1.4 土壤

1.4.1 主要土壤类型及其基本特征

我国的土壤分类距今至少有4000年的历史。《禹贡》记载：依据肥力、颜色和质地，土壤分为白壤、黒坟、赤埴坟、涂泥、青黎、黄壤、白坟、垆和埴9种。近代土壤分类以苏联道库恰耶夫于1883年发表的《俄罗斯黑钙土》一书为标志，主要分类依据是土壤发生学特性，被称为发生学分类。我国在苏联土壤分类体系的基础上，于1958—1961年、1978—1985年先后两次全国土壤普查中发展和确立了较为完整的土壤发生学分类方案。

土壤发生学分类对我国影响深远，在20世纪得到广泛应用。1980年以来，我国开始进行土壤系统分类的研究和探索。参照美国提出的诊断分类体系，以土壤诊断层和诊断特性为依据，并充分考虑我国土壤的独特性，从而建立中国土壤的系统分类体系。经过多年的讨论和修订，这一分类体系将我国土壤分为14土纲、39亚纲、138土类和588亚类（表1-4），目前已较为成熟。

（1）有机土（A）。有机土土纲以泥炭化为主要成土过程，土壤有机物的积累速度超过分解速度，有机碳含量极高。有机土的形成一般是由于地势低洼、水分多、地表季节性或常年积水造成的。土壤常年处于饱和状态，有机质分解速度慢。植被多为以莎草科为主的湿生性植被和苔草属的各种苔草。有机土土纲包括2个亚纲和7个土类，在我国的分布面积较小，主要集中在寒温带和温带的东北地区，以及青藏高原东部和北部的边缘地带。

（2）人为土（B）。人为土是由人类活动深刻影响或由人工创造出来的土壤，主要分布在人类耕作频繁和农业活动历史悠久的地区。人为土土纲包括水耕人为土和旱耕人为土2个亚纲，共8个土类。水耕人为土主要集中在我国的水稻产区，从最北的黑龙江省到最南端的海南省皆有分布；旱耕人为土因土类的不同分布略有差异。人为搬运、耕作、施肥和灌溉等活动使得土壤的形态和性质都发生了改变，原来的土壤多作为人为土的母质或埋藏土存在。

（3）灰土（C）。灰土土纲的典型特征是具有由螯合淋溶作用形成的灰化淀积层。灰土土纲共包括2个亚纲和2个土类。在我国，灰土分布面积较小，主要位于大兴安岭北端及青藏高原南缘和东南缘的山地垂直带中，台湾省也有零星分布。形成灰土的主要气候特点是寒冷湿润。植被以苔藓和针叶林为主。在寒冷条件下，森林凋落物丰富且分解速度慢，导致大量有机物积累于地表，形成凋落物层（O层）。这些凋落物在微生物分解过程中，不断提高土壤酸度，使土体上部的碱金属和碱土金属淋失，土壤矿物中的硅铝铁分离，铁铝胶体淋溶并淀积于下部，形成灰化淀积层。因此，在灰土的形成过程中，具有明显的生物累积、矿物破坏和分异，以及淋溶和淀积过程。

（4）火山灰土（D）。火山灰土是以火山灰、浮石、火山渣和火山碎屑物等火山喷发物为母质，原生硅铝酸盐发生风化成土作用而形成的土壤。火山灰土土纲包括3个亚纲和6个土类，主要分布在火山周围。火山灰土主要包括两个成土化学过程。首先水解作用将火山灰风化成为无定形的硅铝酸盐；然后腐殖质化作用形成稳定的有机-无机络合物，因铝含量较高表现出强烈的碱性特征。

（5）铁铝土（E）。铁铝土由于高度富铁铝化作用，黏粒部分以高岭石类矿物和铁、铝氧化物为主，粉粒和砂粒部分可风化矿物含量少，因而颜色多呈赤红和砖红色。铁铝土土纲包括1个亚纲和3个土类，主要分布在我国南亚热带地区，包括海南、广东、广西、福建、台湾及云南等省（自治区）。高温高湿气候有利于成土母质的风化淋溶作用，不仅盐基元素遭强烈淋溶，释放出的硅酸也被强烈淋失，致使铁、铝氧化物产生明显的富集作用。土壤中黏粒含量高，并呈较强的酸性。

（6）变性土（F）。变性土是指富含蒙皂石等膨胀性黏土矿物，具有高胀缩性的黏质开裂土壤。变性土土纲包括3个亚纲和7个土类，在我国分布比较分散，主要位于东部地区的河湖、河谷平原和河谷阶地等低平地区，以及台地丘陵的坡麓和低洼地带。成土母质多为黏质河湖沉积物、基性火成岩和钙质沉积岩等。在气候干湿变化条件下，高胀缩性使得土壤在干燥时开裂，湿润时裂隙闭合。开裂-闭合反复，从而产生不同形式的土壤扰动作用及对应的特殊形态特征如表层土壤物质通过裂隙落入心底土或填充于裂隙间等。

（7）干旱土（G）。干旱土，顾名思义，是指在干旱气候条件下，由于缺乏水分形成的具有低腐殖质的干旱表层的土壤。干旱土土纲包括2个亚纲和9个土类，主要分布在我国西北部和青藏高原的干旱地区，植被以耐旱生种属为主。由于气候干旱，除了在土壤表层有一个明显干旱层外，在一定深度上发育有富含碳酸钙的钙积层。

（8）盐成土（H）。盐成土是指盐类直接参与成土过程而形成的土壤，主要包括积盐过程和碱化过程。前者是在强烈的蒸发作用下，地下水、地表水以及母质中所含的可溶性盐类通过水分在土壤中的毛管运动在地表和土体上层不断累积的过程。后者是土壤吸附钠离子的过程，交换性钠离子的累积使土壤呈现明显的碱性。盐成土土纲共包括2个亚纲和5个土类，在我国主要分布于淮河—秦岭—巴颜喀拉山—念青唐古拉山—冈底斯山一线以北的干旱、半干旱和荒漠地区，以及东部和南部的沿海低平原地区。

（9）潜育土（I）。潜育土是指因潜育过程形成的土壤，包括3个亚纲和7个土类。潜育过程中，土壤长期或经常性处于水分饱和状态，缺乏氧气，还原反应强烈，高价铁锰转化为低价铁锰，形成蓝灰色或青色的还原性土层，即潜育层。在我国，潜育土主要分布于低洼地形区，如分水岭上的蝶形洼地、山间汇水盆地、沟谷地、河流泛滥地等。

（10）均腐土（J）。均腐土是具有暗沃表层和均腐殖质特性的土壤，共包括3个亚纲和10个土类。其中，暗沃表层是指有机碳含量较高、盐基饱和、结构良好的暗色腐殖质表层；均腐殖质特性是指草原或森林土壤中腐殖质的生物累积深度较大且有机质随土壤深度逐渐减少的特征。我国均腐土的分布范围较广，包括东北地区以及内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海和新疆等省（自治区）。均腐土的突出特点是存在明显的腐殖质积累作用和钙积作用。前者由于分布地区夏季温暖多雨，植物生长茂盛，土壤中累积的有机质较多；冬季寒冷干燥，有机质分解受到抑制，从而以腐殖质的形态积累于土壤中。后者主要发生在半湿润条件下的干润均腐土中，由于降水较少，只能淋洗易溶性盐类，钙镁等盐类残留于土壤中并与植物残体分解所产生的碳酸结合形成重碳酸钙向下移动，在土体中下部形成钙积层。

（11）富铁土（K）。富铁土是土壤形成过程中受中度富铁铝化作用，导致氧化铁相对富集，并呈现铁质特性和低活性黏粒特征的土壤。富铁土土纲包括3个亚纲和10个土类，主要分布于我国亚热带地区，以丘陵低山地形为主。与铁铝土相比，富铁土形成过程中的风化作用和富铁铝化作用较弱，存在明显的低活性富铁层，但无铁铝层存在。

（12）淋溶土（L）。淋溶土是指具有棕色黏化层，并具有较大阳离子交换量的土壤。淋溶土土纲包括4个亚纲和17个土类。主要分布在我国北亚热带、暖温带、温带和寒温带的广大地区。淋溶土的黏化作用包括淀积黏化作用和次生黏化作用。前者是指在湿润地区，土壤表层的层状硅酸盐黏粒经分散，随悬浮液向下迁移形成淀积黏化层的过程；后者是指在温带地区，某一土壤深度的原生矿物在特定的水热条件下发生土内风化，就地转化为次生矿物，形成次生黏化层。

（13）雏形土（M）。雏形土是剖面发育程度较低的一种土壤。由于在各个气候条件下都可发育，雏形土分布范围很广。从热带到极地，从湿润地区到干旱地区，从低海拔的盆地到高海拔的高原，均有雏形土分布。不同的气候条件下，雏形土的类型也有所差异，共包括5个亚纲和28个土类，类型之多居各土纲之首。但无论何种雏形土，其最重要的特征是土壤物质风化程度弱，质地一般较粗，以砂粒和粉粒为主，淋溶程度很弱，基本无物质淀积。

（14）新成土（N）。新成土的发育程度较雏形土还低，一般只有一个发育程度较差的淡薄腐殖质表层或人为翻耕扰动层，有些时候甚至无土层分化。新成土土纲包括4个亚纲和19个土类。正常新成土亚纲在全国各地均有分布；冲积新成土亚纲主要分布于冲积平原和河口三角洲地区；砂质新成土多分布于干旱地区的风沙物质所在地；人为新成土则位于人类强烈活动地区，多由于人为扰动堆积或引洪放淤使土体增厚所致。年轻性是新成土的基本特性，其土壤性状主要取决于母质。

1.4.2 土壤分区及基本特点

以土壤系统分类为基础，根据土壤组合和环境条件的重大差异，龚子同将我国划分为3个土壤区域：东南湿润土壤区域、中部干润土壤区域和西北干旱土壤区域。在此基础上，参照光、热、水资源总量和分配特点以及土壤组合（土纲-亚纲），划分出16个土壤地区二级单元。然后，基于大地貌、土壤组合（亚纲-土类）及相应的肥力特点，划分出55个土壤区三级单元。

1.4.2.1 东南部湿润土壤区域

东南部湿润土壤区域位于大兴安岭—太行山—青藏高原东部边缘线以东的广大地区，包含7个土壤地区，27个土壤区，占国土面积的41.6%，是范围最大、土壤类型最多的土壤区域。区内降水丰富，植被以森林为主。纬度跨度大，温度差异明显，是造成区内土壤差异的主要原因。总体而言，南方土壤呈酸性，北方多呈碱性，华北平原土壤有盐碱，东北松辽平原有机质比较丰富。

由北向南划分出的7个土壤地区依次如下。

（1）寒温带寒冻雏形土、正常灰土地区：大兴安岭北段的狭小范围内，以海拔500～1000m的山区为主，全年冻结期长，土壤浅薄且贫瘠，植被为寒温带针叶林。

（2）中温带冷凉淋溶土、湿润均腐土地区：东北除大兴安岭北段及南面辽南以外的广大地区，山地、平原均有分布。

（3）暖温带湿润淋溶土、潮湿雏形土地区：辽南至淮河一线地区，包括辽河平原和华北平原，间或有丘陵分布，强烈的人类活动使得天然植被十分有限，以农田为主。

（4）北亚热带湿润淋溶土、水耕人为土地区：秦岭—淮河一线至长江中下游地区，分为东西两部分，东为长江中下游平原兼有丘陵分布，水耕人为土主要集中于此；西为山地、盆地相间分布的汉水中上游。

(5)中亚热带湿润富铁土、常湿雏形土地区：长江以南和南岭以北的广大地区，是东南部湿润土壤区域中面积最大的土壤地区，面积占比40.9%。地形复杂，高原、山地、丘陵、盆地、平原交错分布，自然植被为常绿落叶林，但除山区分布有林地外，主要为农耕区。

(6)南亚热带湿润富铁土、湿润铁铝土地区：南岭以南、雷州半岛以北的狭长地区，地形以山地、丘陵为主，兼有小面积的盆地和平原。

(7)热带湿润铁铝土、湿润富铁土地区：台湾岛南部、雷州半岛、海南岛及南海诸岛，以热带植被为主。

1.4.2.2 中部干润土壤区域

中部干润土壤区域位于我国季风区向内陆干旱及高原寒旱区的过渡地带，包括3个土壤地区、8个土壤区，占国土面积的22.7%，是面积最小，土壤类型最少的区域。区内地形以高原为主，兼有山地、盆地；植被以草原为主，山地有森林分布。

由北向南分布的3个土壤地区依次如下。

(1)中温带干润均腐土、干润砂质新成土地区：内蒙古高原和鄂尔多斯高原，地形以波状高原为主，兼有丘陵和河湖阶地。由于降水量由东向西减少，植被类型也从东部的典型草原向西逐渐过渡至干草原和荒漠草原，对应的土壤土层逐渐变薄，有机质含量降低，钙基层逐渐明显、变厚。

(2)暖温带干润均腐土、黄土正常新成土、干润淋溶土地区：太行山以东、长城以南、秦岭以北、兰州谷地以西地区，是黄河中游地区、黄土高原的核心所在。以黄土地貌为主，包括川地、塬地、丘陵、盆地和土石山区。天然植被是落叶阔叶林，但由于人类活动历史悠久，仅残留少数山地，川地和塬地被大量开发用于旱作农业，是水土流失的主要发生区，土壤侵蚀程度居全国之首。

(3)高原温带干润均腐土、干润雏形土地区：青藏高原东南部地区的川西、藏东和雅鲁藏布江中游，高山、峡谷相间分布，相对高差大，植被和土壤的垂直分异明显。谷地水热条件好，是种植业集中区；山地则具有丰富的林业资源。

1.4.2.3 西北干旱土壤区域

西北干旱土壤区域位于我国西北内陆干旱地区和青藏高原西北寒旱区，包括6个土壤地区、20个土壤区，占国土面积的35.7%。由于地处大陆腹地，全年降水量少，除山地外，多呈沙漠和荒漠景观。区内以干旱土为主，并有一定的雏形土和盐成土。

区内包含的6个土壤地区分别如下。

(1)中温带钙积正常干旱土、干旱砂质新成土地区：以长城、北山和天山为界向北至我国北部边境，景观以戈壁、荒漠和沙漠为主。区内多发展牧业，在绿洲地区灌溉农业发达。

(2)暖温带盐积、石膏正常干旱土、干旱正常盐成土地区：河西走廊和塔里木盆地，是我国最为干旱的地区，分布大面积的沙漠和荒漠。土壤石膏层明显，盆地周围有雪山融雪灌溉，有绿洲分布。

(3)高原温带正常干旱土、寒冻雏形土地区：青藏高原东北部的柴达木盆地。土壤盐渍化严重，盆地中央分布有盐层深厚的盐湖。区内以牧业为主，但其东部黄河及其支流湟水谷地是重要的种植业基地，以旱地农业为主。

(4)高原温带黏化寒性干旱土、灌淤干润雏形土地区：青藏高原南部和中、西喜马拉雅山与藏南分水岭之间的狭长地带。在南北高山之间，分布有一系列盆地和谷地。由于地处喜马拉雅山雨影区，气候比较干旱，且降水由东向西逐渐减少。

(5)高原亚寒带钙积、寒性干旱土地区：冈底斯山和念青唐古拉山以北的内陆湖区，是青藏高原的核心区域。高原面完整，周围是高大山系，内部是波状丘陵，兼有盆地和谷地，也是咸水湖和盐湖的集中区。寒冷干旱，天然植被以高山草原和荒漠化草原为主。

(6)高原寒带钙积寒性干旱土、干旱正常盐成土地区：位于青藏高原北缘，地形与高原亚寒带钙积、寒性干旱土地区类似，气候则更为寒冷干旱，地表遍布寒冻风化物，土壤普遍盐渍化，基本是无人区。

1.4.3 主要土壤的可蚀性

土壤可蚀性反映土壤遭受侵蚀的敏感程度，是土壤抵抗降雨、径流侵蚀能力的综合体现。目前广泛采用的土壤可蚀性指标由Wischmeier和Smith提出。他们将水平投影坡长22.13m，坡宽至少1.8m，坡度5.14°（9%），实施顺坡耕作且连续清耕休闲的小区定义为标准小区。土壤可蚀性即为标准小区上单位降雨侵蚀力引起的土壤流失量。基于这一定义计算土壤可蚀性需建设大量径流小区并进行监测，统计各小区的年平均土壤流失量，监测降雨过程并计算年降雨侵蚀力，再根据通用土壤流失方程USLE计算土壤可蚀性。这一方法不仅耗时耗力，而且还受天然降雨产流次数的限制，特别是在我国北方的半湿润半干旱地区，年产流次数较少，很难得到足够多的观测资料。因此，部分学者以天然降雨监测数据为基础，总结降雨特征，开展人工降雨试验以研究、推算土壤可蚀性。

根据定义，土壤可蚀性只与土壤本身的理化性质有关，“单位降雨侵蚀力”和“标准小区”排除了其他自然条件和人为活动的影响。因此，可以基于天然降雨小区的观测资料，推求土壤可蚀性与土壤理化性质之间的关系，建立简便的土壤可蚀性计算公式。目前，国际上广为采用的是Wischmeier等的关系式为

式中 K——土壤可蚀性因子，t·hm²·h/(hm²·MJ·mm)；

OM——土壤有机质含量，%；

s——土壤结构参数（见表1-4），无量纲；

p——土壤渗透性参数，无量纲；

M——土壤质地参数。

通过式(1-4)计算

式中 SIL——土壤中的粉粒（0.002～0.05mm）含量，%；

FSAND——极细砂（0.05～0.1mm）含量，%；

CLAY——黏粒（<0.002mm）含量，%。

由于我国的土壤粒径分级与土壤结构等级划分不同于Wishmeier等使用的美国制，使用上述公式估算我国土壤可蚀性因子值时需注意转换。

依托第一次全国水利普查水土保持普查，梁音等收集了全国30个省（自治区、直辖市）的土种志（重庆部分在四川省土种志中），利用各土种典型剖面的土壤有机质、土壤结构、机械组成等数据，通过式（1-3）和式（1-4）推算出全国及各省（自治区、直辖市）的土壤可蚀性K值（表1-5）。结果表明，全国主要土壤的可蚀性K值介于0.0004～0.0828t·hm²·h/（hm²·MJ·mm）之间，最小值出现在陕西，最大值出现在北京。从各省平均值来看，广东省的土壤可蚀性K值总体最小，因为土壤黏粒和有机质含量普遍较高；青海省的正相反，黏粒和有机质含量均较低，K值平均值最大。