栗鈣土

發育於溫帶半乾旱植被下的土

栗鈣土發育於溫帶半乾旱草原植被下。其主要特徵是剖面上部呈栗色,下部有菌絲狀或斑塊狀或網紋狀的鈣積層。在美國的《土壤系統分類》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。在聯合國糧農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
它是溫帶半乾旱氣候,乾草原自然植被下發育而成的土壤,具有鬆軟表層,並在1m內的某個部位出現鈣積層。典型的剖面構型為Ah-Bk-C。全剖面鹽基飽和,pH值7.5~9.0。
栗鈣土
栗鈣土
(二)栗鈣土的邊界定義
1、與黑鈣土的區別:黑鈣土的A層厚度及有機質含量較栗鈣土大,Bk層出現深度較深,CaCO3含量也少於栗鈣土,黑鈣土呈Ah-AB-Bk-C構型,AB層的腐殖質具有向下的舌狀、楔狀過渡特徵,而栗鈣土A、B層間過渡明顯。在兩者分佈的過渡地區,往往因地形引起的水分差異而相互鑲嵌分佈,如陰坡發育黑鈣土而陽坡發育成為栗鈣土。
2、與棕鈣土的區別:棕鈣土A層更薄,有機質也少,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染色的棕色特徵。剖面下部有石膏聚集,而季風區的栗鈣土一般沒有。
3、與栗鈣土的區別:栗鈣土A層有機質少於栗鈣土,因溫暖風化而具弱粘化Bt層,其Bk層的石灰質聚集明顯少於栗鈣土。

形成過程


1、草原腐殖質積累過程:其基本過程同於黑鈣土,但乾草原植被的特點是:第一,其地上生物量乾重約450~1800kg/ha,僅為黑鈣土區的草甸草原的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,主要分佈在30cm表層中。所以乾草原區的植物根系量更大。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,鈣和鉀佔優勢,對腐殖質的性質及鈣在土壤中的富集有深刻影響。
2、石灰質的淋溶與澱積:其基本過程也同於黑鈣土,只是由於起火更趨乾旱,所以石灰積聚的層位更高,積聚量更大。當然,石灰質積聚的厚度及CaCO3含量與母質及成土年齡有關。
3、殘積粘化:季風氣候區內蒙古自治區的栗鈣土,雨熱同期所造成的水熱條件有利於礦物風化及粘粒的形成,典型剖面的研究和大量剖面的統計均表明栗鈣土剖面中部有弱粘化現象,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”。處於西風區的新疆的栗鈣土則無此特徵。

剖面形態


栗鈣土
栗鈣土
與中心概念相應,有如下的剖面特徵:
Ah層:厚25~50cm,暗棕色至灰黃棕色(7.5YR3/3~10YR5/2),沙壤至沙質粘壤,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),沙質粘壤至壤粘土,塊狀結構,緊實或堅實,植物根稀少,石灰澱積物多呈網紋、斑塊狀,也有假菌絲體或粉末狀。向下逐漸過渡。
C層:因母質類型而易,洪積、坡積母質多礫石,石塊腹面常有石灰膜;殘積母質呈雜色斑紋,有石灰澱積物;風積及黃土母質較疏鬆均一,後者有石灰質。

基本特徵


1、剖面構型為Ah-Bk-C或Ah-Bkt-C。
2、A層有機質含量10~45g/kg,因亞類和地區而異。C/N為7~12,H/F0.8~1.2,E4/E6*4.1~4.5。Bk層有機質銳減至10g/kg左右,H/F減至0.6~0.85。
3、主要亞類碳酸鈣剖面分佈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、鹼化亞類可達8.5~9.5(10)。
5、粘土礦物蒙脫石為主,其次是伊利石蛭石,受母質影響有一定差別。粘粒部分SiO2/R2O3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,內蒙地區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象相當於普遍。反映東部季風區的淋溶較強。

亞類劃分


根據主要成土過程的表現程度,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及新的特徵,可分為草甸栗鈣土、鹽化栗鈣土和鹼化栗鈣土。
栗鈣土
栗鈣土
(一)普通栗鈣土
是最接近中心概念的亞類,大部分相當於美國土壤分類中的鈣積半干潤軟土(Calciustoll),部分類似弱發育半干潤軟土(Haplustoll),與聯合國分類中的鈣質栗鈣土(CalcicKastanozem)類似。形態及診斷特徵可參考土類說明。(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),與聯合國分類中的淋溶栗鈣土(LuvicKastanozem)類似。
1、區域分佈特點:在栗鈣土土類中本亞類分佈的溫度較低,降水較多(年均溫-2℃,年降水量350~400mm)。在內蒙它分佈在栗鈣土亞類以東,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,有機質含量在內蒙高原為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,東部季風區多於西部。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。相當於美國土壤分類中的鈣積半干潤軟土(Calciustoll)和部分乾旱與聯合國分類中的鈣質栗鈣土(CalcicKadtanozem)相當。
1、區域分佈特點:它是栗鈣土與棕鈣土間的過渡亞類,氣候更為溫暖而乾旱,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層有機質含量10~20g/kg。地表常有輕度風蝕沙化特徵。
3、鈣積層出現部位及石灰質含量均高於其它亞類,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,但東部季風區的淡栗鈣土則罕見此特徵。
栗鈣土
栗鈣土
(四)草甸栗鈣土
地下潛水3~4m,或底土短期水分飽和引起瀦育過程。剖面構型為Ahk-Bk-Cg。A層有機質含量20~50g/kg,厚約30~50cm。鈣積層上下界逐漸過渡。(五)鹽化栗鈣土
分佈在栗鈣土、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、封閉或半封閉窪地、河流低階地、洪積扇緣等,常與草甸栗鈣土、鹽漬土構成環狀、條帶狀復域或復區。剖面構型為Az-Bkz-Cg。(六)鹼化栗鈣土
主要分佈在內蒙高原、呼倫貝爾高原上小型碟形窪地、粘質干湖盆、河流高階地,以及母質為第三紀灰綠色泥頁岩、白堊紀雜色沙岩的地區,其形成多與母質或底下潛水含有蘇打有關。常與栗鈣土、暗栗鈣土及鹼土構成復區。剖面構型為An-Btn-Bk-Cy。鹼化層pH9~10。(七)栗鈣土性土
其形成和分佈與貧鈣的沙性母質有關,多見與暗栗鈣土地帶中。少量的鈣質在較強淋溶條件及透水性良好的沙性母質中很難形成鈣積層,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,植被及剖面形態均類似暗栗鈣土。剖面構型為Ah-AC-C或Ah-AC-CK。

利用與改良


乾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模的農墾,在內蒙目前墾殖率約為12%~13%,而90%以上分佈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。以一年一熟的雨養農業為主。由於降水偏少,年際變幅大,乾旱主要限制因素。加上耕種粗放,農田建設水平低,風、風蝕的破壞,土壤資源退化明顯。統計表明,耕地表層有機質較自然土壤減少200~300g/kg。產量低而不穩。
栗鈣土
栗鈣土
廣大牧區由於草場保護與建設跟不上畜牧業的發展,長期超載過牧,導致草場退化,土壤在植被覆蓋降低后發生沙化、鹽化、退化。據內蒙統計,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、土壤性質和存在問題,並考慮到經營利用的歷史和經濟發展的需要,確定利用方向和改良措施。
1、栗鈣土雖屬農牧兼宜型土壤,但雨養旱作農業受降水限制,總的利用方嚮應以牧為主,適當發展旱作農業與灌溉。考慮到歷史和現狀,暗栗鈣土應以農為主,農牧林結合;栗鈣土以牧為主,牧農林結合,嚴重侵蝕的坡耕地應退耕還牧;草甸栗鈣土農牧結合;其它亞類均以牧為主。
2、乾草原產草量較低,年際和季節間變化大。應有計劃在適宜地段建設人工草地,種植優良高產牧草,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,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。在農田及部分人工草場施用氮、磷化肥,並根據豐缺情況合理施用微肥,是增產的一項重要措施。在有水源地區應根據土水平衡的原則發展灌溉農業,建設穩產高產的商品糧、油、糖及草業基地。
4、農牧區都應建設適合當地條件的防護林體系,保護農田、牧場,改善生態環境。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。