黑鈣土

黑鈣土是鈣層土中較濕潤的類型，它以土色深暗發黑而得名，位於草原的最東部。主要分佈在內蒙古自治區大興安嶺中南段山地的東西兩側，東北松嫩平原的中部和松花江、遼河的分水嶺地區，向西可延伸到河北的燕山北坡和內蒙古陰山山地的上部。在新疆和甘肅、青海地區，多出現在山地上，如天山北坡，阿爾泰山南坡，祁連山東部的北坡，西傾山北坡等，平地僅昭蘇盆地有一部分。黑鈣土的西邊、南邊和山地向下都被栗鈣土所包圍，東北面與濕潤草甸形成的黑土帶連接，向上常與陰坡的森林土壤參差並漸次過渡為灰色森林土或暗棕色森林土。在新疆、青海地區，它的下邊也是栗鈣土，而向上則先與陰坡的森林灰褐土參差；然後再逐漸過渡到亞高山草甸土。從這種相鄰關係來看，也可說明黑鈣土所處的環境條件是比較濕潤的。

發育於溫帶半濕潤半乾旱地區草甸草原和草原植被下的土壤。主要分佈於歐亞大陸和北美洲的西部地區。中國大多分佈在東北地區的西部和內蒙古東部，尤以大興安嶺東西兩側、松嫩平原中部、松遼分水嶺地區，以及向西延伸到燕山北坡和陰山山地的垂直帶譜上更為集中。其形成主要有兩個過程：腐殖質累積和鈣化過程。黑鈣土由腐殖質層、腐殖質過渡層、鈣積層和母質層組成。一般分為淋溶黑鈣土、草甸黑鈣土、黑鈣土和碳酸鹽黑鈣土4個亞類。中國的黑鈣土地區有大面積的農地和遼闊而優質的天然草場，還是建設防護林的重點地區，具有發展種植業和林、牧業的基礎和優勢。黑鈣土潛在肥力較高，有相當一部分適宜發展糧食和油料作物。主要限制因素是水分不足，乾旱發生頻繁，需要進行補充灌溉。

主要分佈於歐亞大陸和北美洲的西部地區。在中國，大多分佈在東北地區的西部和內蒙古東部。在新疆的昭蘇盆地、天山北坡、準噶爾盆地以西的山地、阿爾泰山的南坡，以及甘肅祁連山東部的北坡山地也有零星分佈。

黑鈣土地區的氣候為溫帶半濕潤大陸型，年平均氣溫—3～3℃，年降水量350～500毫米，水熱條件對旱作農業基本上是穩定的。草場是草原中生長最好的，類型為禾本科、多種草類及灌木組成的雜類草原和草甸草原。覆蓋度60～90％，草層高30～50厘米，高的可達60～70厘米，畝產鮮草200～300公斤，是鈣層土中產草量最高的，因此它的腐殖質含量也比其它鈣層土為高，一般在5～10％之間，高的可達15％，低的不足4%。腐殖質層的厚度，通常在30～50厘米，厚的可達70～90厘米。顏色以黑色為主，但程度不一樣。從北向南、從東到西隨著氣候的變干變暖，有機質分解作用增大，其厚度逐漸變薄，含量逐漸減少，顏色逐漸變淡。

新疆地區因山地氣溫偏低，腐殖質積累普遍偏高，為8～15％，隨所處高程發生從上到下變薄、減少、變淡的垂直變化。腐殖質在土壤剖面中，從上到下減少，並以舌狀下伸，有的黑黃相間土層中還可見到白色二氧化硅粉末。這兩者是它區別於其它鈣層土的特殊標誌。因淋溶作用較強，故鈣積層部位較深，一般在60～90厘米以下，有的甚至在1.5米以下。鈣積層厚度30～50厘米，碳酸鈣含量內蒙古地區為8～20％，新疆地區為13～30％。土壤反應為中性至微鹼性，pH值6.5～8.5，從上到下增強。土壤養分含量很高，加之團粒結構較好，水、熱、通氣、耕性等條件比較優越，是很好的宜農宜牧土壤資源，發展森林也有一定條件。解放以來，這裡的牧業和農業都得到很大發展，以具有三河牛、三河馬大牲畜良種和乳品基地及糧食基地著稱。東北的糧倉之一，就是在黑鈣土上。

主要有兩個過程：①腐殖質累積過程。與黑土大體類似。但與黑土相比，其腐殖層的厚度較薄，一般為30～40厘米；0～60厘米土層中腐殖質的貯量也較低。②鈣化過程。由於半乾旱半濕潤地區的年降水量不多，水分不足，鈣鎂等鹽類有一部分殘留於土壤中，使土壤膠體表面和土壤溶液都為鈣（或鎂）所飽和，呈中性和鹼性反應。土壤表層的鈣離子與植物殘體分解所產生的碳酸結合，形成重碳酸鈣向下移動，並以碳酸鈣的形式在腐殖質層以下澱積，形成鈣積層。此外，中國東北和內蒙古東部地區受季風氣候的影響，黑鈣土的形成過程中尚有明顯的草甸化過程特徵（如土層中有鐵錳結核）。

黑鈣土由4個明顯的土層組成：①腐殖質層。一般厚30～40厘米，個別可達70～80厘米，黑或灰黑色，多為團粒結構。②腐殖質過渡層。厚度約20～50厘米，暗灰或灰棕色，腐殖質呈舌狀下滲過渡，有暗色填土動物穴。③鈣積層。在中國的成土條件下，多出現在60～90厘米以下，厚30～50厘米以上，淺黃棕或乳黃色。碳酸鹽鈣積物（石灰）或呈粉末狀，或呈假菌絲狀，或呈斑狀，或呈結核狀。④母質層。多為黃棕色黃土狀壤土。

由於受氣候條件的影響，黑鈣土表層的腐殖質含量和腐殖質層的厚度，由北往南，或從東向西，有逐漸減少的趨勢；而此層中的石灰含量則逐漸增加，鈣積層出現的部位也有所上升。

主要發育於黃土母質，其質地一般介於黑土和板栗鈣質土之間。大部分為粉質壤土至粘土壤土，其中粉土佔30%-60%，粘土佔10%-30%。芯層高於表層和底層，石灰淋溶沉積更為活躍。

各亞類的質地有所區別，淋溶黑鈣土較黏重，通常是粘土壤土。典型的黑鈣土為粉質壤土，質地中等，耕作良好，但易受風蝕。碳酸鹽黑鈣土多為粉土，草甸黑鈣土多發育於沖積湖沉積物中，質地較粘，多為粘壤土。

黑鈣土的石灰淋溶強度由淋溶黑鈣土——典型黑鈣土——碳酸鹽黑鈣土逐漸減弱，浸出的黑鈣土在1-1.5米範圍內幾乎不含石灰，與白色粉末和錳鐵結核呈中性反應。碳酸鹽黑鈣土表面有強烈的石灰反應，典型的黑鈣土介於兩者之間。鈣沉積發生在中部，表面呈中性，並逐漸向下變鹼性。

一般分4個亞類:①淋溶黑鈣土。多見於大興安嶺的西坡，是森林向草原過渡的土壤。表層腐殖含量較高(5～8％)；碳酸鹽的淋溶作用較強，在1米以下才有石灰反應。②草甸黑鈣土。多見於松嫩平原的中部，是草甸向草原過渡的土壤。表層腐殖質含量比淋溶黑鈣土稍低(3～8％)；碳酸鹽的淋溶作用強弱不一，有些已淋溶至底土，有些從表層就有石灰反應。③黑鈣土。多見於大興安嶺東坡，是典型的黑鈣土，表層腐殖質含量不高(2～3％)，碳酸鹽有一定程度的淋溶，在心土可測到石灰反應。④碳酸鹽黑鈣土。多見於松嫩平原的西南部。表層腐殖質含量較低(1～2％)，碳酸鹽淋溶程度小，從表層起即有石灰反應，腐殖質層下有明顯的鈣積層。分佈在平地或台地下部與鹽鹼土相鄰的黑鈣土還有不同程度的鹽化或鹼化。

在中國，黑鈣土地區既有大面積的農地，又有遼闊而優質的天然草場，還是建設防護林的重點地區，具有發展種植業和林、牧業的基礎和優勢。就種植業而言，黑鈣土是潛在肥力較高的土壤，有相當一部分適宜發展糧食和油料作物（向日葵）。主要的限制因素是水分不足，乾旱發生頻繁，需要進行補充灌溉。大興安嶺東坡的山前台地和松嫩平原的中部，地下水資源豐富，可資開採引用。在無灌溉條件的地區，則可實行糧草輪作，營造防護林等。

早在1763年，俄國科學家羅夢諾索夫於科學文獻中指出此名稱，繼由俄國土壤學家道庫恰耶夫列人他在1886年制定的土壤分類體系中。之後，世界許多國家的土壤分類中均應用“黑鈣土”名稱。1988年的聯合國的土壤圖圖例中也有“黑鈣土”集合土類。

中國自20世紀30年代以來，一直使用“黑鈣土”名稱，在全國第一次土壤普查分類（1958)中曾一度改稱為“石灰性黑土”、“火性黑土”（土類）。1978年《中國土壤分類暫行草案》及第二次全國土壤普查土地分類（1988）中又恢復黑鈣土（土類）名稱。在《中國土壤系統分類》（首次方案,1991）中列入均腐殖質土綱，半干潤均腐殖質亞綱的黑鈣土土類。在1975美國《土壤系統分類》中，黑鈣土屬於軟土綱的多種類型：冷凍性冷涼軟土、粘化冷凍軟土、鈣化冷涼軟土、粘化平干潤軟土、弱發育半干潤軟土、鈣質半干潤軟土等。

黑鈣土區是溫帶半干潤氣候，在草甸草原植被條件下，發育的具有暗色鬆軟表層，下部具有鈣積層或石灰反應的土壤。暗色表層腐殖質含量>20g/kg，濕彩度30厘米；pH7.0~7.5左右，鹽基飽和度>90%，含鹽量<0.1%，鹼化度<5%。

黑鈣土分類地位比較明確，一直以獨立的土類存在，但在土壤普查文獻資料中曾用石灰性黑土表達。我國現行的土壤分類系統把它劃分為鈣層土土綱半濕溫鈣質土亞綱的一個土類，它主要相當於美國土壤分類中的半干潤軟土和冷涼軟土，相當於聯合國土壤分類中的黑鈣土。

黑鈣土分佈於北緯43~48，東經119~126之間，多集中分佈於松嫩平原、大興安嶺兩側和松遼分水嶺地區。東北以呼蘭河為界，西達大興安嶺西側北至齊齊哈爾以北地區，南達西遼河南岸。目前，中國黑鈣土面積為1321.06萬公頃。

黑鈣土廣泛分佈於歐亞大陸溫帶草原地區，在俄羅斯、烏克蘭、哈薩克的面積尤大，在北美大陸中部草原呈南北帶狀分佈於美國及加拿大境內。

物理性質

黑鈣土主要發育於黃土母質，因而其質地一般介於黑土與栗鈣土之間。多為粉壤土至黏壤土，其中粉粒佔30%~60%，黏粒佔10%~30%，心土層高於表土層和底土層，石灰淋溶澱積比較活躍。

各亞類的質地有所區別，淋溶黑鈣土較黏重，一般為黏壤土。典型黑鈣土為粉壤土，質地比較適中，耕性較好，但易遭風蝕。碳酸鹽黑鈣土多為粉沙土，草甸黑鈣土多發育於沖積湖積物，質地黏重，多為黏壤土。

化學性質

黑鈣土的石灰淋溶強度由淋溶黑鈣土——典型黑鈣土——碳酸鹽黑鈣土逐漸減弱，淋溶黑鈣土在1~1.5米範圍內幾乎不含石灰，且呈中性反應，有白色粉末和鐵、錳結核。碳酸鹽黑鈣土從表層起即有強石灰反應，典型黑鈣土則介於二者之間，中部出現鈣積層，表層呈中性，往下逐漸變為鹼性。

典型黑鈣土的腐殖質層較厚，表層有機質含量豐富，自然自給力高，淋溶黑鈣土腐殖質層可厚達50厘米以上，草甸黑鈣土可大於50厘米，黑鈣土30~50厘米，碳酸鹽黑鈣土一般不超過30厘米。表層有機質淋溶黑鈣土大於10%，典型黑鈣土和草甸黑鈣土為5%~8%，石灰性黑鈣土小於5%。典型黑鈣土的氮素含量較豐富，磷、鉀含量亦高，但典型黑鈣土的肥力不及黑土，但也是一種潛在肥力較高的土壤，適宜於發展農林牧業生產。

成土過程

黑鈣土的成土過程具有明顯的腐殖質累積和鈣化過程。

1、腐殖質的積累和分解：黑鈣土處於溫帶濕潤向半干早氣候過渡區，植被為具有早生特點的草甸草原，草本植物地上部分乾重每公頃可達1200~2000千克，地下植系多集中於表層。據調查0~25厘米土層內約佔95%以上，植物根系的這種分佈決定了腐殖質累積與分佈的特點。

草甸草原的多數草甸草本植物，從春季解凍到秋季生長繁茂，到了晚秋土壤凍結時才停止生長，此時溫度較低，微生物活動很弱，有機質不能很好分解礦化；冬季氣溫低而漫長，只有等第二春季解凍，氣溫升高，微生物活動繁盛時才有可能分解，但早春由於土壤凍融，因而土壤濕度較大，有機質礦化速度較慢，因此，腐殖質累積的較多。但是，黑鈣土區的氣候比黑土乾燥，因而其腐殖質的含量及腐殖質層的厚度均不如黑土。

2、碳酸鹽的淋溶與澱積：黑鈣土區降水較少，滲人土體的重力水流只能對鉀、鈉等一價鹽離子進行充分淋溶，而鈣、鎂等二價鹽離子只能部分淋溶。在這淋溶與澱積過程內的生物化學過程是鹽基與土壤微生物和根系所產生的CO2及水流，形成重碳酸鹽，如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2等，但到一定的土體深度，因為水分減少和生物活動減弱，而CO2分壓降低，因而重碳酸鹽放出CO2而澱積，即：

Ca(HCO3)2——CaCO3+CO2

因而黑鈣土不經常見到白色的石灰質的假菌絲體、結核、鈣積層曾。碳酸鹽澱積層位與深度和淋溶強度有關。氣候愈干早，其層位離地表愈近。

剖面形態

Ah層，即腐殖質層；厚度30~50厘米，黑色或暗灰色，粘壤上，多富含細沙，粒狀或團粒狀，不顯或微顯石灰反應，pH7.0~7.5，向一下呈逐漸過渡。

AB層（過渡層）：厚度30~40厘米，灰棕色，粘壤土，小團塊狀，有石灰反應，pH7.5，可見到鼠穴斑，向下逐漸過渡。

Bk層（石灰澱積層）：厚度40~60厘米，灰棕色，塊狀，沙質粘壤土，土體緊實，可見到白色石灰假菌絲體、結核、斑塊澱積物，有明顯的石灰反應，pH8.0。

Ck層（母質層）：多為第四紀中更新統（Q2）黃土狀亞粘土，黃棕色，棱塊狀，含少量碳酸鹽，有石灰反應。

一般來說，在中國，黑鈣土分為四個亞類：

淋溶黑鈣土

淋溶黑鈣土主要在我國松嫩平原的東部、北部，臨近大小興安嶺和長白山的山緣地帶，主要包括嫩江，北安，哈爾濱，四平等。一般來說，在淋溶黑鈣土上的草地植被生長很好，一般高至1米。

淋溶黑鈣土是在草地植物下發育起來的，由於植物生長好，所以有機質積累的數量非常大，腐殖質層很厚，（一般是70公分，但有的到100公分。）整個腐殖質層中沒有碳酸鈣，甚至有的下部土層中也沒有碳酸鈣。所以在腐殖質層與母層之間形成了一個沒有碳酸鹽的土層。若是這種土壤以前經過灰化作用，則可以在剖面的上部或者下部，都可以看到有白色的二氧化矽（石英粒）。

草甸黑鈣土

草甸黑鈣土是在濕草原植物下發育起來的，與淋溶黑鈣土的相比是草甸黑鈣土的淋溶作用強度沒有淋溶黑鈣土的強度大，且它的排水性能不好，不過這種土壤的分佈面積很小。

普通黑鈣土

在自然條件上，它與淋溶和草甸黑鈣土比較，則是氣候更乾燥，植物生長較差，一般高度只40公分。由於它的有機質積累的數量較少，所以這種土壤的腐殖質層比較薄，且腐殖質含量較少。

剖面性狀：因為天早，所以淋溶作用很小，而在剖面的底部和中部，常見有石灰質存在。它的形態一般是呈菌絲狀或者是結核狀。剖面上部土層是中性反應，在碳酸鹽層，反應則是鹼性（8.0~3.5）。

南方黑鈣土

南方黑鈣土是黑鈣土過渡到栗鈣土的一個中間過渡類型。

自然條件：是處在干早草原地區，一般年平均雨量只有350~400公釐，而蒸發量則可以高達1700公釐，在這裡的草原植物，生長稀疏，復蓋度60%，高度一般是30公分，地勢較平，母質為黃土性物質。

南方黑鈣土與普通黑鈣土的區別是南方黑鈣土腐殖質層更薄，大約為30~40公分，腐殖質含量（即腐殖質層中的）約為2.5%。土壤的反應在表土為中性或微鹼性（大於或等於7.5），而底土一般是微鹼性或鹼性8.0~8.5。

1、黑鈣土質肥沃，適種性廣，宜耕宜牧，大部分已開墾為耕地與牧場。但水分不足，較易遭受春旱，因此發展灌溉極為重要。

2、黑鈣土地區耕地整理應針對侵蝕區域進行局部平整，避免大規模表土搬運與平整，同時採用噴灌設施,改善生態環境，並注重土壤改良，保持黑鈣土肥力。

3、黑鈣土中各級複合體的合碳量均隨粒徑的增大而減少，風沙土中粉粒複合體合碳量增多，有的甚至超過粘粒複合體。兩類土壤粘粒複合體的含碳量與粘粒複合體及礦質粘粒含量間有顯著負相關，粉粒複合體的含碳量也有類似趨勢。注重施用有機肥或將秸稈，根茬還田能提高土壤有機質含量，並使粉粒複合體含量及其有機碳貯量增加。