在淹水條件下被微生生物厭氣分解消耗大量氧氣才可形成土壤強還原條件。另外，母質(zhì)的酸堿性和土壤氧化鐵形態(tài)的差異也會影響土壤潛育化的發(fā)展。一般情況下，酸性和中性母質(zhì)上易發(fā)生潛育化，而石灰?guī)r來源的母質(zhì)中因富鈣較難形成潛育水耕人為土。而在含結(jié)晶較好氧化鐵的土壤（如紅砂巖和紫色砂巖發(fā)育的水耕人為土）也較難形成潛育特征。

2.3 土地利用方式對潛育水耕人為土形成的影響 調(diào)查表明，在相似的地貌的情況下，雙季稻種植區(qū)比水旱輪作區(qū)地下水位高，更易形成潛育水耕人為土。近年來種植制度的改變在一定程度上改變了水耕人為土的形態(tài)特征，由稻田改種茭白、蓮藕、菱、席草或發(fā)展稻田養(yǎng)魚（或稻魚鴨模式），可導(dǎo)致這些農(nóng)田及周邊農(nóng)田地下水位的提高，促進其它類型的水耕人為土向潛育水耕人為土方向發(fā)展，這種方式形成的潛育特征是次生潛育化過程的結(jié)果。

3 結(jié)論

（1）微地形是影響潛育水耕人為土形成的最重要的成土因素，潛育水耕人為土主要分布在水網(wǎng)平原的碟形洼地、垟心或湖沼地帶，濱海平原的低凹地塊，河谷平原的漫灘的洼地或牛軛湖及山丘谷地的“垅底田”與“垅心田”中。

（2）成土母質(zhì)性狀對潛育水耕人為土的形成有明顯的影響，其成土母質(zhì)主要為湖沼相、河流沉積物、海相沉積物及巖石風(fēng)化物的再積物，具有較高的有機質(zhì)含量，質(zhì)地主要為粘壤至粘土，多顯酸性和中性。

（3）潛育水耕人為土分布區(qū)的地下水位多在30～55cm。長期種植茭白、蓮藕、菱、席草或發(fā)展稻田養(yǎng)魚，可促使其他類型的水耕人為土向潛育水耕人為土轉(zhuǎn)變。

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