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(shí)間和人類活動(dòng)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(shí)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(gè)看似簡單而實(shí)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(zhǔn)確性大為提高。

2、但在模型估算時(shí)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(shí)需要進(jìn)行較多的校正。土壤中的基鹽陽離子消失和快速補(bǔ)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(jìn)行估算，選取一種適合紫色土成土過程的模型方法。同時(shí)通過田間試驗(yàn)，研究人為

3、擾動(dòng)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(dòng)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(diǎn)的選擇與母巖的成土環(huán)境存在著較大的變異。PROFILE模型計(jì)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(gè)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(shí)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(shí)需要進(jìn)行較多的校正。質(zhì)量平衡法在估算成土速率時(shí)，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?yàn)椋篠i>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(qiáng)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(bǔ)充。因此以土壤中風(fēng)化元素含量為基礎(chǔ)計(jì)算的風(fēng)化指標(biāo)，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?yàn)椋篠iO2>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(qiáng)。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(shí)，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(dòng)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(xì)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(jìn)行定義，以提高人為土的研究水平。