栗鈣土發(fā)育于溫帶半干旱草原植被下。其主要特征是剖面上部呈栗色,下部有菌絲狀或斑塊狀或網(wǎng)紋狀的鈣積層。在美國的《土壤系統(tǒng)分類》中已將大部分栗鈣土劃歸軟土。此類土壤在法國稱棕色土,在加拿大稱棕色和暗棕色土。在聯(lián)合國糧農(nóng)組織和教科文組織分類中,則仍沿用栗鈣土的名稱。
概念定義
(一)栗鈣土的中心概念
它是溫帶半干旱氣候,干草原自然植被下發(fā)育而成的土壤,具有松軟表層,并在1m內(nèi)的某個部位出現(xiàn)鈣積層。典型的剖面構型為Ah-Bk-C。全剖面鹽基飽和,pH值7.5~9.0。
(二)栗鈣土的邊界定義
1、與黑鈣土的區(qū)別:黑鈣土的A層厚度及有機質(zhì)含量較栗鈣土大,Bk層出現(xiàn)深度較深,CaCO3含量也少于栗鈣土,黑鈣土呈Ah-AB-Bk-C構型,AB層的腐殖質(zhì)具有向下的舌狀、楔狀過渡特征,而栗鈣土A、B層間過渡明顯。在兩者分布的過渡地區(qū),往往因地形引起的水分差異而相互鑲嵌分布,如陰坡發(fā)育黑鈣土而陽坡發(fā)育成為栗鈣土。
2、與棕鈣土的區(qū)別:棕鈣土A層更薄,有機質(zhì)也少,Bk層層位更高,常見石化鈣積層。而且棕鈣土的亞表層具有鐵質(zhì)染色的褐色特征。剖面下部有石膏聚集,而季風區(qū)的栗鈣土一般沒有。
3、與栗鈣土的區(qū)別:栗鈣土A層有機質(zhì)少于栗鈣土,因溫暖風化而具弱粘化Bt層,其Bk層的石灰質(zhì)聚集明顯少于栗鈣土。
形成過程
1、草原腐殖質(zhì)積累過程:其基本過程同于黑鈣土,但干草原植被的特點是:第一,其地上生物量干重約450~1800kg/ha,僅為黑鈣土區(qū)的草甸草原的1/2~1/3;第二,其地下生物量為其地上的10~15倍,高者可達20倍,主要分布在30cm表層中。所以干草原區(qū)的植物根系量更大。定位研究表明,地上凋落物一年左右便可腐解,地下部分每年死亡腐解約35%~40%。較強的微生物風界使有機質(zhì)積累量不如黑鈣土。草原植被吸收的灰分元素中除硅外,鈣和鉀占優(yōu)勢,對腐殖質(zhì)的性質(zhì)及鈣在土壤中的富集有深刻影響。
2、石灰質(zhì)的淋溶與淀積:其基本過程也同于黑鈣土,只是由于起火更趨干旱,所以石灰積聚的層位更高,積聚量更大。當然,石灰質(zhì)積聚的厚度及CaCO3含量與母質(zhì)及成土年齡有關。
3、殘積粘化:季風氣候區(qū)內(nèi)蒙古自治區(qū)的栗鈣土,雨熱同期所造成的水熱條件有利于礦物風化及粘粒的形成,典型剖面的研究和大量剖面的統(tǒng)計均表明栗鈣土剖面中部有弱粘化現(xiàn)象,主要四殘積粘化(無粘粒膠膜),與鈣積層的部位大體一致,往往受鈣積層掩蓋而不被注意,所以也稱之為“隱粘化”。處于西風區(qū)的新疆的栗鈣土則無此特征。
剖面形態(tài)
與中心概念相應,有如下的剖面特征:
Ah層:厚25~50cm,暗褐色至灰黃棕色(7.5YR3/3~10YR5/2),沙壤至沙質(zhì)粘壤,粒狀或團塊狀結構,大量或根及半腐解殘根,常有嚙齒動物穴,向下過渡明顯。
Bk層:厚30~50cm,灰棕至淺灰色(7.5YR6/2~10YR7/1),沙質(zhì)粘壤至壤粘土,塊狀結構,緊實或堅實,植物根稀少,石灰淀積物多呈網(wǎng)紋、斑塊狀,也有假菌絲體或粉末狀。向下逐漸過渡。
C層:因母質(zhì)類型而易,洪積、坡積母質(zhì)多礫石,石塊腹面常有石灰膜;殘積母質(zhì)呈雜色斑紋,有石灰淀積物;風積及黃土母質(zhì)較疏松均一,后者有石灰質(zhì)。
基本特征
1、剖面構型為Ah-Bk-C或Ah-Bkt-C。
2、A層有機質(zhì)含量10~45g/kg,因亞類和地區(qū)而異。C/N為7~12,H/F0.8~1.2,E4/E6*4.1~4.5。Bk層有機質(zhì)銳減至10g/kg左右,H/F減至0.6~0.85。
3、主要亞類碳酸鈣剖面分布反映淋溶程度的差異及潛水的影響。
4、pH在A層為7.5~8.5,有隨深度而增大的趨勢。鹽化、堿化亞類可達8.5~9.5(10)。
5、粘土礦物以蒙脫石為主,其次是伊來石和蛭石,受母質(zhì)影響有一定差別。粘粒部分SiO2/R2臭氧的在2.5~3.0間,SiO2/Al2O3為3.1~3.4,表明礦物風化蝕變微弱,鐵、鋁無移動。
6、除鹽化亞類外,栗鈣土易溶鹽基本淋失,內(nèi)蒙地區(qū)栗鈣土中石膏也基本淋失,但在新疆的栗鈣土1m以下底土石膏聚集現(xiàn)象相當于普遍。反映東部季風區(qū)的淋溶較強。
亞類劃分
根據(jù)主要成土過程的表現(xiàn)程度,栗鈣土分暗栗鈣土、普通栗鈣土、淡栗鈣土、栗鈣土性土,按照伴隨的附加過程在剖面構型上的表現(xiàn)及新的特征,可分為草甸栗鈣土、鹽化栗鈣土和堿化栗鈣土。
(一)普通栗鈣土
是最接近中心概念的亞類,大部分相當于美國土壤分類中的鈣積半干潤軟土(Calciustoll),部分類似弱發(fā)育半干潤軟土(Haplustoll),與聯(lián)合國分類中的鈣質(zhì)栗鈣土(CalcicKastanozem)類似。形態(tài)及診斷特征可參考土類說明。(二)暗栗鈣土
剖面構型以Ah-AB-Bk-Ck為主,也有Ah-Bk-Ck。大部類似美國土壤分類中的鈣積半干潤軟土(Calciustoll),與聯(lián)合國分類中的淋溶栗鈣土(LuvicKastanozem)類似。
1、區(qū)域分布特點:在栗鈣土土類中本亞類分布的溫度較低,降水較多(年均溫-2℃,年降水量350~400mm)。在內(nèi)蒙它分布在栗鈣土亞類以東,與黑鈣土毗鄰。
2、暗栗鈣土的地上地下生物量比栗鈣土亞類高,其A+AB層厚約35~55cm,有機質(zhì)含量在內(nèi)蒙高原為15~45g/kg,AB層呈漸變,與黑鈣土有舌狀延伸明顯不同。
3、鈣積層約20~40cm。CaCO3含量平均約140g/kg,東部季風區(qū)多于西部。PH7.5~9,有隨深度而增高的趨勢。
(三)淡栗鈣土
剖面構型為Ah-Bk-Ck。相當于美國土壤分類中的鈣積半干潤軟土(Calciustoll)和部分干旱與聯(lián)合國分類中的鈣質(zhì)栗鈣土(CalcicKadtanozem)相當。
1、區(qū)域分布特點:它是栗鈣土與棕鈣土間的過渡亞類,氣候更為溫暖而干旱,年均溫2~7℃,年降水量200~300mm,具有輕度荒漠化生境特點,淡栗鈣土常與少量鹽化栗鈣土構成復域。
2、淡栗鈣土植被的生物量比栗鈣土亞類低。A層有機質(zhì)含量10~20g/kg。地表常有輕度風蝕沙化特征。
3、鈣積層出現(xiàn)部位及石灰質(zhì)含量均高于其它亞類,時有石化鈣積層。
4、石膏及易溶鹽在新疆淡栗鈣土C層(有時B層)普遍出現(xiàn),但東部季風區(qū)的淡栗鈣土則罕見此特征。
(四)草甸栗鈣土
地下潛水3~4m,或底土短期水分飽和引起育過程。剖面構型為Ahk-Bk-Cg。A層有機質(zhì)含量20~50g/kg,厚約30~50cm。鈣積層上下界逐漸過渡。(五)鹽化栗鈣土
分布在栗鈣土、淡栗鈣土地帶中地形低洼、易溶鹽在土體和地下潛水中聚集的地形部位,如湖泊外圍、封閉或半封閉洼地、河流低階地、洪積扇緣等,常與草甸栗鈣土、鹽漬土構成環(huán)狀、條帶狀復域或復區(qū)。剖面構型為Az-Bkz-Cg。(六)堿化栗鈣土
主要分布在內(nèi)蒙高原、呼倫貝爾高原上小型碟形洼地、粘質(zhì)干湖盆、河流高階地,以及母質(zhì)為第三紀灰綠色泥頁巖、白堊紀雜色沙巖的地區(qū),其形成多與母質(zhì)或底下潛水含有碳酸鈉有關。常與栗鈣土、暗栗鈣土及堿土構成復區(qū)。剖面構型為An-Btn-Bk-Cy。堿化層pH9~10。(七)栗鈣土性土
其形成和分布與貧鈣的沙性母質(zhì)有關,多見與暗栗鈣土地帶中。少量的鈣質(zhì)在較強淋溶條件及透水性良好的沙性母質(zhì)中很難形成鈣積層,有時近1m深的底土中有弱石灰反應。全剖面鹽基飽和,pH7.5~8.4。除缺Bk層外,植被及剖面形態(tài)均類似暗栗鈣土。剖面構型為Ah-acc或Ah-AC-CK。
利用與改良
干草原栗鈣土地帶是中國北方主要的草場,歷來以牧為主,作為天然放牧和割草場。近百年來漸有較大規(guī)模的農(nóng)墾,在內(nèi)蒙目前墾殖率約為12%~13%,而90%以上分布在水肥條件較好的暗栗鈣土、栗鈣土、草甸栗鈣土三個亞類中。以一年一熟的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)為主。由于降水偏少,年際變幅大,干旱主要限制因素。加上耕種粗放,農(nóng)田建設水平低,風、風蝕的破壞,土壤資源退化明顯。統(tǒng)計表明,耕地表層有機質(zhì)較自然土壤減少200~300g/kg。產(chǎn)量低而不穩(wěn)。
廣大牧區(qū)由于草場保護與建設跟不上畜牧業(yè)的發(fā)展,長期超載過牧,導致草場退化,土壤在植被覆蓋降低后發(fā)生沙化、鹽化、退化。據(jù)內(nèi)蒙統(tǒng)計,目前栗鈣土土類沙化面積已逾800萬hm2,鹽化面積50萬hm2。
應針對栗鈣土的自然條件、土壤性質(zhì)和存在問題,并考慮到經(jīng)營利用的歷史和經(jīng)濟發(fā)展的需要,確定利用方向和改良措施。
1、栗鈣土雖屬農(nóng)牧兼宜型土壤,但雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)受降水限制,總的利用方向應以牧為主,適當發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)與灌溉。考慮到歷史和現(xiàn)狀,暗栗鈣土應以農(nóng)為主,農(nóng)牧林結合;栗鈣土以牧為主,牧農(nóng)林結合,嚴重侵蝕的坡耕地應退耕還牧;草甸栗鈣土農(nóng)牧結合;其它亞類均以牧為主。
2、干草原產(chǎn)草量較低,年際和季節(jié)間變化大。應有計劃在適宜地段建設人工草地,種植優(yōu)良高產(chǎn)牧草,改良退化草場,提高植被覆蓋度,防止土壤沙化、退化。應嚴格控制牲畜頭數(shù),防止超載過牧。
3、栗鈣土耕地肥力普遍有下降趨勢,應合理利用土地資源,農(nóng)牧結合,增施有機肥,推廣草田輪作,種植綠肥牧草,增加土壤有機質(zhì)。在農(nóng)田及部分人工草場施用氮、磷化肥,并根據(jù)豐缺情況合理施用微肥,是增產(chǎn)的一項重要措施。在有水源地區(qū)應根據(jù)土水平衡的原則發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè),建設穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的商品糧、油、糖及草業(yè)基地。
4、農(nóng)牧區(qū)都應建設適合當?shù)貤l件的防護林體系,保護農(nóng)田、牧場,改善生態(tài)環(huán)境。但在有緊實鈣積層的土地,應以灌木為主體,不宜種植喬木林。
參考資料 >