亞熱帶紅層母質(zhì)形成土壤的發(fā)生特征與分類問(wèn)題
——以浙江省為例

章明奎，吳夢(mèng)潔

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

紅層是炎熱、干燥地質(zhì)時(shí)期形成的紅色陸相碎屑沉積物層，主要形成于古盆地和古湖泊環(huán)境，其物質(zhì)組成多為砂巖和礫巖，并夾粉砂巖、頁(yè)巖、泥巖、灰?guī)r、石膏及巖鹽等[1-2]。中國(guó)的紅層主要形成于三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)和新生代古近紀(jì)，在西南、華南、華中及西北的廣大地區(qū)均有分布[3-5]，其地貌類型有方山、丘陵、高原和丹霞等[6-7]。在亞熱帶地區(qū)，紅層多呈紫色、淡紫色和紫紅色，由于其上形成的土壤顏色多與母巖相似，且土壤性狀深受母巖的影響，因此，在“中國(guó)土壤分類系統(tǒng)”中把由紅層母質(zhì)形成的土壤單獨(dú)列為一個(gè)土類，稱為“紫色土”[8-9]，歸入初育土土綱。紫色土自20世紀(jì)30年代建立以來(lái)，一直沿用至今。近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，中國(guó)土壤工作者對(duì)紫色土的肥力性狀、改良利用、水土保持等方面做了大量研究[10-14]，在許多研究中對(duì)該類土的“紫色”已賦予某些較為特殊的土壤肥力和土壤發(fā)生屬性[9]。按照初育土的定義，該類土壤是缺乏風(fēng)化B層的土壤，其剖面構(gòu)型為A-C 型或A-D 型。但從一些文獻(xiàn)資料對(duì)紫色土的描述及實(shí)地調(diào)查中均可發(fā)現(xiàn)，紫色土的土體厚度、顏色、剖面構(gòu)型、土壤發(fā)育并非一成不變，除受成土母質(zhì)影響外，還受地形部位、利用方式、植被狀況及成土?xí)r間的影響[15-18]，因此，對(duì)紫色土的發(fā)生與分類存在諸多模棱兩可的現(xiàn)象。有關(guān)這類土壤的成土過(guò)程、土壤性狀與成土環(huán)境的關(guān)系以及土壤類型的劃分還需要作進(jìn)一步的研究。浙江省是我國(guó)紅層分布地區(qū)之一，其出露面積約占陸地面積的5%，同時(shí)具有白堊系和侏羅系的紅層，分布海拔跨度約900 m，兼有石灰性和非石灰性的礫巖、砂巖、粉砂巖及頁(yè)巖紅層，形成的土壤性狀變異較大，種類較多，有較好的代表性。為此，本文以浙江地區(qū)的紅層母質(zhì)形成土壤為例，于2017—2020年間對(duì)該省紅層主要分布區(qū)金衢、新嵊、天臺(tái)、麗水、松古等紅層盆地紫色土進(jìn)行了調(diào)查（調(diào)查區(qū)域位于27°30′—30°10′N，118°00′—121°10′E，海拔50～920 m），并結(jié)合文獻(xiàn)資料，分析了亞熱帶紅層母質(zhì)形成土壤的發(fā)生特征，探討了這類土壤的分類問(wèn)題。

1 紅層土壤的發(fā)生學(xué)特點(diǎn)

1.1 物理風(fēng)化與侵蝕平衡及其對(duì)土壤發(fā)育的影響

紫色土由紅層母質(zhì)（包括紫色砂巖和礫巖、紫色砂頁(yè)巖等）風(fēng)化發(fā)育而來(lái)[19-20]，不需要經(jīng)過(guò)熟化培肥過(guò)程就可栽培多種作物，這是紅層中礦物質(zhì)與其他巖石不同的地方。紫色砂巖和礫巖、紫色砂頁(yè)巖等紅層母質(zhì)的巖性脆弱，極易崩解，其成土速率極快。田間觀察常可發(fā)現(xiàn)，裸露在地表的紅層可在數(shù)年內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樗缮⒌耐寥?。但是，由于紅層母質(zhì)形成土壤的粗顆粒和細(xì)顆粒之間結(jié)持力弱，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加之該類土壤的土被較差，又處于雨量較大的亞熱帶氣候條件下，其片蝕和溝蝕現(xiàn)象十分嚴(yán)重[21-22]，阻礙了該類土壤的發(fā)育。可見(jiàn)，紅層母質(zhì)上土層的形成主要是物理風(fēng)化與地表侵蝕平衡的結(jié)果，物理風(fēng)化促進(jìn)了土壤物質(zhì)的形成，推進(jìn)了土層向深部發(fā)展和土壤的發(fā)育，而地表侵蝕過(guò)程導(dǎo)致土層變薄，阻礙了土壤的發(fā)育。田間調(diào)查表明，紅層母質(zhì)物理風(fēng)化與地表侵蝕平衡受地形和植被等的影響，金衢、新嵊、天臺(tái)、麗水、松古等紅層盆地中許多紅層丘陵的頂部土壤常因侵蝕而只保留紅層巖禿，由于裸露的母巖風(fēng)化快，被侵蝕也快，所以丘陵坡頂和上坡的紫色土始終處于母巖風(fēng)化—侵蝕—再風(fēng)化的土壤發(fā)育幼年階段。但位于坡麓部位的土壤，由于接受坡頂和上坡侵蝕物質(zhì)，其在土壤形成過(guò)程中，土體厚度不僅不會(huì)因受侵蝕而變薄，反而因長(zhǎng)期源源不斷接受上坡侵蝕物質(zhì)，其土體逐漸加厚。因此，紅層低丘的土壤發(fā)育狀況因地形部位不同有很大的差異。位于紅層丘陵坡頂和上坡的土壤，其植被覆蓋度較高區(qū)域的土體厚度明顯大于植被較差的區(qū)域，也即植被的覆蓋有助于紅層風(fēng)化向深度發(fā)展。

另外，調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，紅層巖性的差異也會(huì)影響土壤的發(fā)育。一般來(lái)說(shuō)，紫色砂頁(yè)巖比紫色砂巖和礫巖更易風(fēng)化，因此，在紫色砂頁(yè)巖分布的紅層丘陵上土體較厚，而在紫色砂巖和礫巖分布的紅層丘陵上土體較薄。而對(duì)于頁(yè)巖與砂巖互層的紅層，土體厚度常常因砂巖層出現(xiàn)的位置不同而有較大的差異，即砂巖層的出現(xiàn)可限制土壤向深層發(fā)育。

1.2 化學(xué)風(fēng)化與脫鈣作用及其對(duì)土壤酸化的影響

由于地質(zhì)時(shí)期大部分紅層堆積于封閉的、相對(duì)干燥的內(nèi)流盆地環(huán)境中[1-2]，紅層中所含的可溶性鹽較多，其氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵、氧化鉀和氧化鈉的含量明顯高于一般的砂巖，許多盆地相的紅層中常夾有膏鹽層。一旦紅層出露地表，在高溫、高濕的環(huán)境下會(huì)發(fā)生明顯的化學(xué)風(fēng)化，主要體現(xiàn)在鹽基物質(zhì)的淋溶和脫鈣上。含有碳酸鈣和石膏等物質(zhì)的紅層在成土過(guò)程中，在耕作施肥和生物活動(dòng)的影響下形成了強(qiáng)烈的碳酸化作用，其中的碳酸鈣、碳酸鎂轉(zhuǎn)化為溶解性重碳酸鈣、重碳酸鎂并隨雨水向下層遷移或從土體中淋出，這種碳酸化作用隨成土?xí)r間增加而加強(qiáng)。紅層巖性軟弱，易風(fēng)化，而且其風(fēng)化物易遭沖刷，尤其是所含礦質(zhì)膠粒極易分散于水中，形成穩(wěn)定的懸液而隨徑流遷移。一般來(lái)說(shuō)，紅層的化學(xué)風(fēng)化往往起始于所含碳酸鹽的碳酸化作用，削弱了母巖中物質(zhì)間的膠結(jié)力，使得巖體逐漸潰散。野外調(diào)查表明，紅層母質(zhì)形成的土壤始于表土，隨時(shí)間逐漸向下發(fā)展。紅層母質(zhì)形成土壤的脫鈣程度隨土層加深逐漸增強(qiáng)，即土體厚度越深，土壤脫鈣越明顯。據(jù)本次調(diào)查采樣分析，浙江省典型含石灰的紅層中碳酸鈣、碳酸鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50.12～99.25 g/kg之間，風(fēng)化成土后其碳酸鈣、碳酸鎂含量明顯下降，表土在0～35.14 g/kg 之間，心土層在5.07～59.81 g/kg 之間。在脫鈣的同時(shí)，土壤中鹽基物質(zhì)也明顯下降，特別是長(zhǎng)期農(nóng)用后土壤pH和鹽基飽和度均呈迅速下降的趨勢(shì)。分析還表明：長(zhǎng)期農(nóng)用后，由石灰性紅層母質(zhì)形成的旱地耕作層pH在4.78～7.52之間，平均為6.03；水田耕作層pH 在4.43～7.38 之間，平均為5.48。由非石灰性紅層母質(zhì)形成的農(nóng)田耕作層pH在4.47～6.07之間，平均為5.17。

但紅層母質(zhì)的礦物質(zhì)風(fēng)化并不徹底，成土后土壤氧化鐵有一定的釋放，但其中的石英、長(zhǎng)石及云母等原生礦物碎屑基本上保持母巖中原有狀態(tài)；其黏粒礦物類型主要為伊利石，伴有少量的高嶺石，亦顯示了對(duì)母巖的顯著繼承性。土壤剖面中物質(zhì)的遷移主要表現(xiàn)為碳酸鹽的下移或淋失，一般未涉及黏粒的淋移。對(duì)浙江省代表性紅層母質(zhì)及其形成的土壤樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：紅層母質(zhì)的鐵游離度在24.34%～41.33%之間，平均為30.67%；相應(yīng)土壤的鐵游離度在32.55%～55.52%之間，平均為47.52%。

1.3 有機(jī)質(zhì)積累與表土層的發(fā)育

紅層母質(zhì)富有較高的礦物質(zhì)，其風(fēng)化物中含有較多的營(yíng)養(yǎng)元素，且通透性較高，只要水分充足，就可基本滿足植物的生長(zhǎng)要求。因此，紅層母質(zhì)成土較為迅速，可在短時(shí)間內(nèi)形成結(jié)構(gòu)較為明顯的表土層。調(diào)查表明，與周圍的第四紀(jì)紅土比較，紅層母質(zhì)形成的土壤具有較大的有機(jī)質(zhì)積累潛力，在成土?xí)r間較短的情況下，相同利用方式的紅層母質(zhì)形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量常常高于第四紀(jì)紅土。同時(shí)，由于紅層母質(zhì)形成的土壤含有較多的鈣，加之干濕交替的成土環(huán)境，有利于土壤結(jié)構(gòu)的形成。但由于紅層母質(zhì)風(fēng)化形成的土壤通氣性較好，在缺乏有機(jī)物源持續(xù)供應(yīng)的情況下，其中的有機(jī)質(zhì)也較易發(fā)生礦化，影響土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致土壤物質(zhì)的流失。

1.4 土壤顏色的變化

田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅層母質(zhì)形成的土壤顏色并非一般認(rèn)為的始終保留母質(zhì)的顏色，在某些情況下其顏色與紅層母質(zhì)有著明顯的差異。1）紫色砂巖特別是礫巖成土后，土壤顏色常常會(huì)發(fā)生較為明顯的變化，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生紫色消失的現(xiàn)象，原因是紫色砂巖和礫巖含有高量的石英，其氧化鐵含量較低。在巖石中這些氧化鐵較為均勻地覆蓋在石英表面，使巖石呈現(xiàn)較為明顯的紫色；一旦風(fēng)化后，原固結(jié)在一起的石英顆粒逐漸被釋放，稀釋了其中的氧化鐵，使土壤顏色變淺，不再顯示出明顯的紫色，這種情況下土壤的顏色多與一般砂巖風(fēng)化的土壤接近。2）當(dāng)紅層風(fēng)化物處于較為低洼的區(qū)域或長(zhǎng)期淹水，其形成的土壤顏色也會(huì)發(fā)生較大的變化，原覆蓋在土壤顆粒表面的氧化鐵被逐漸還原淋失，土壤顏色逐漸發(fā)生變化；同時(shí)，高量有機(jī)質(zhì)的積累也會(huì)明顯改變土壤的顏色。

2 紅層土壤性狀的空間差異

2.1 紅層形成的古環(huán)境影響土壤的物質(zhì)組成

由于紅層成因的復(fù)雜性和物質(zhì)組成的多樣性，紅層母質(zhì)形成的土壤性狀深受紅層母質(zhì)本身物質(zhì)組成的影響[23]。浙江省紅層碎屑的顆粒組成差異很大，主要有泥礫質(zhì)的洪積物、短促河床相的礫石質(zhì)沖積物、河床相砂礫質(zhì)沖積物和以泥質(zhì)為主的湖盆相沉積物或淤泥質(zhì)沉積物等。紅層的礫石組成一般與其外圍山地的物源一致，巖屑、礫屑是其外圍物源地巖石碎屑的混合物，其砂質(zhì)主要是石英，含少量長(zhǎng)石；化學(xué)膠結(jié)物主要為硅質(zhì)、鈣質(zhì)和鐵質(zhì)。碳酸鈣含量因外圍接觸地層的不同而有很大差別，在接觸碳酸鹽巖源地的地方，碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)10.00%以上。紅層沉積特征在粒度上呈現(xiàn)一定的規(guī)律，在盆地邊緣往往堆積巨厚的洪積相混雜泥礫，往中心漸變?yōu)楹闆_積礫巖、砂礫巖、砂巖以及河湖積細(xì)砂-粉砂巖或泥質(zhì)巖。但在垂直剖面上，盆地外圍的洪積扇前緣粗碎屑堆積區(qū)，巖石粒級(jí)的變化很大，常常形成礫巖、砂礫巖交互成層的夾砂巖，或以砂礫巖、砂巖為主的夾礫巖或夾薄層粉砂巖、泥質(zhì)巖。而接近湖盆中心的細(xì)碎屑堆積區(qū)，巖性的垂直變化一般較小。大部分丹霞地貌發(fā)育在相對(duì)堅(jiān)硬的礫巖、砂礫巖、砂巖的地層組合上；而盆地中心沉積的粉砂巖、泥質(zhì)巖所含的可溶性物質(zhì)較多，透水性較差，含水較多，因而比較松軟，多發(fā)育為紅層丘陵，含有較多的黏粒和粉砂，其形成的土壤質(zhì)地較細(xì)，且土體較為深厚，常常含有較多的鈣、鐵等物質(zhì)，土壤pH一般較高。

浙江省分布的紅層顏色多變，在同一套紅色巖系中無(wú)論是垂直方向還是水平方向，都不可能保持沉積環(huán)境在時(shí)間和空間上的完全一致；加上在成巖過(guò)程中物理、化學(xué)變化和隆起后各種環(huán)境因素等的后期影響，其顏色也可能再發(fā)生一些變化。此外，同一套紅色巖系中上下顏色的差別有時(shí)也可能是由含有多層的非紅色夾層引起的。因此，各地紅層母質(zhì)形成的土壤顏色在色度和純度上有較大的時(shí)空變化。

2.2 現(xiàn)代地形影響土壤發(fā)育的階段性

由于紅層母質(zhì)的易侵蝕性，地形的變化可改變紅層母質(zhì)的侵蝕與遷移的平衡。海拔稍高的紅層高丘和山地，由于地表起伏較大，水土流失明顯，物質(zhì)遷移潛力較大，紅層上形成的土壤多呈淺薄狀，只有位于山腳部位的紅層風(fēng)化坡積物呈現(xiàn)相對(duì)較厚的土體。而海拔較低的紅層低丘，土壤的分布具有明顯的地形依賴特點(diǎn)，從坡頂至中坡到坡麓，由侵蝕地形轉(zhuǎn)變?yōu)槎逊e地形，土體厚度逐漸增加，土壤質(zhì)地也由砂壤轉(zhuǎn)變?yōu)轲と溃鄳?yīng)地，其土壤結(jié)構(gòu)、水穩(wěn)定性團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)的積累、養(yǎng)分的分異也呈現(xiàn)出明顯的分布規(guī)律。有時(shí)，在某些紅層低丘的坡麓處，土壤顏色因有機(jī)質(zhì)積累和水分條件的變化而發(fā)生明顯的改變。

位于坡頂部位的紅層母質(zhì)形成的土壤，剖面分化很差，除表土層含有機(jī)質(zhì)較多外，幾乎看不到表土層和底土層的區(qū)別，其剖面均屬A—C 型或A—AC—C 型；而位于中坡的紅層母質(zhì)形成的土壤，經(jīng)過(guò)脫碳酸鹽淋溶作用，其表土層與底土層除在石灰性反應(yīng)上有區(qū)別外，表土層有機(jī)質(zhì)積累明顯，上下層次之間是漸變的，已具有一定發(fā)育結(jié)構(gòu)的B層，其剖面構(gòu)型一般為A—（B）—C型，但上下層之間的土壤顏色相差較?。欢挥谄侣吹募t層母質(zhì)形成的土壤，土體深厚，脫鈣明顯，具明顯的有機(jī)質(zhì)積累層和結(jié)構(gòu)良好的B層，且土體顏色可與巖石有明顯的差異，表土酸化明顯，有時(shí)在結(jié)構(gòu)面上還可見(jiàn)到鐵錳新生體。

2.3 成土?xí)r間影響土壤的持續(xù)淋溶

成土?xí)r間是影響土壤發(fā)育的重要因素。成土?xí)r間長(zhǎng)，受氣候和生物因素作用持久，土壤剖面發(fā)育完整，與母質(zhì)差別大；成土?xí)r間短，受氣候和生物因素作用短暫，土壤剖面發(fā)育差，與母質(zhì)差別小。由于紅層母質(zhì)形成的土壤抗蝕性較弱，容易遭受持續(xù)侵蝕、流失，土壤表層被其后風(fēng)化產(chǎn)生的物質(zhì)不斷更新，不利于其中的礦物質(zhì)持續(xù)淋溶，從而顯示出土壤的弱淋溶特點(diǎn)。但對(duì)金衢、松古等盆地某些地形相對(duì)平緩的紅層低丘調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅層母質(zhì)形成的土壤的淋溶性可因地形、植被變化而發(fā)生明顯的變化，主要是地形和植被改變了土壤形成的相對(duì)時(shí)間。在地表較為平緩和植被覆蓋較好的區(qū)域，侵蝕和水土流失較弱，土壤相對(duì)年齡較長(zhǎng)，紅層母質(zhì)形成的土壤土體較厚，土壤質(zhì)地為壤土和黏壤土，表土層有機(jī)質(zhì)積累明顯，土壤完全脫鈣，表層土壤呈現(xiàn)明顯的酸化，速效鉀含量顯著下降。這說(shuō)明只要地表穩(wěn)定，紅層母質(zhì)形成的土壤也可朝強(qiáng)淋溶風(fēng)化（脫鹽基）方向發(fā)展。但位于高丘和低山的紅層，由于地表不穩(wěn)定，相對(duì)成土?xí)r間較短，其上形成的土壤淋溶作用較弱。

2.4 土地利用方式改變土壤的垂直發(fā)育

對(duì)金衢盆地典型紅層低丘的調(diào)查結(jié)果（表1～3）表明：坡頂部位的林地比旱地更有利于維持土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累和水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的形成；中坡部位的果園比旱地更有利于保持較高的肥力水平；坡麓部位的水田比旱地更有利于提高土壤的肥力水平。土地利用方式可改變土體厚度、土壤有機(jī)質(zhì)的積累，并影響地表的穩(wěn)定性。

從表1 可見(jiàn)：無(wú)論是石灰性紫色土還是酸性紫色土，有效土層厚度均呈現(xiàn)坡麓＞中坡＞坡頂，這顯然是隨地表徑流流失的物質(zhì)由高處向低處遷移的結(jié)果。表層厚度為坡麓、中坡＞坡頂，也與丘陵坡面物質(zhì)由高至低遷移有關(guān)。土壤中礫石含量均呈現(xiàn)坡麓＜中坡＜坡頂；相反，土壤中黏粒含量呈現(xiàn)坡麓＞中坡＞坡頂。相應(yīng)地，土壤中＞0.25 mm 水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量也表現(xiàn)為坡麓＞中坡＞坡頂。與旱地相比，其他用地土壤中＞0.25 mm 水穩(wěn)定性團(tuán)聚體較高，礫石含量較低，表層黏粒含量整體較高。

表1 不同地形部位和土地利用方式下紫色土有效土層厚度和物理性狀Table 1 Effective soil layer thickness and physical properties of purple soils under different topography and land-use modes

從表2 可見(jiàn)：石灰性紫色土pH 呈現(xiàn)坡麓＜中坡＜坡頂，其中，旱地土壤的pH 略高于其他用地，而交換性酸的變化恰好相反。不同地形部位的酸性紫色土pH 差異較小，旱地土壤的pH 高于林地，但低于水田。表層土壤的陽(yáng)離子交換量（cation exchange capacity,CEC）呈現(xiàn)坡麓＞中坡＞坡頂，旱地土壤略低于其他用地。土壤有機(jī)質(zhì)和微生物量碳的變化趨勢(shì)相似，均表現(xiàn)為坡麓＞中坡＞坡頂，旱地土壤略低于其他用地。

表2 不同地形部位和土地利用方式下紫色土酸堿度和有機(jī)質(zhì)積累及陽(yáng)離子交換量Table 2 pH,organic matter accumulation and CEC of purple soils under different topography and land-use modes

從表3 可見(jiàn)：無(wú)論是石灰性紫色土還是酸性紫色土，除個(gè)別情況外，土壤全氮的變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)相同；果園和水田的土壤全氮含量高于旱地，但林地的土壤全氮含量略低于旱地。由坡頂至中坡到坡麓，土壤全磷和有效磷呈現(xiàn)積累趨勢(shì)，林地的土壤有效磷含量低于旱地。由坡頂至中坡到坡麓，土壤速效鉀含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

表3 不同地形部位和土地利用方式下紫色土養(yǎng)分狀況Table 3 Nutrient status of purple soils under different topography and land-use modes

3 有關(guān)問(wèn)題的討論

3.1 紅層母質(zhì)形成的土壤處于初育階段的原因

在亞熱帶地區(qū)，紅層母質(zhì)形成的土壤與當(dāng)?shù)氐拇硇酝寥馈t壤呈交錯(cuò)分布，特別是與被認(rèn)為由第四紀(jì)典型的紅土母質(zhì)發(fā)育的黃筋泥常常呈復(fù)合狀分布。因此，人們自然會(huì)提出問(wèn)題，為什么其他母質(zhì)在亞熱帶地區(qū)可發(fā)育為正常的地帶性土壤——紅壤，而紅層不會(huì)形成紅壤。其原因有以下2 方面。1）母質(zhì)的特殊風(fēng)化特性：紫色砂巖和礫巖、紫色砂頁(yè)巖等紅層母質(zhì)的巖性脆弱，極易崩解，雖然該類母質(zhì)成土速率極快，但由于其上形成的土壤粗顆粒和細(xì)顆粒之間結(jié)持力弱，片蝕和溝蝕現(xiàn)象十分嚴(yán)重，阻礙了土壤的發(fā)育。2）成土?xí)r間較短：紅壤主要分布在低丘陵地區(qū)，其成土母質(zhì)為形成于第四紀(jì)前的沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖，也包括在第四紀(jì)形成的已經(jīng)歷高度風(fēng)化的第四紀(jì)紅土。因此，其具有很長(zhǎng)的土壤形成時(shí)間。而紅層雖然形成于第四紀(jì)前，但是被第四紀(jì)地層覆蓋，只有當(dāng)?shù)谒募o(jì)地層被侵蝕后才露出地表，因此，其成土?xí)r間較短，風(fēng)化較弱。

3.2 把紅層母質(zhì)形成的土壤歸為一個(gè)土類是否合適

傳統(tǒng)上認(rèn)為，紅層母質(zhì)形成的土壤全剖面無(wú)明顯的發(fā)生分異，土壤顏色及理化性狀保持母巖的基本特征。但是，大量的田間觀察表明，紅層母質(zhì)形成的土壤的許多性狀并非始終處于初育階段。雖然許多紅層母質(zhì)形成的土壤上下層之間的顏色差異較小，但其他性狀已發(fā)生了明顯的變化，尤其是在脫鈣、有機(jī)質(zhì)積累、結(jié)構(gòu)形成方面非常明顯。據(jù)本次浙江省多地取樣分析，與紅層母質(zhì)比較，其形成的土體中碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降25.04%～100.00%，土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降4.89%～55.11%，氧化鐵的游離度增加3.21%～19.08%；在石灰性紅層母質(zhì)形成的土壤中，土體的pH 可比紅層本身下降0.51～3.78，鹽基飽和度下降14.87%～63.12%。對(duì)于由紫色砂頁(yè)巖組成的紅層，其形成的土壤可在10年左右形成明顯的塊狀結(jié)構(gòu)。因此，僅憑顏色的變化也許不能很好地表征土壤的變化。

另外，對(duì)不同區(qū)域的紅層母質(zhì)形成的土壤進(jìn)行調(diào)查和采樣分析也發(fā)現(xiàn)，浙江省紅層母質(zhì)形成的土壤性狀有很大的變化，有些土壤性狀已接近當(dāng)?shù)氐募t壤。顏色的色調(diào)可變動(dòng)于10RP、7.5R、10R、2.5YR、5YR 和7.5YR 之間；土壤質(zhì)地可從砂壤至黏壤，少數(shù)可呈現(xiàn)黏質(zhì)；黏粒部分的CEC 可變動(dòng)于14.47～69.87 cmol/kg之間，pH變動(dòng)于4.28～8.77之間，鹽基飽和度變動(dòng)于21.21%～100.00%之間，土壤的鐵游離度在32.55%～55.52%之間，游離氧化鐵在4.5～35.0 g/kg 之間。淡薄表層厚度變動(dòng)于5～28 cm 之間，風(fēng)化B 層厚度變動(dòng)于0～143 cm 之間。對(duì)于紅層母質(zhì)形成的土壤，多數(shù)情況下其黏土礦物主要為2∶1 型，以伊利石為主，伴有少量蒙脫石、蛭石以及少量高嶺石；但也有少數(shù)土壤的黏土礦物中含有較高的高嶺石和蛭石。對(duì)代表性土壤樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：紅層母質(zhì)的風(fēng)化淋溶系數(shù)（ba值，鹽基與氧化鋁的分子量比值）在0.27～1.02 之間，平均為0.65；黏粒硅鋁率（Sa 值，黏粒的氧化硅與氧化鋁的摩爾比率）在2.59～3.28之間，平均為2.81。相應(yīng)土壤的ba 值在0.23～0.98 之間，平均為0.61；Sa 值在2.36～3.05之間，平均為2.76。

傳統(tǒng)土壤學(xué)衡量土壤變化時(shí)常常以母質(zhì)作為參照，但紅層母質(zhì)與一般的花崗巖、石英砂巖、玄武巖不同，后者的母質(zhì)主要由原生礦物組成，前者實(shí)際上是一種已經(jīng)歷一定歷史時(shí)期風(fēng)化、后因地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化而被后期沉積物覆蓋并發(fā)生一定固化的物質(zhì)，其本身已顯示一定的風(fēng)化特征。像紅層這類成土母質(zhì)是否也適用于通過(guò)與母質(zhì)的對(duì)照來(lái)評(píng)估土壤發(fā)育還需要推敲。其實(shí)，紅層在某種程度上也是一種古土壤，嚴(yán)格地講，是一種已被固化的古土壤。因此，紅層上形成的土壤在某些種程度上可以理解為古土壤在新環(huán)境下的延續(xù)。

顯然，從以上紅層母質(zhì)形成土壤的變化來(lái)看，把紅層母質(zhì)形成的土壤歸為一個(gè)土類是不合適的，這與在其他地區(qū)的研究結(jié)果[24-25]一致。另外，用紫色來(lái)劃分和定名土壤是否合適也是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題。紫色與游離氧化鐵有關(guān)，主要是土壤中的氧化鐵以赤鐵礦為主，紅色也與游離氧化鐵有關(guān)。從顏色的成因來(lái)看，紅色與紫色并無(wú)根本差異。

3.3 亞熱帶紅層母質(zhì)形成土壤的分類問(wèn)題

根據(jù)“中國(guó)土壤分類系統(tǒng)”中土壤和母質(zhì)是否有石灰反應(yīng)，可把浙江省紅層母質(zhì)形成的紫色土分為石灰性紫色土和酸性紫色土等2 個(gè)亞類[9]。在以往的研究中，也曾有人提出紫黃壤、紫棕壤等名稱，在一定程度上表征了土壤某些發(fā)生學(xué)的變化。石灰性紫色土亞類的土壤呈中性至微堿性，全剖面均有強(qiáng)的石灰反應(yīng)或表土無(wú)石灰反應(yīng)但母質(zhì)中有石灰反應(yīng)；酸性紫色土亞類的土壤和母質(zhì)均無(wú)石灰反應(yīng)，且土壤為酸性和微酸性，pH在4.50～6.50之間?？梢?jiàn)，“中國(guó)土壤分類系統(tǒng)”在鑒定這類土壤時(shí)，主要考慮了土壤的酸堿度，但沒(méi)有考慮土壤剖面發(fā)育及其他性狀的變化。

“中國(guó)土壤系統(tǒng)分類”是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的定量分類系統(tǒng)，其采用診斷層和診斷特性來(lái)設(shè)定分類標(biāo)準(zhǔn)[26]。根據(jù)近幾年對(duì)浙江地區(qū)紅層母質(zhì)形成土壤的調(diào)查，基于“中國(guó)土壤系統(tǒng)分類”的檢索要求，可把浙江省內(nèi)紅層母質(zhì)形成的土壤劃分為雛形土和新成土2個(gè)土綱，前者已有明顯的風(fēng)化B層，后者的風(fēng)化B 層不明顯。由于風(fēng)化作用較弱，浙江省內(nèi)紅層母質(zhì)形成的土壤均不具備低活性富鐵層，也沒(méi)有形成明顯的黏化層，因此，不能滿足富鐵土綱和淋溶土綱的診斷要求。屬于雛形土綱的紅層母質(zhì)形成的土壤均屬于濕潤(rùn)雛形土亞綱，可續(xù)分為紫色濕潤(rùn)雛形土土類、鐵質(zhì)濕潤(rùn)雛形土土類、酸性濕潤(rùn)雛形土土類和簡(jiǎn)育濕潤(rùn)雛形土土類等4 個(gè)土類，下分為石灰紫色濕潤(rùn)雛形土亞類、酸性紫色濕潤(rùn)雛形土亞類、普通紫色濕潤(rùn)雛形土亞類、紅色鐵質(zhì)濕潤(rùn)雛形土亞類、普通鐵質(zhì)濕潤(rùn)雛形土亞類、普通酸性濕潤(rùn)雛形土亞類和普通簡(jiǎn)育濕潤(rùn)雛形土亞類等7個(gè)亞類。屬于新成土綱的紅層母質(zhì)形成的土壤屬于正常新成土亞綱，可續(xù)分為紫色正常新成土土類、紅色正常新成土土類、濕潤(rùn)正常新成土土類等3 個(gè)土類，下分為石灰紫色正常新成土亞類、酸性紫色正常新成土亞類、普通紫色正常新成土亞類、石灰紅色正常新成土亞類、飽和紅色正常新成土亞類、普通紅色正常新成土亞類和普通濕潤(rùn)正常新成土亞類等7 個(gè)亞類。由此可見(jiàn)，亞熱帶地區(qū)紅層母質(zhì)形成的土壤性狀遠(yuǎn)比一般認(rèn)為的要復(fù)雜、多變。

4 結(jié)論

對(duì)浙江省典型區(qū)域的紅層母質(zhì)形成土壤的發(fā)生學(xué)性狀和理化性質(zhì)的研究表明：1）紅層母質(zhì)形成的土壤在空間上存在較大的變異性，紅層形成的古環(huán)境深刻影響著土壤的物質(zhì)組成，現(xiàn)代地形影響土壤發(fā)育的階段性，土地利用方式可改變土壤的垂直發(fā)育。2）紅層母質(zhì)上土層的形成是物理風(fēng)化與地表侵蝕平衡的結(jié)果，母質(zhì)的特殊風(fēng)化特性和成土?xí)r間較短是其土壤趨于幼年性的主要原因。3）在一定條件下，紅層母質(zhì)形成的土壤顏色和理化性狀也可發(fā)生明顯的變化，并非一般認(rèn)為的始終保留母質(zhì)的顏色及處于弱發(fā)育階段，其中酸化和脫鹽基是紅層母質(zhì)形成土壤中普遍發(fā)生的過(guò)程。4）因成土環(huán)境的變化，紅層可演化為多種土壤類型，根據(jù)“中國(guó)土壤系統(tǒng)分類”的診斷層和診斷特性，可把浙江省紅層母質(zhì)形成的土壤劃分為雛形土和新成土2個(gè)土綱、濕潤(rùn)雛形土和正常新成土2個(gè)亞綱及7個(gè)土類和14個(gè)亞類。