四川盆地成土速率及其調(diào)控.pdf

1、土壤是在漫長的地質(zhì)代里，在物理、化學(xué)和生物作用下由基巖風(fēng)化產(chǎn)物、各種松散沉積物(成土母質(zhì))發(fā)育形成的近地表自然介質(zhì)。由于生物、氣候、地形、時間和人類活動等多種外界因素對母質(zhì)風(fēng)化作用和土壤形成速率的綜合作用，導(dǎo)致土壤形成年齡相差很大。為此要定量探討時間對土壤形成和發(fā)育的影響，即建立成土速率模型，是一個看似簡單而實際上極為復(fù)雜的問題。近年來，國外內(nèi)不少學(xué)者將模型研究引入成土過程，通過模型方法定量研究成土過程，使成土速率研究的準確性大為提高。

2、但在模型估算時需結(jié)合各種土壤形成的條件和自然環(huán)境特征、生產(chǎn)力水平，因此在測定時需要進行較多的校正。土壤中的基鹽陽離子消失和快速補充使得對其成土速率的研究存在很大的不確定性。過支的研究大多從自然條件下描述其成土過程，而人為作用對成土過程的影響卻一直被忽視。 本文采用質(zhì)量平衡法、PROFILE模型法和Barth模型法對四川盆地紫色母巖上發(fā)育形成的紫色土成土速率進行估算，選取一種適合紫色土成土過程的模型方法。同時通過田間試驗，研究人為

3、擾動條件下成土元素含量及其分布特征，并結(jié)合成土速率模型分析人為擾動對成土速度及其分類學(xué)特征的影響。主要研究結(jié)果如下： (1)三種成土模型方法對外界環(huán)境條件的變化較為敏感。質(zhì)量平衡法估算出的紫色土成土速率為0.2115 keq ha-1a-1；PROFILE模型法估算成土速率為0.1815 keq ha-1a-1；Barth模型法估算成土速率為2409.75 t km-2a-1。三種模型方法在對蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組和沙溪廟組三種紫色母

4、巖成土速率的估算結(jié)果吻合程度較好，而在對自流井組和夾關(guān)組紫色母質(zhì)的估算過程中出現(xiàn)了一定的差異，這是由于研究區(qū)樣點的選擇與母巖的成土環(huán)境存在著較大的變異。PROFILE模型計算的土壤風(fēng)化成土速率存在很大的不確定性，只能用于土壤個體的研究，尚不具備大規(guī)模使用的條件。Barth模型法在估算時需結(jié)合各種土壤形成的條件和自然環(huán)境特征、生產(chǎn)力水平，同時需要進行較多的校正。質(zhì)量平衡法在估算成土速率時，受外界環(huán)境條件的變化影響較小，在四川盆地溫暖潮濕條

5、件下較為適用。 (2)土壤性質(zhì)與成土母巖的元素組成關(guān)系緊密。三峽庫區(qū)土壤中K、Ca、Mg、Fe等元素分布均受母巖繼承性影響，母巖元素含量的差異導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分元素含量的差異。母巖元素平均含量順序為：Si>Al>Fe>K>Mg>Ca>Na，其中Fe、Ca、Mg、Na、K高于中國和世界元素背景值，而Al介于中國和世界元素背景值之間，Si的平均含量則低于背景值；灰?guī)r區(qū)上的土壤中，Ca、Mg、K元素最高，砂巖母質(zhì)區(qū)的土壤風(fēng)化素含量較低；而

6、碎屑巖類中，泥巖區(qū)土壤風(fēng)化元素相對較高，粉砂巖區(qū)土壤風(fēng)化元素含量介于泥巖與砂巖區(qū)之間；母巖的淋失強度為Ca>Mg>Al>Si>K>Fe>Na，Na元素的遷移程度小，是由于母巖中Na元素對土壤的不斷補充。因此以土壤中風(fēng)化元素含量為基礎(chǔ)計算的風(fēng)化指標，難以反映亞熱帶溫暖潮濕地區(qū)的成土風(fēng)化過程，常用的土壤分子硅鋁率和硅鐵鋁率也不能指示所有土壤的風(fēng)化成土作用程度，只適用于判斷風(fēng)化初期或成土作用早期。 (3)經(jīng)過客土翻耕后土壤Ca、Fe遷

7、移較大，物理結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致母巖風(fēng)化破碎和成土速度加快。土壤經(jīng)過覆土翻耕后，成土速率均得到提高。成土元素平均含量順序為：SiO2>Al2O3>Fe2O3>K2O>MgO>Na2O>CaO。與三峽庫區(qū)土壤背景值比較，其Ca含量明顯較低。這主要是由于土壤為侏羅系沙溪廟組和蓬萊鎮(zhèn)組巖層坡殘積物上發(fā)育而成，其淋濕程度較強。而Fe的含量經(jīng)過覆土翻耕后，其遷移程度較為明顯。這表明，客土后土壤物理性狀的改變主要導(dǎo)致鐵的淋溶流失加劇。同時，土壤淋溶系數(shù)與成

8、土速率有著較好的相關(guān)性。經(jīng)過客土后，土壤的密度和容重有一定程度的降低，孔隙度和吸水率較之客土前有所提高。沙溪廟母巖經(jīng)客土后其<5mm和<2mm的顆粒含量分別增加了5.70％和10.99％。而蓬萊鎮(zhèn)母巖則表現(xiàn)更為明顯，其

9、很好的保持，這對土壤水分的蒸發(fā)有著決定性的作用。因此我們可以看出，經(jīng)過人為擾動后，土層厚度增加，土壤的水熱條件得到改善，加速成土過程就是順理成章的了。 在發(fā)生學(xué)和診斷學(xué)兩大傳統(tǒng)土壤分類體系中，均沒有詳細的人為土描述。而對人為土的研究多是人為耕作、施肥、灌溉等措施對土壤性質(zhì)的影響。而隨著人為作用對土壤的影響越來越大，對如工業(yè)污染土、疏浚城市河道的沖填土等人為土的研究還很薄弱。因此十分有必要對人為土進行定義，以提高人為土的研究水平。