土壤剖面分析
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发布时间：2022-04-23 15:51
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时间：2023-07-07 02:03
科普中国·科学百科：土壤剖面
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时间：2023-07-07 02:03
（1）土壤剖面的一般形态
在土壤发生发展中，土壤内部物质的转变和迁移主要过程有：矿物质和有机质的形成和分解，矿物质、有机质及其分解产物的淋溶和淀积，各种新生体如铁锰结核、钙结核，以及网纹、锈斑的形成。由于这些过程的综合作用，使土壤中物质以不同的方向和速度迁移转化，而在土壤剖面上则表现出明显的分异，形成一系列组成和性质不同的层次，这些层次是成土因素综合作用的结果，也是土壤发生发展的结果，故称发生层。当然，在不同的成土因素作用下形成不同的土类，具有不同的发生层次组成的土壤剖面形态，但一般来说，土壤剖面形态具有如下特征。
a、自然土壤，剖面一般分为三层： 腐殖质层或淋溶层：在剖面最上部，生物活动过程强烈，累积较多的腐殖质，一般具良好的结构，呈暗色，故称腐殖质，但此层同时进行着物质的淋溶和转移过程，故又称淋溶层。 淀积层：从腐殖质淋溶的物质，移动到一定的深度，即淀积成层。此层积聚的物质较丰富，有各种有机、无机胶体、铁、铝、锰的化合物等。母质层：位于淀积层之下，受成土作用影响小，发育程度低，一般为岩石风化层。
b、农业土壤，剖面一般也分三层： 耕作层：经常耕翻的表土层，疏松，结构较好。 犁底层：在耕作层之下，由于受农业生产活动如农具机械的踏压和来自耕作层物质的淀积，土层较坚实，一般水田土壤较明显。 心土层：受耕作影响小，物质淀积作用明显。 母质层：未受淋溶积作用，发育程度很低，淀积母质一般保持原来状态。
（2）土壤发生层次的划分
土壤发生层次是指在土壤形成过程中在垂直地面的方向上出现的性状上有差异的层次。划分土层，首先可根据剖面的形态特征，如颜色、结构、松紧度、质地、植物根系分布等的差异，粗略划分土层界线，然后再以物理作用、化学作用、生物作用、耕作利用所表现的特征（如物质的淋溶、淀积和新生体的情况等）确定。同时应注意各土层的变化和它们之间的相互关系，划分的各个土层应具鲜明的特点。
土壤发生层次及其排列组合特征（或剖面构型），是长期而相对稳定的成土作用的产物。由于各类土壤的成土条件、成土过程的差异，土壤发生层次及其剖面构型亦不相同。它是鉴别和划分土壤类型的重要形态特征之一。代表某土类或亚类成土条件、成土过程的土壤发生层次，可称之谓该类型的诊断土层。例如，寒温带针叶林成土条件下的灰化层、腐殖质淀积层，就是灰化土的诊断层，温带草甸草原植被条件下的腐殖质化和钙化过程形成的暗色腐殖质层和钙和解层，就是草原土壤的诊断层。 结合实习地区剖面观察点的成土条件、各土层综合特性等来划分发生层次，并用符号加以标记。例如：用A代表腐殖质层；A0或0表示枯枝落叶层或草毡层；H表示泥炭层；E表示淋溶层；B代表淀积层；C代表母质层；D或R代表母岩层。根据各土层性状与成因的差异可进一步细分，并在大写字母的右侧加一小写字母的方式来表示区别，如：A层可细分为：Ah（自然土壤的表层腐殖质层）；Ap（耕作层），Ag（潜育化A层），Ab埋藏腐殖层。E层可细分为：Es或A2（灰化层）、Ea（白浆层或漂洗层）；B层可细分为：Bt（粘化层）、BCa（钙积层）、Bn（腐殖质淀积层）、Bin或Box（富含铁、铝氧化物的淀积层）、Bx（紧实的脆盘层）、Bfe（薄铁盘层）、Bg（潜充化的）。C层可细分为：Ca（松散的）、Cca（富含碳酸盐的）、Ccs（富含石膏的）、Cg（潜育化的）、Cc（强潜育化）、Cx（紧实、致密的脆盘层）、Cm（胶结的）。 土层划分后，采用连续读数，用钢卷尺从地表往下量取各层深度，单位为厘米，从上到下连续记录各层厚度，将量得的深度记入剖面记载表，最后将土体构型画成剖面形态素描图。这对了解土壤的发育，决定土类、制定土壤的合理利用和改良措施都有密切的关系。 需要注意的是，在自然界中的土壤剖面，尤其是山丘地区的土壤，剖面的构形并不一定是完整的O—A—B—C—R构形。由于发育条件的制约，很可能会缺失某些土层。
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时间：2023-07-07 02:04
土壤剖面形态特征包括土体构型，各发生层次的颜色、质地、结构等，是野外鉴别和划分土壤类型的主要依据。因此，学习观察和正确地描述记载剖面特征，是土壤野外调查的重要基本功。
（1） 剖面发生层次及构型的观测与划分
土壤发生层次及其排列组合特征（或剖面构型），是长期而相对稳定的成土作用的产物。由于各类土壤的成土条件、成土过程的差异，土壤发生层次及其剖面构型亦不相同。它是鉴别和划分土壤类型的重要形态特征之一。代表某土类或亚类成土条件、成土过程的土壤发生层次，可称之谓该类型的诊断土层。例如，寒温带针叶林成土条件下的灰化层、腐殖质淀积层，就是灰化土的诊断层，温带草甸草原植被条件下的腐殖质化和钙化过程形成的暗色腐殖质层和钙和解层，就是草原土壤的诊断层。
根据土壤剖面发生层次的基本图式，结合实习地区剖面观察点的成土条件、各土层综合特性等来划分发生层次，并用符号加以标记。例如：用A代表腐殖质层；A0或0表示枯枝落叶层或草毡层；H表示泥炭层；E表示淋溶层；B代表淀积层；C代表母质层；D或R代表母岩层。根据各土层性状与成因的差异可进一步细分，并在大写字母的右侧加一小写字母的方式来表示区别，如：A层可细分为：Ah（自然土壤的表层腐殖质层）；Ap（耕作层），Ag（潜育化A层），Ab埋藏腐殖层。E层可细分为：Es或A2（灰化层）、Ea（白浆层或漂洗层）；B层可细分为：Bt（粘化层）、BCa（钙积层）、Bn（腐殖质淀积层）、Bin或Box（富含铁、铝氧化物的淀积层）、Bx（紧实的脆盘层）、Bfe（薄铁盘层）、Bg（潜充化的）。C层可细分为：Ca（松散的）、Cca（富含碳酸盐的）、Ccs（富含石膏的）、Cg（潜育化的）、Cc（强潜育化）、Cx（紧实、致密的脆盘层）、Cm（胶结的）。
土层划分之后，采用连续读数，用钢卷尺从地表往下量取各层深度，单位为cm，将量得的深度记入剖面记载表。最后将土体构型画成剖面形态素描图。
（2） 各发生层次的性态观测与描述记载
按剖面记录表所列项目，分层进行描述与记载。
A、土壤颜色：
土壤颜色是土壤物质成分和内在性质的外部反映，是土壤发生层次外表形态特征最显著的标志。许多土壤类型的名称都以颜色命名，例如黑土、红壤、棕壤、褐土、紫色土等等。
土壤颜色在一定程度上可反映出土壤的物质组成及含量。如土壤越深黑，表示土壤有机质含量越大；颜色越浅，有机质含量越小。土壤矿物质种类和含量也影响土壤颜色。土壤含氧化铁多时，呈红色；含水氧化铁多时，土壤变黄；氧化亚铁多时，就变青灰。石灰、二氧化硅和可溶性盐多时，土壤变白。此外，土壤含水量多时，会使土壤发暗发深。因此观察土壤颜色时，要注意土壤湿度。记载土色时，可反映自然状态的颜色。由于土壤是一个不均匀体，往往土色混杂，记载时主色在后，次色在前。如土壤以棕色为主，次色为灰色，可记为灰棕色。
土壤颜色的比色，应在明亮光线下进行，但不宜在阳光下。土样应是新鲜而平的自然裂面，而不是用刀削平的平面。碎土样的颜色可能与自然土体外部的颜色差别很大，湿润土壤的颜色与干燥土壤的颜色也不相同，应分别加以测定，一般应描述湿润状态下的土壤颜色。
B、土壤质地：
野外鉴定土壤质地，一般用目视手测的简便方法。此法虽较粗放，但在野外条件下还是比较可行的。鉴定者以过长期摸练，也可达到基本鉴别质地类别的目的。
土壤质地的鉴别应注意“细土”部分的鉴定和描述。鉴定质地时，先边观察，边手摸，以了解在自然湿度下的质地触觉。然后和水少许，进行湿测，再按表3的方法确定质地，填入记载表。
砾质土壤质地描述，要在原有质地名称前冠以砾质字样，如多砾质砂土、少砾质砂土等。1）少砾质：砾石含量1-5%。2）中砾质：砾石含量5-10%。多砾质：砾石含量10-30%。
砾石含量在30%以上的土壤属砾石土，则不再记载细粒部分的质地名称而以轻重相区别，如轻砾石：砾石含量30-50%。中砾石土：砾石含量50-70%。重砾石：砾石含量大于70%。
表3 田间土壤质地鉴定规格
砂 土散碎，几乎全是砂粒，极粗糙不成细条，亦不成球，搓时土粒自散于手中。，主要为砂粒
砂壤土疏松，砂粒占优势，有少许粉粒，能成土球，不能成条（破碎为大小不同的碎段）砂粒为主，杂有粉粒
轻壤土稍紧，易压碎，粗细不一的粉末，粗的较多，粗糙，略有可塑性，可搓成粗3mm的小土条，但水平拿起易碎断。主要为粉粒
中壤土紧密，用力方可压碎粗细不一的粉末，稍感粗糙。有可塑性，可成3mm的小土条，但弯曲成2-3cm小圈时出现裂纹。主要为粉粒
重壤土更紧密，用手不能压碎，粗细不一的粉末，细的较多，略有粗糙感。可塑性明显，可搓成1-2mm的小土条，能弯曲成直径2cm的小圈而无裂纹，压扁时有裂纹。主要为粉粒，杂有粘粒。
粘 土很紧密，不易敲碎细而均一的粉末，有滑感。可塑性、粘结性均强，搓成1-2mm的土条，弯成的小圆圈压扁时无裂纹。主要为粘粒
C、土壤结构：
在自然条件下，土壤被手或其他取土工具轻触而自然散碎成的形状，即土壤的结构体。在野外常见的有：块状、核状、棱柱状、片状、团粒等。
块状结构——近立方体，纵横轴大致相等，边面的棱角不明显，按其大小又可分为大块状结构（轴长大于5cm）、块状结构（轴长3—5cm）和碎块状结构（轴长0.5—3cm），这种结构在土壤质地粘重，缺乏有机质表土中常见，特别是土壤过湿或过干时最易形成。
核状结构——近立方体型，边面的棱角明显，轴长0.5—1.5cm，在粘土而缺乏有机质心底土层中出现较多。
柱状结构——柱状结构纵轴远大于横轴在土体中呈直立状态，按棱角明显程度分为两种，棱角不明显叫柱状结构，棱角明显叫棱柱状结构，这类结构往往在心土层，底土层出现在干湿交替作用下形成的，碱化土和碱土的心土中常有柱状结构。
片状结构——横轴远大于纵轴，呈扁平薄片状，老耕地犁底层中常见到。此外在雨后或灌水后所形成的地表结壳和板结层也属于片状结构。
团粒结构——团粒结构近似球形，疏松多孔的小团聚体，其直径约为0.25—10mm，粒径在0.25mm以下称为微团粒。
D、松紧度：
它是反映土壤物理性状的指标。松紧度应该用特定仪器来测试。在没有仪器的情况下，可用采土工具（剖面刀、取土铲等）测定土壤松紧度。其标准可概括如下：
极紧实——用土钻或土铲等工具很难楔入土体，加较大的力也难将其压缩，用力更大即行破碎。
紧实——土钻或土铲不易压入土体，加较大的力才能楔入，但不能楔入很深。
稍紧实——用土钻、土铲或削土刀较易楔入土体，但楔入深度仍不大。
疏松——土钻、削土刀很容易楔入深度大，易散碎，加压力土体缩小较显著，湿时也呈松散状态。
极松——土钻能自行入土，例如砂土的表层土壤。
E、孔隙：
土壤剖面描述孔隙时，必须对孔隙的大小、多少和分布特点，进行仔细地观察和评定。
土壤孔隙的大小分级标准：
1）小孔隙：孔隙直径<1mm。
2) 中孔隙：孔隙直径1-2mm。
3）大孔隙：孔隙直径2-3mm。
土壤孔隙的多少，用孔隙间距的疏密或单位面积上孔隙的数量来划分，一般分为：
1）少量孔隙：孔隙间距约1.5-2cm，有1-50个/cm2孔隙，或2.5 cm2面积上有1-3个孔隙。
2）中量孔隙：孔隙间距约1cm左右，10cm2面积上有50-200个孔隙，或2.5cm2内有4-14孔隙。
3）多量孔隙：孔隙间距约0.5cm，10 cm2内有200个以上的孔隙，或2.5cm2内有14个以上孔隙。
土壤孔隙形状有：
1）海绵状：直径3-5mm。呈网纹状分布。
2）穴管孔：直径5-10mm，为动物活动或植物根系穿插而形成的孔洞。
3）蜂窝状：孔径大于10mm，系昆虫等动物活动造成的孔隙，呈现网眼状分布。
在观察孔隙时，对土壤中裂隙也应加以描述。裂隙指结构体之间的裂缝，其大小可划分为：
1）小裂缝：裂缝宽度 <3mm，多见于结构体较小的土层中。
2〉中裂缝：裂缝宽3-10mm，主要存在于柱状、棱柱状结构体的土层中。
3）大裂缝：裂缝宽度 >10mm，多见于柱状、棱柱状结构的土层内；寒冷地区的冰冻裂缝也大于10mm。
F、土壤湿度：
土壤湿度即土壤干、湿程度。通过土壤湿度的观测，不但可了解土壤的水分状况和墒情，而且有利于判断土壤颜色、松紧度、结构、物理机械性等，因此，在土壤剖面描述中必须观测土壤湿度。
在野外可以用速测方法测定湿度，但通常只是用眼睛和手来观察和触测，其标准可分为：干、润、湿润、潮湿、湿五级。
1）干：土样放在手掌中，感不到有凉意，无湿润感，捏之则散成面，吹时有尘土扬起。
2）润：土样放在手中有凉润感，但无湿印，吹气无尘土飞扬，手捏不成团，含水量约8-12%。
3）湿润：土样放在手中，有明显湿润感觉，手捏成团，扔之散碎。
4）潮湿：土样放在手中，有明显湿痕，能捏成团，扔之不碎，手压无水流出，土壤孔隙50%以上充水。
5）湿：土壤水分过饱和，手压能挤出水。
G、植物根系：
植物根系的种类、多少和在土层中的分布状况，对成土过程和土壤性质有重要作用，因此，在土壤剖面的形态描述中，必须观察描述植物根系。
植物根系的观察、描述，主要应分清根系的粗细和含量的多少，其标准可分为：
按植物根系的粗细分等：
1）极细根：直径小于1mm，如禾本科植物的毛根。
2）细根：直径1-2mm，如禾本科植物的须根。
3）中根：直径2-5mm，如木本植物的细根。
4）粗根：直径大于5mm，如木本植物的粗根。
按植物根系的含量多少，可分为*描述：
1）少根：土层内有少量根系，每平方厘米有1-2条根系。
2）中量根：土层内有较多根系，每平方厘米有5条以上根系。
3）多量根：土层内根系交织密布，每平方厘米根系在10条以上。此外，若某土层无根系，也应加以记载。
H、新生体：
新生体不是成土母质中的原有物质，而是指土壤形成发育过程中所产生的物质。比较常见的新生体有石灰结核、石灰假菌丝体、石灰霜；盐霜、盐晶体、盐结皮；铁锰硬盘、粘土硬盘等。
新生体的种类、形态在状态和成分，因土壤形成过程与环境条件而异。
描述新生体时，要指明是什么物质，存在形态、数量、分布状态及颜色等特征。
I、侵入体：
指由于人为活动由外界加入 土体中的物质，它不同于成土母质和成土过程中所产生的物质。常见的侵入体有砖瓦碎片、陶瓷片、灰烬、炭渣、煤渣、焦土块、骨骼、贝壳、石器等。
观察侵入体，首先要辨别人类活动加入土体的物质，还是土壤侵蚀再搬运沉积的物质。由于其来源的不同，可说明土壤形成发育经历过程的差异。
对侵入体的观察和描述，不但要弄清是什么物质、数量多少、个体大小、分布特点，而且应探讨其成因，这样作有助于对成土过程的深入了解。
J、石灰反应：
在野外观察土壤剖面时，应该用1：5的稀盐酸约测，根据滴加盐酸后所发生的泡沫反应强弱，判断碳酸钙含量的多少，一般分为无、弱、中、强四等。分别记录为“+”（弱），“++”（中），“+++”（强）。
K、pH值：
剖面观测中，速测土壤的PH值不但可帮助了解土壤的性质，而且可作为土壤野外命名的参考。
测定方法可采用速测法—用混合指示剂比色法，或用pH值广泛试纸速测法。即用蒸馏水浸提土壤溶液，滴加pH混合指示剂（或用PH广泛试纸醮取浸提液），然后用标准颜色比色以确定其pH值的大小，从而判断该土属于酸性、微酸性、中性、微碱性、碱性。
