灰鈣土

灰鈣土作為一個獨立土類，是原蘇聯學者C.C.涅烏斯特魯耶夫（Hеуструев）1980年在研究了中亞錫爾河舊奇姆肯特地方的土壤后首先提出的，認為是一種地帶性土壤。蘇聯學者A.B.羅扎諾夫總結了近50年俄羅斯和原蘇聯土壤學家對中亞地區所進行的土壤研究，於1951年出版了名著“中亞細亞灰鈣土”。1957年夏他來中國參加黃土高原綜合考察工作，中蘇土壤學者共同研究，確定在中國甘肅東部存在灰鈣土。50年代後期，中國科學院組織了對新疆的綜合考察，並將新疆西部伊犁谷地的地帶性土壤定為灰鈣土，認為其是原蘇聯北方灰鈣土帶向東延伸，故中國灰鈣土分佈不是連續的，它有東（即甘肅東部）、西（新疆伊犁谷地兩個分佈區，其間為荒漠土壤所間斷。

灰鈣土地區年平均氣溫約6~9℃，≥10℃積溫為2800~3100℃，年降水量200~300mm。但在降水年內分配上，其東西兩個分佈區有明顯的差異，東區主要集中於7~9月，這是季風氣候特點；而西區一年中降水較均勻，僅春季稍高一些，其自然植被東區為蒿屬—多中草類與蒿屬—豬毛菜等群落；而西區為蒿屬—短生植物（因春季降水較多）群落。灰鈣土分佈地區的地形為起伏的丘陵，以及由洪積—沖積扇組成的河谷山前平原及河流高階地等。成土母質以黃土狀物質為主。

（一）灰鈣土的中心概念

灰鈣土一般認為是發育於暖溫帶荒漠草原黃土母質上，腐殖質含量不高，但染色較深，土壤剖面為分化不甚明顯的乾旱型土壤。 （二）灰鈣土的邊界定義

1、它與棕鈣土的區別：棕鈣土為溫帶荒漠草原的地帶性土壤，棕鈣土地帶平均溫度及積溫均較低，冬季寒冷，但草原成土過程仍清晰可見，即具有CaCO3聚集及腐殖質積聚過程。

2、它與荒漠土壤的區別：灰鈣土為荒漠草原性土壤，其表層具有明顯的淡色腐殖質層而缺乏荒漠化的表層。

1.淋溶表聚交替進行。漠土的形成是在蒸發量大於降水量的情況下發生的，形成溶性物質的表聚作用，但由於灌水，既滿足了作物生長發育需要的水分，也不斷形成物質向下淋溶現象。如碳酸鈣，可溶鹽類有淋移趨勢，脫鹽淡化明顯；粘粒也有隨水下移的情況。

2.灰鈣土分佈區的地貌以黃土丘陵與河谷高階地為主，部分為低山，鄂爾多斯高原西部多為緩坡低丘。地下水位一般很深。成土母質以黃土及次生黃土為主，部分為洪積沖積物質。植被為乾旱草原，以多年生旱生禾草，強旱生小半灌木及耐旱蒿屬為主，植物種類隨降水不同而有差異。

1、弱腐殖質積累過程：由於灰鈣土是荒漠草原的地帶性土壤，地面植被以半灌木蒿屬植物為主，其腐殖質積累過程已明顯減弱。但由於其具有季節淋溶及黃土母質特點，其腐殖質染色較深，腐殖質層擴散而不集中，一般可達50~70cm。

2、CaCO3在土體中的移動與聚積：灰鈣土的水分狀況比較乾旱，在西部地區的降水分佈比較均勻，加以黃土母質的特點，所以CaCO3在剖面中分佈曲線表現平緩，一般在剖面30~50cm處能觀察到假菌絲狀的CaCO3聚積。

3、剖面形態：灰鈣土特點為剖面發育微弱，但仍可見結皮層、腐殖質層、鈣積層及母質層等。灰鈣土典型剖面如圖。

灰鈣土的原生漠土中，常累積大量石灰、石膏和可溶鹽。墾殖灌耕種植后，年灌水400-800立方米，從而根本改變了原來土壤水分狀況和物質遷移方向。原來漠土的含水量一般50克每千克左右，發展成灌漠土時，含水量可增至150-200克每千克，下層含水量高於上層。全剖面碳酸鈣含量差異不明顯，碳酸鈣、粘粒有下移趨勢，耕作層中脫鹽也明顯。灌漠土顆粒組成中，<0.002毫米的粘粒含量一般為11%-31%，粉砂含量14%-52%，2-0.02的砂粒含量25%-72%。灰鈣土腐殖質層平均厚度26.4厘米，有機質平均含量為10.9克每千克。分佈於低山區的灰鈣土，有機質含量可高達30克每千克左右。

因氣候乾旱，腐殖質積累不多，腐殖酸佔有機碳的百分數不超過45%，胡敏酸與富里酸的比值多為0.7-1.0，小於栗鈣上，而大於黃綿土。這兩組腐殖酸均以活性較高的鈣結合腐殖酸居多，據光密度測定，胡敏酸的分子較簡單。灰鈣土富含碳酸鈣，全剖面碳酸鈣含量一般為100-200克每千克；鈣積層的含量更高，多達150-250克每千克。甘肅蘭州一帶的灰鈣土，在鈣積層或鈣積層以下，有石膏澱積，石膏含量20克每千克左右。部分灰鈣土在鈣積層或鈣積層之下，還含有較多的可溶鹽分，全鹽量大於3克每千克，甚至有的大於10克每千克。灰鈣土呈鹼性，pH8-9，陽離子交換量不高，表層一般為7-11me/100g，向下降低。灰鈣土的化學組成在剖面層間無明顯變化，雖然硅、鐵、鋁率各地有一定差異，但仍比較一致，粘粒的硅、鐵、鋁率均在3左右。粘粒礦物以水雲母佔優勢，其次有高嶺石，綠泥石，極少量石英表明灰鈣土的化學風化甚弱。

灰鈣土的全剖面顏色、質地、結構均較均一，但也出現表土層有砂，粘、壤土覆蓋，還有夾層型，如腰砂、腰粘、夾礫等土層變化，這些均是沖積扇末端交互沉積所形成。灰鈣土的剖面可分為腐殖質層，鈣積層及母質層三個發生層段。腐殖質層厚度平均為26.4厘米，呈灰黃棕色或淡灰棕色，亮度值較高。塊狀或碎塊狀結構，少數粒狀結構，植物根系較多。

地表常有2-3厘米厚的土質結皮，色澤灰暗，有較多的海綿狀孔隙。鈣積層位於腐殖質層之下，平均出現部位在31.7厘米左右，平均厚度為39.1厘米。土壤侵蝕較重地段，腐殖質層厚度減小，鈣積層部位升高，甚至接近地面。部分平坦地段，鈣積層可在地面下50厘米或80厘米的部位出現。鈣積層比腐殖質層及母質層緊實，塊狀結構，植物根系很少，在結構面或孔壁可見到白色假菌絲狀或斑塊狀石灰質新生體，有時還有少景雛形砂姜。母質層因母質類型不同，形態各異。黃土母質的比較疏鬆，有時可見少量的鹽結晶。洪沖積母質的則呈不同粒級的洪積沖積物疊加出現。

1、剖面構型：典型剖面構型為Al-Ah-ABk-C或Al-Ah-Bk-Cy等。

2、有機質含量、腐殖質組成，pH及CaCO3：灰鈣土有機質含量在9~25g/kg之間，因亞類不同而具有較大差異。腐殖質組成特點是H/F＜1，這點顯著區別與棕鈣土與栗鈣土，pH值在8.5~9.5之間。鹽基飽和，但陽離子交換量一般不高，表層雜5~11cmol/kg之間。CaCO3含量為120~250g/kg。

3、機械組成分析：因地區不同有較大差異，新疆地區的灰鈣土質地一般較細，多為粘壤與中壤，東部地區（甘肅）的灰鈣土質地較粗，多為沙壤土和輕壤土。粘粒含量一般在80~120g/kg之間，粘粒累積最多的土層同鈣積層基本一致。

4、化學及礦物分析：灰鈣土的全量化學分析表明，礦物成分在剖面中移動不明顯，同母質比較，只是鈣、鈉、鉀有輕微移動，硅、鐵、鋁則比較穩定，但因其它元素的淋失，有相對積累的趨勢，剖面上部鐵、鋁的含量稍高於下部，粘粒的SiO2/R2O3=2.8~3.2，粘土礦物以水雲母為主，夾有少量蒙脫石、綠泥石、蛭石與高嶺石，表明土體的風化程度較低。

根據主要成土過程表現程度及有關附加過程的影響，灰鈣土劃分為三個亞類，即普通灰鈣土、淡灰鈣土與草甸灰鈣土。

普通灰鈣土亞類為灰鈣土的典型代表，其表層有機質含量一般在11~20g/kg之間，腐殖質染色層厚達50~70cm，由普通灰鈣土亞類向淡灰鈣土亞類過渡，由於氣候逐漸變乾旱，有機質的積累也逐漸削弱，使淡灰鈣土亞類表層有機質含量一般不超過10g/kg，腐殖質染色體厚度也灰鈣土亞類薄，約為40~60cm；草甸灰鈣土亞類表層有機質含量變動於11~16g/kg，腐殖質染色層厚度大雨60cm；它一般同時伴隨有鹽化現象。

由於灰鈣土分佈地區範圍廣，東、西區灰鈣土性狀也有差異。例如鈣積層石灰含量蘭州地區灰鈣土比新疆地區的灰鈣土要稍高；蘭州地區灰鈣土中石膏積累作用不明顯，新疆地區的灰鈣土在剖面底層通常出現晶簇狀或纖維狀石膏，含量可達60g/kg上下；蘭州地區的灰鈣土一般無鹽漬化現象，即令有，那也是局部的，以重碳酸鹽為主，新疆地區灰鈣土中易溶性鹽含量較高，且以硫酸鹽為主，故在新疆地方土壤分類中，灰鈣土中增加了鹽化灰鈣土亞類。

灰鈣土目前有三種利用方式：（1）作為天然放牧場。這在新疆伊犁地區十分普遍，主要於春秋季節放牧用（以牧羊為主）；（2）開墾為旱作農田，這在蘭州地區常見。為保持水分和提高地溫，蘭州地區還創造有“沙田”的利用方式，即在土壤表層鋪上粗砂和小卵石或碎石，以減少土壤表面蒸發，抵抗風蝕和提高地溫等，並有特殊的土壤耕作工具與耕作施肥制度。（3）在有水源條件地區開闢為灌溉農田。

用作天然牧場的灰鈣土當前普遍存在的主要問題是放牧利用過度，從而引起土壤侵蝕和土壤退化，應適當限制載畜量。作為旱作農田的灰鈣土主要種植春小麥。由於降水不足，一般產量不高，且極不穩定，有些已“退耕還牧”。作為灌溉農田的灰鈣土雖然獲得較高生產力，但由於長期連作，耕作粗放，導致土壤肥力降低，應當增加牧草及豆科作物比重，合理輪作，增施肥料，精耕細作，以不斷提高土壤肥力和作物產量。

灌漠土地處荒漠，生產脆弱而不穩定。生物覆蓋率低，種類少，絕大部分為沙漠和草場，農耕地星散分佈干戈壁沙漠中的綠洲內，林帶交錯，溝渠縱橫，灌溉發達。林帶較好的如甘肅臨澤的林木覆蓋率14.25%，從全局看，保護性林業比重很小，必須提高林草比重，草灌先行，喬灌結合，草場面積較大，但農牧結合不足，畜糞廄肥甚少農用。灰鈣土的灌溉農業發展較快，雖其面積較旱農地小，但在農業生產中佔有重要地位，是當地的穩產高產田。除一般糧食作物外，油料、瓜、果、甜菜、啤酒花及枸杞等特種經濟作物均能生長良好。當前的主要限制因素是土壤肥力較低，部分地區因地下水位上升而招致土壤次生鹽化。防治風沙危害，改進灌溉制度，以及節約用水，也不容忽視。3搞好護田林帶，林下種綠肥牧草，結合蓄水保墒，增高土壤水分涵蓄能力。通過增加地面覆蓋度多接納秋冬余水，貯水於土壤下層，使之成為有效的自然資源，同時地面植物產量增加，經農牧結合途徑，形成良性能量物質轉化，建成良性循環的綜合農業體系。