书城童书青少年应该知道的土壤
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第4章 温带特征——淋溶土及半淋溶土

在生活中,我们常常会看到这样的现象,就是不同的植物需要栽种在不同的土壤中,这样才能更有利于它们的生长。这是为什么呢?因为不同类型的土壤,它们的形成原因、组成成分以及所含有的营养成分不同。不同的植物只有在适宜的土壤环境中才能繁茂生长。那么,土壤主要都有哪些类型呢?在我国,主要的土壤类型可分为:淋溶土及半淋溶土、铁铝土及钙层土、盐碱土、沙漠土及干旱土、水成土及水稻土、初育土等。

淋溶土主要是我国东部湿润季风气候区中具有淋溶特征的土壤。隶属在土壤分类架构当中的一个重要土纲,此类土壤与极育土性质类似,土层中可溶性物质,如碳酸钙、碳酸镁,及其他更易溶解的物质,被渗漏水所溶解并随之流失至下层。但由于淋洗程度比极育土弱,加上农民常常在其上施用大量的肥料而使土壤较肥沃,因此土壤肥力比极育土高。淋溶土主要分布于冲积平原区中,是世界各农业生产重要地区的土壤。

淋溶土具有充裕的水分状况,但其热量状况自南而北呈现出暖、温暖、寒温的递变特征。因此,淋溶土主要包括棕壤、暗棕壤、白浆土、棕色针叶林土等几种土类。

1.棕壤

棕壤也称棕色森林土,是暖温带落叶阔叶林和针阔混交林下形成的土壤,主要分布于山东半岛和辽东半岛,在褐土地带的垂直带上亦有分布。气候条件的特点是,夏季暖热多雨,冬季寒冷干旱,年平均气温为5℃~14℃,季节性冻层深可达50~100厘米,年降水量约为500~1200厘米,干燥度在0.5~1.0之间,无霜期为120~220天,具有海洋性气候的特点。降水主要集中在夏季。棕壤所处地形主要为低山、丘陵、低岗和高平地。成土母质有花岗岩、片麻岩及砂页岩等各种各样的岩石风化物,以残积、坡积物为主,也有黄土状物质。棕壤的原始植被主要是落叶阔叶林。我国棕壤地带的植被为夏绿阔叶林,以辽东栎和麻栎为主,也有杂生针叶树和南方种类的落叶乔木等。

在森林植被下发育良好的棕壤剖面,一般地表有2~10厘米厚的枯枝落叶层;下面是灰棕色腐殖质层,厚仅10~20厘米;再下是最有代表性特征的棕色(有时为红棕色或黄棕色)粘化淀积层,厚约30厘米或更厚一些,呈明显的棱块状结构,在结构体表面有淀积粘粒胶膜和铁锰胶膜;淀积层以下逐渐到颜色较浅、质地较轻的母质层。

棕壤的形成过程由它的三个基本特点所决定,即有明显的淋溶作用、粘化作用和较强烈的生物积累作用。

(1)淋溶作用是指棕壤在风化过程和有机质矿化过程形成的一价(钠离子、钾离子)矿质盐类均已淋失,二价(钙离子、镁离子)盐类除为土壤胶体吸附外,游离态的大部分淋失,故土壤一般呈中性偏酸,无石灰反应,盐基不饱和。高价的铁、铝、锰则有部分以游离态存在,铁锰游离度分别在25%~30%和50%~70%,并有明显淋溶淀积现象,在剖面的中、下部结构体表面呈棕黑色铁锰胶膜形态。

(2)粘化作用是指在温暖湿润的气候条件下,化学风化较强烈,从而导致土壤发生粘化作用。此过程包括土壤中粘粒的形成和粘粒在土壤中积聚两个方面,即残积粘化和淋移淀积粘化。前者是土体内风化作用所形成粘粒的就地积聚,后者是风化和成土作用形成的粘粒矿物分散于土壤的水分中成为悬液,沿结构间的缝隙或其他大的孔隙随水下移特定深度。棕壤的粘化作用,一般以淋移淀积粘化为主,残积粘化为辅。粘粒淀积层的特点,一是在结构体表面可以看到光学定向的粘粒胶膜;二是淀积层中粘粒含量要比上部淋溶层高。

(3)生物积累作用是指棕壤在湿润气候条件和森林植被下,生物积累作用较强。主要表现在:首先是湿润的森林植被下形成大量的有机质或腐殖质的积累,特别积聚于表层。其次是棕壤虽然因淋溶作用而使矿质营养元素淋失较多,但由于阔叶林的存在,以枯枝落叶形式向土壤归还盐基较多,可以不断补充淋失的盐基,并中和部分有机酸,因而使土壤呈中性和微酸性。这种在土壤上部土层中强烈进行着灰分元素的积聚过程,使棕壤在其形成过程中,创造和保持了较高的自然肥力。

棕壤形成过程决定其性质,它一般包括以下几个方面:①在森林植被下,表层有机质含量可达5%?9%,向下层急剧降低。②表层呈微酸性,向下过渡到酸性。③盐基饱和度较高,表层在80%以上,下部各层稍低。④剖面中部粘粒含量较上下各层均高。⑤硅铝率在2.5?3.4之间,平均值约为3.03,略高于黄棕壤,但明显低于黄褐土。

这些形态特征是就一般的棕壤来介绍的。实际上,由于所处地形条件、人为影响以及母质等不同,其性态特征常具有一定的差异。除上述普通棕壤外,还有酸性棕壤、白浆化棕壤、潮棕壤和粗骨棕壤等。

从土壤利用情况来着,棕壤是重要的森林土壤,也是重要的农业土壤,具有很大的经济利用价值。潮棕壤分布于山前洪积平原,用于农业生产,大都旱涝保收,是重要的粮食生产基地。普通棕壤分布于山麓和丘陵缓坡,也多用于农业化种植,部分水土流失较重,水肥条件较差,需要采取水土保持措施和加强培肥。白浆化棕壤有的分布于剥蚀堆积丘陵,也多适用于农业,分布于山地的多用于林业,肥力甚低,需要改良。酸性棕壤分布于山地,多用于林业,有的还是荒山,需要植树造林。粗骨棕壤分布于低丘陵,多用于种植花生和柞岚(养柞蚕用),分布于高丘陵和山地的,多为荒山疏林,水土流失都很严重,亟需采取水土保持措施。

此外,由于棕壤分布区气候条件优越,适宜于种植小麦、玉米、高粱、花生、甘薯等多种农作物,以及各种树木和果树的林业的生长,自然肥力较高,可发展多种经营。具有极高的农、林利用价值。但是有些棕壤还需要通过改良才能利用,比如增加施用有机肥,侵蚀严重的地方需要采用农林水利等综合措施。

2.暗棕壤

暗棕壤又称棕色森林地,也曾被叫作棕色灰化土、灰棕壤。暗棕壤是温带湿润地区针阔混交林或针叶林下的地带性土壤类型。面积比较大,也是我国重要的森林土壤。

暗棕壤在东北三省分布广泛,向北过渡为棕色针叶林土,向南过渡为棕壤。东起乌苏里江及东部边界,西到大兴安岭中部及一些边缘地区。北起黑龙江,南到四平、清源、通化一线,面积约占整个东北地区的20%左右,是东北地区占地面积最大的一类森林土壤。

暗棕壤属于温带湿润森林条件下发育的土壤,冬季寒冷而时间长,年平均气温在——2℃~8℃之间,土壤冻层1~2米。年均降水量600~1100毫米不等,无霜期115~135天,干燥度一般在1.0以下。冬季少雨雪,夏季降水较为集中。暗棕壤自然植被主要是以红松为主的针阔混交林。因为暗棕壤属于气候湿润土壤,植物的种类繁多,大约共有2000种。针叶树种主要有红松、沙松、鱼鳞云杉和红皮冷杉等阴性树种。落叶阔叶林树种主要有白桦、黑桦等树种,树下也有大量的灌木和草本植物。

同样,暗棕壤的成土条件也是和气候、植被、地形以及母质分不开的。

气候:暗棕壤属我国东北温带季风气候,冬季寒冷干燥,土壤冻层深,表层冻结时间长,年平均气温低,年降雨量丰沛,并且分配极不均匀,夏季降雨量占全年降雨量的半数以上。这是成就暗棕壤的必须条件。

植被:适合在暗棕壤上生长的主要的植被有针阔混交林的红松,冷杉,云杉长白落叶松;阔叶树种有白桦,黑桦,枫桦,春榆,胡桃楸,水曲柳,紫椴及各种槭树。

地形和母质:地形主要是中山、低山、丘陵等;母质大都是花岗岩、安山岩、玄武岩的风化物,以残积类型为主,也有少量的第四纪黄土状沉积物。

暗棕壤的成土过程有两个过程,一是弱酸性淋溶过程;二是温带湿润森林下腐殖质积累。

弱酸性淋溶过程是在红松为主的针阔混交林中进行的,森林内部植物组成复杂,地被植物生长茂盛,森林每年有大量的凋落物,其中所含各种养料元素经微生物分解后补充到土壤中,林下的草本植物有庞大的根系,有机质分解过程较快,土壤积累了大量的腐殖质。因此暗棕壤具有较高的肥力。

温带湿润森林下腐殖质积累是指温带湿润气候条件下树木郁闭,湿润,降水量大,且集中于夏季,土壤中产生了强烈的淋溶过程,致使暗棕色森林土成弱酸性反应,并含有一定量的活性铝。

暗棕壤的主要形态和性质主要包括剖面性状和理化性质。剖面性状指的是暗棕壤剖面从上到下,颜色由暗棕色逐渐过度到棕色,层次分明,土体厚度在1米左右,有的不足1米,一般分4~5层。分别是:0层、Ah层、Ahb层、Bt层、C层。

0层是枯枝落叶层,也称暗色半分解有机质层,厚约4~5厘米,由林木凋落物及草本残体构成,在此层中可见白色菌体,疏松而富有弹性,向下过度明显。含有活性铁、铝。

Ah层是腐殖质层,色暗灰,厚约8~15厘米,团粒至团块状结构壤质,根系密集,有蚯蚓。腐殖质含量平均较高,其组成从胡敏酸为主,养分以持效性有机态为主,向下显著下降。呈弱酸性,含有活性铁、铝,以活性铝最多。

Ahb层是过渡层,呈灰棕,粒状结构,壤质。有木质出根,较紧实,有时可见碳屑,向下过渡不明显,含有活性铁、铝,且以铝具多。

Bt层是淀积层,呈棕色,为核状或块状结构,壤质至沙质,较紧实,有木质根,结构表面有少量的铁和锰胶膜,质地较为黏重。粘粒的含量稍增,黏土矿物以水云母为主,伴有少量的蛭石、高石、礞脱石。

C层是母质层,呈棕色,近于母岩颜色,半风化石砾很多,结构不明显,石砾表面有时可见铁,锰胶膜,紧实。也含活性铁、铝,以铝最多。

此种黏土矿组成表明具有较大的吸收性能,淋溶过程较弱,并能供应较多的钾。暗棕壤是我国最重要的林业基地。有着丰富的木材资源,树种多,材质优良,是著名的红松产地。在森林土壤中,暗棕壤是比较肥沃的土壤,可以种植各种作物,特别是发展果林、药材的良好基地,适合多种经营。

3.白浆土

白浆土并不是白色的土壤,虽然白浆土的表层呈现白色,但它实际上是一种滞水潴育性的半水成土壤。主要分布于我国小兴安岭和长白山等地的两侧,具体分布在黑龙江东部、东北部和吉林东部,以三江平原最为集中。从海拔40~50米到700~900米都可见到白浆土。

白浆土地区的气候特点是冬季寒冷干燥,夏季温暖湿润。属于温带和暖温带湿润季风气候。年平均气温一般在——0.5℃~5℃。土壤表层冻结的时间一般在150天左右,土层中从开始冻结到完全融通的时间长达200~240天左右。年将水量是500~600毫米,由于季风气候的影响,降水分布极不均匀。白浆土在地形上主要处于低平原、河谷阶地、山间谷地和盆地、山前台地以及部分熔岩台地等地区。其母质一般为第四纪河与湖相黏土质沉积物。白浆土分布地区的地下水一般都比较深,并且有质地黏重的隔水层,地下水对土壤形成的影响不大,但由于母质黏重、地形平坦以及季节冻层存在、排水不良和降水集中等因素多形成临时性上层滞水,或称土壤底下水。

在白浆土中生长的植物大多数是喜湿性植物,主要是草甸和沼泽类型的植物,在木本植物中,也有以喜湿性的落叶松、白桦、水曲柳、丛桦等。

白浆土是一种有周期性滞水淋溶的土壤,主要特征是在腐殖质层下有一灰白色的紧实亚表层,即白浆层,厚20~40厘米。白浆土主要分布于半干旱和湿润气候之间的过渡地带,世界各地都有存在。

根据白浆土的特征,可以将它划分为三个亚类:(1)白浆土,又称岗地白浆土。分布在地势起伏的漫岗地上,地下水位在20米以下,在其上面生长的植物是白桦、山杨、榛柴等落叶阔叶树。此类白浆土的黑土层较薄,一般厚度是12~17厘米,白浆层比较明显,但是肥力较低。(2)草甸白浆土,也称平地白浆土。分布在平坦地形部位,喜欢在此类土壤中生活的植物有丛桦、柳毛子等灌木丛及小叶樟等草甸杂类草。草甸白浆土的黑土层厚在14~23厘米之间。这种土壤的白浆层发育较弱,但是肥力较高,是白浆土向草甸土过渡的一个类型。(3)潜育白浆土,又称低地白浆土。分布在低平地形部位,雨后地表常有积水,地下水位较高。生长在此类土上的植物是小叶樟、柳毛子、三棱草等草甸沼泽植物。此种土壤的黑土层厚在15~22厘米之间,地表有短期积水,是白浆土与沼泽土之间的过渡类型。

白浆土的营养价值不是很高,但是它在我国东北地区的分布很广泛,约占耕地面积的9%~10%,所以尽力把这些地利用起来。综上分析,补充有机质和矿物营养、逐步加深耕层、改善水分的平衡及物理性状是白浆土改良的中心环节。据其肥力低下的情况,改良白浆土必须把培肥和改良土壤结合起来,彻底改造白浆层以及到黏化层,逐渐增加黑土层,这样才能取得良好的改造效果,为作物高产、稳产创造良好的土壤环境。

4.棕色针叶林土

棕色针叶林土是我国寒温带的主要森林土壤和地带性淋溶土壤。主要分布于大兴安岭中段和北段山地、青藏高原东缘的高山和亚高山垂直地带;在大兴安岭地区位于暗棕壤之北的地区,而在垂直地带中位于暗棕壤之上;在小兴安岭等地区也有分布。

大兴安岭的棕色针叶林土区的气候条件为寒温带大陆性季风气候,年平均温度低于——4℃,平均气温在0℃以下,并且这样的气温可长达5~7个月之久。高于10℃的积温在14℃~18℃之间,年降水量在450~750毫米之间,一般集中在6~8月份,无霜期有80~120天,干燥度一般小于0.75,冬季严寒,积雪可达20厘米厚,有明显的季节性冻层。低温和冻层对土壤形成有显著影响。生长在此地带的植物主要是各种针叶林、落叶松、章子松、云杉和冷杉等。在地面灌草层中有杜鹃、杜香、少量的桦、山杨以及一些草本植物。棕色针叶林土的母质多为岩石风化的残积物和坡积物,少量洪积物、残积物和坡积物质地粗松、风化度低,上层浅薄,混有岩石碎块。地形一般为中山、低山和丘陵组成,坡度较缓。

棕色针叶林土自上而下可分为苔藓枯枝落叶层、腐殖质层、漂灰层、淀积层和母质层。苔藓枯枝落叶层厚3~20厘米,下部呈半分解状态,多白色真菌丝,靠近土壤部分常呈现泥炭化;腐殖质层厚5~15厘米,暗灰或暗棕灰色;漂灰层是漂灰土的代表性土层,灰白色,一般厚度为5~15厘米;淀积层呈棕色、黄棕色或暗褐色,稍显核状结构,紧实且较粘重,厚度变化大,薄的几乎完全缺少此层,直接就与下边的母质层连接。整个剖面土层大多在50~60厘米,而且常有较多石砾。

棕色针叶林土按其特征有三个亚类:(1)棕色针叶林土,这是棕色针叶林土类中最接近中心要领的一个亚类,剖面特征与前面所介绍的棕色针叶林土相似。(2)灰化棕色针叶林土,这类土壤主要分布在大兴安岭北段地势偏高的土层浅薄的残积母质上。在剖面形态上,有灰白色的淋溶层或灰白色斑块,B、C层含有较多的石块,石块底面有明显的铁锰和腐殖质胶膜及二氧化硅粉末。活性较高的铁、铝含量高,呈下移趋势。(3)表潜棕色针叶林土,主要区别是表层有潜育化作用,呈现蓝灰色,而且底土层因铁的水化程度较高而显黄色(三价铁离子是红褐色接近黄色)。

棕色针叶林土是我国针叶用材的重要基地之一,尽管肥力低、气候湿冷、林木生长慢,但只要合理樵伐,及时托育及更新,保持土壤中的肥力,仍可做到木材的稳产、高产。因为农作物的生长周期较短,所以农业方面的利用不大,不宜大面积开垦。

5.黑土

黑土是最常见的一种土壤。以前被称作是退化黑钙土、变质黑钙土、淋溶黑土等,目前在我国统称黑土。它主要分布在北纬41°~49°,东经125°~127°之间,以吉林、黑龙江两省的中部较多。北起黑龙江右岸,南至辽宁的昌图,西界直接与松辽平原的草原和盐渍化草甸草原接壤,东界可延伸至小兴安岭和长白山山区的部分山间谷地以及三江平原的边缘。大兴安岭东麓山前台地及甘肃的西秦岭、祁连山海拔2300~3150米的垂直带上也有分布。

黑土地区处在温带半湿润大陆性季风气候条件下,干燥度小于等于1,年降水量一般在500~650毫米,降水时间大部分集中在夏季,占全年降水一半以上。年平均温度在0℃~6.7℃之间,大于10℃积温在21℃~27℃之间,全年无霜期在135天140天之间。由于冬季严寒少雪,土壤冻深一般在1.1~2.0米之间,冻结持续时间在120~200天之间,土壤冻结深且延续时间长。

黑土的成土母质大部分是黄土状深积物,也有红色砂质沉积物,个别地方是岩石风化坡积物。其分布的地形是山前洪积平原,洪积冲积台地,海拔一般在200~250米左右。这些平原并不平坦,大部分是波状起伏的漫岗。黑土耕地一般比较平缓,在其上面生长的植物是森林草甸或草原化草甸,有的地方称这是“五花草塘”,大部分以杂草类群落为主,品种多,生长繁茂,覆盖度大,地上地下有机物累积量均很高。黑土区地下水位较深,一般在5~20米之间,水质为重碳酸一氧化硅型水。黑土的形成过程:首先是腐殖质积累的过程,由于黑土区的草原草甸植被生长繁茂,所以生物积累量比较大。从生长条件来看,夏季高温多雨,地下层质地又比较黏重,因而有利于植物生长,地上、地下部分的累积量都很高。当秋季植物死亡后,气温降低,那些植物残体便以有机残体的形式保存下来。尽管春天温度上升,但是下层的冻层仍未融化的时候,冻层就起到阻碍融水下渗的作用,水分滞留,有机残体只能缺氧分解,从而使腐殖质在土壤中大量积累,形成了深厚的腐殖质层。

其次是淋溶和淀积过程。黑土的地形大都是波状起伏的漫川漫岗地,由于黑土地区夏季降水多而集中,降水后一部分形成地表径流,一部分形成下渗水流,产生了淋溶,可溶性盐类和盐基受到不同程度的淋失。但因母质黏重,季节性冻层持续时间较长,土壤透水性较弱,每当冻融和多雨季节,土壤中产生上层滞水,使铁、锰还原为低价位元素而随水淋失,在淀积层中形成铁、锰结核和锈斑。同时一部分铝硅酸盐水解产生二氧化硅,常以三氧化硅的形式溶于土壤溶液中,随水迁移。当土壤蒸发时,溶胶状态的硅脱水,以无定形硅酸粉末从溶液中大量析出,附着在结构或裂缝面上。

从黑土的剖面形态可看出,黑土土体构型是由腐殖质层、过渡层、淀积层和母质层组成。

腐殖质层:暗灰色或黑色,黏壤质,厚度一般为30~70厘米,结构性好,多为团粒结构或团块状结构,疏松多孔,多植物根,常能见到田鼠穴。腐殖质舌状向下延伸,有铁锰结核。过渡层,厚度在20~50厘米不等,多呈暗棕灰色,比较紧实,黏壤质,根系仍很多,小核块状结构。淀积层,50~100厘米厚,灰棕色或黄棕色,核块状结构,比较黏紧,结构面上有胶膜淀积和白色硅粉末附着。母质层,多为黄土状物质,无结构,无石灰反应。但是它的腐殖质层深厚,一般为30~70厘米,坡度较大的地方不足30厘米,坡下平地也有大于100厘米的。另外,母质层的土层疏松多孔,结构性良好,腐殖质层为团粒结构,淀积层为核状结构。还有明显的腐殖质状延伸条痕,多鼠洞,无钙积层,白色的二氧化硅粉末多集中于土层下部70厘米以下部位。

黑土的基本性状是:①质地组成以粗粉砂和黏粒为主,它们各占黑土组成成分的30%~40%,具有黄土状黏土的特点。一般表层黏粒较少,质地较轻,淀积层和母质层黏粒较多,质地较黏重,透水性比较差。②结构良好,团聚体总量高,水稳性团聚体也较高,一般在70%~80%以上。③土质较好,是一种良好的松土,下实上松通气透水性好,有利于保水保肥。④由黏粒组成,以水云母和蒙脱石为主,含有少量的绿泥石、赤铁矿、褐铁矿,不同粒级次生黏土矿物组成比例有差异。⑤土壤反应近中性和微酸性反应,酸碱度一般在6.5~7.0之间,通体无石灰反应,以钙、镁为主,盐基饱和度达80%~90%。⑥黑土中有机质丰富,在自然形成的土壤中,有机质的含量是:1000克的土壤中含有50~80克的有机质;耕地的土壤中,1000克土壤中有机质的含量在20~40克之间。

黑土和其他的土类一样,也有属于它自己的亚种。分为普通黑土、白浆化黑土、草甸黑土、表潜黑土四种。

普通黑土主要分布于波状起伏的台地的上、中部,它的地形部位一般比较高,所以排水条件较好,生物累积量相对较多。由于表土易遭腐蚀,所以黑土层比较薄,对于局部侵蚀严重的地带,黑土层剥失,底土露出地表后便形成了黄黑土,也有称作是“破皮黄”。黑土表层为松软的暗色腐殖质层,向下逐渐过渡,淀积层发育较好,土体比较紧实,一般是核块状或梭柱状,并且含有大量二氧化硅粉末和铁、锰胶膜。

白浆化黑土是白浆土向黑土过渡的一种类型,主要分布于长白山的低山丘陵区,向松辽平原过渡的山麓台地等地带也有分布。它的主要特征是在腐殖质层以下可见到发育不好的白浆层。颜色干燥时呈灰白色,湿润时呈灰黄色。白浆化黑土具有轻壤,层状结构的特点,酸碱度在6.6左右,盐基饱和度略低,具有白浆层的某些特征,这也暗示了白浆化黑土是受到了还原漂洗淋溶作用而形成的。

草甸黑土是一种向草甸土过渡的类型,主要分布于台地向河谷平原过渡的坡地地带及台地间局部低平的地带。草甸黑土地势平坦,地下水位适中,且水分条件充足,自然植被生长繁茂,腐殖质层深厚,有的由于受坡积、淤积的影响,上层可见到淤土层。草甸黑土具有黑土特征,由于淋溶,腐殖质和可溶性物质有下移现象,并在下部淀积,因此,土体下部有锈斑、潜育斑,并且具有半水成土壤的特征。

表潜黑土是黑土向沼泽土过渡的类型。一般分布于台地间的低洼地带,土壤质地黏重,滞水层位较高,亚表层内有潴育化现象,并可见到大量锈斑。淀积层以下有潜育化特征,整个土体含水量高。

黑土是一种肥力较高的土壤,在相同的气候条件下,黑土中种植的作物产量也比其他土壤要高。因此,黑土已经被人们进行大规模的开发和利用。黑土经过开垦后,有的由于施肥多,管理好,土壤肥力有所提高;有的则相反,不仅施肥少,而且管理不当,土壤肥力迅速下降,被侵蚀的情况较严重。根据目前已有的资料分析,黑土耕作后,土壤环境条件改变,腐殖质合成与分解失去了原来的平衡,含量有减少的趋势。另外,由于黑土质地黏重,并有季节性冻层,底层土壤透水不良,夏季降水高度集中,地势起伏不平,每年春天的化冻水和夏秋降雨水一时无法从土层中迅速下渗,大量的地表径流造成土壤冲刷。据估计每年流失厚度约0.6~1厘米,同时也冲走了相当一部分有机质等营养元素。因此,对黑土的利用必须因地制宜,合理利用和保护黑土资源,充分发挥黑土的生产潜力。

6.褐土

褐土又叫褐色森林土。在我国主要分布在温带东部的半湿润和半干旱山地和丘陵地带。例如燕山、太行山、吕梁山、秦岭等地区,此外在关中、晋南、豫西等盆地也有分布。水平分布上,褐土处于棕壤带(东)、黑垆土带(西)、栗钙土带(北)之间,并且构成一个独立的水平土壤带。垂直分布中,褐土在棕壤之下。

褐土由于分布在温带半湿润地区,所以受季风影响比较明显。此地区冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,冬春干旱多风,并且春旱频繁。年平均温度在10℃~14℃之间,年降水量在600~800毫米之间,降水集中在夏秋之季。干燥度在1.0~1.5之间,无霜期一般有180~250天,该地区的气候具有海洋性向大陆性过渡的特点。褐土中生长的自然植被以辽东的栎、洋槐、柏树为代表,除此之外还有酸枣、荆条、菅草等灌木草原。褐土分布的地区也是我国北方的小麦、玉米、棉花、苹果主要产区。褐土的母质各种各样,主要是石灰岩等富含钙质的岩石风化物,但仍以黄土状的物质为主。地形主要以低山、丘陵、冲积扇、高阶地等为主。

关于褐土的形成过程,和其他土类的形成有一定的相似,但也别具特色。首先是弱腐殖质积累过程。弱腐殖质积累是在温带半湿润气候的条件下进行的,由于干旱森林和灌木草原有很多的干燥落叶的残落物,它们疏松地覆盖于地表,经过长时间的机械摩擦破碎和自然的分解以形成腐殖质。不过这种腐殖质积累的很少,因此褐土的有机质含量也比较低且表土层很薄。

其次是石灰质的淋溶与淀积。石灰质的淋溶与淀积是在半湿润条件下,原生矿物的风化的结果。首先开始大量的脱钙阶段,其氧化钙随含有二氧化碳的重力水溶液由土壤剖面的表层渗到下层,以至于形成地下水流。这阶段元素迁移的特点是:氧化钙、氧化镁大于二氧化硅的迁移。但由于半湿润的季风气候特点,降水量和干旱季节较长,土体中带有钙物质的水流到一定深度,以碳酸钙形式产生沉淀,这种淀积深度就是它的淋溶深度,一般与它的降水量是成正比的。

再次是残积黏化,黏粒的形成是由土体内的矿物质进行原地的土内风化而成,在这过程中没有产生黏粒的机械移动,因而黏粒没有光学向性。残积黏化包括两个方面。一方面是矿物中的铁在当地水热条件下,于土体内进行元素的水解与氧化,形成部分游离的氧化铁,所以土体颜色发红,也可称之为红化作用。但其总体含铁量不产生变异;另一方面表现是,土壤原生矿物水化与脱钾的初步风化阶段,形成了大量的水化云母等次生矿物,而且也有进一步风化而形成的蛭石等。

最后是淋溶黏化,在一定降水和生物气候条件下,黏土矿物继续脱钙,形成另外一种颗粒最细的新生黏土矿物——如蒙脱石等,可在土体中随水下移,在一定深度形成黏粒淀积层。这种黏粒往往有光学向性,一般土体水分的干湿交替有利于黏粒下移。

在褐土的黏化过程中一般以残积黏化为主,而夹有一定的淋溶黏化,它们在不同的亚类中其所占比例并不一样;一般石灰性褐土以前者为主,淋溶褐土以后者为主。然而,在一个剖面中两者常常同时混合存在,而且从理论上讲残积黏化往往层位稍高,淋溶黏化可能层位稍低。但是两者常常也是混同的。

褐土也有属于自己的亚类,根据碳酸盐在剖面中溶迁、累积及人为活动强度、水分状况的变异特征,可续分普通褐土、石灰性褐土、淋溶褐土、潮褐土、蝼土、燥褐土、褐土性土七个亚类。

此外,由于褐土表层质地较轻,结构较好,心土有黏化层,有利于保水保肥,自然肥力较高,是我国重要的耕作土壤。但是,褐土也有属于它本身的缺陷。降水量偏小和降水量过于集中,这样会导致季节土壤的水分不均。所以既要开展水土保持,发展水利灌溉又要开展旱地的农业土壤耕作措施;既要合理施用肥料,提高土壤肥力水平;又要因土种植,发展土壤潜力优势;此外还要适当发展畜牧业与林果业等。