灰钙土是暖温带
荒漠草原区弱淋溶的干旱土,表层弱腐殖化,土壤有机质含量1-2.5%,15-30cm处为假菌丝状或斑点状的钙积层,剖面中下部还可出现
石膏淀积层与可溶盐淀积层。剖面构型与棕钙土近似,但干旱程度稍低,淋溶略强,且因多发育子黄土母质,
土层通常较深厚。灰钙土土类划分4个亚类,本区均有分布。灰钙土亚类具土类典型特征;淡灰钙土亚类较干旱,表土有机质含量\u003c1%;
草甸灰钙土亚类腐殖化作用强,底土有锈色斑纹;盐化灰钙土亚类盐分聚明显。
简介
灰钙土作为一个独立土类,是原苏联学者C.C.涅乌斯特鲁耶夫(Hеуструев)1980年在研究了中亚
锡尔河旧
奇姆肯特地方的土壤后首先提出的,认为是一种地带性土壤。
苏联学者A.B.罗扎诺夫总结了近50年
俄罗斯和原苏联土壤学家对
中亚地区所进行的土壤研究,于1951年出版了名著“中亚细亚灰钙土”。1957年夏他来中国参加
黄土高原综合考察工作,中苏土壤学者共同研究,确定在中国甘肃东部存在灰钙土。50年代后期,
中国科学院组织了对新疆的综合考察,并将新疆西部
伊犁哈萨克自治州谷地的地带性土壤定为灰钙土,认为其是原苏联北方灰钙土带向东延伸,故中国灰钙土分布不是连续的,它有东(即
甘肃省东部)、西(新疆伊犁谷地两个分布区,其间为
荒漠土壤所间断。
灰钙土地区年平均气温约6~9℃,≥10℃积温为2800~3100℃,年降水量200~300mm。但在
降水年内分配上,其东西两个分布区有明显的差异,东区主要集中于7~9月,这是季风气候特点;而西区一年中降水较均匀,仅春季稍高一些,其自然植被东区为
蒿属—多中草类与蒿属—
猪毛菜等群落;而西区为蒿属—短生植物(因春季降水较多)群落。灰钙土分布地区的地形为起伏的丘陵,以及由洪积—
冲积扇组成的河谷山前平原及河流高阶地等。成土母质以
黄土魟状物质为主。
概念定义
(一)灰钙土的中心概念
灰钙土一般认为是发育于暖温带
荒漠草原黄土母质上,腐殖质含量不高,但染色较深,土壤剖面为分化不甚明显的干旱型土壤。 (二)灰钙土的边界定义
1、它与棕钙土的区别:棕钙土为
温带荒漠草原的地带性土壤,棕钙土地带平均温度及积温均较低,冬季寒冷,但草原成土过程仍清晰可见,即具有CaCO3聚集及
腐殖质积聚过程。
2、它与
荒漠土壤的区别:灰钙土为荒漠草原性土壤,其表层具有明显的淡色腐殖质层而缺乏荒漠化的表层。
成土环境
1.淋溶表聚交替进行。漠土的形成是在蒸发量大于降水量的情况下发生的,形成溶性物质的表聚作用,但由于灌水,既满足了作物生长发育需要的水分,也不断形成物质向下淋溶现象。如
碳酸钙,可溶盐类有淋移趋势,脱盐淡化明显;粘粒也有随水下移的情况。
2.灰钙土分布区的地貌以黄土丘陵与河谷高阶地为主,部分为低山,
鄂尔多斯高原西部多为
缓坡低丘。地下水位一般很深。成土母质以
黄土魟及次生黄土为主,部分为洪积冲积物质。植被为干旱草原,以多年生旱生禾草,强旱生小半灌木及耐旱
蒿属为主,植物种类随
降水不同而有差异。
形成过程
1、弱
腐殖质积累过程:由于灰钙土是
荒漠草原的地带性土壤,地面植被以
半灌木蒿属植物为主,其腐殖质积累过程已明显减弱。但由于其具有季节淋溶及黄土母质特点,其腐殖质染色较深,腐殖质层扩散而不集中,一般可达50~70cm。
2、CaCO3在土体中的移动与聚积:灰钙土的水分状况比较干旱,在西部地区的降水分布比较均匀,加以黄土母质的特点,所以CaCO3在剖面中分布曲线表现平缓,一般在剖面30~50cm处能观察到假菌丝状的CaCO3聚积。
3、剖面形态:灰钙土特点为剖面发育微弱,但仍可
见结皮层、
腐殖质层、钙积层及母质层等。灰钙土典型剖面如图。
理化性质
灰钙土的原生漠土中,常累积大量
生石灰、
石膏和可溶盐。垦殖灌耕种植后,年灌水400-800立方米,从而根本改变了原来土壤水分状况和物质迁移方向。原来漠土的含水量一般50克每千克左右,发展成灌漠土时,含水量可增至150-200克每千克,下层含水量高于上层。全剖面
碳酸钙含量差异不明显,碳酸钙、粘粒有下移趋势,耕作层中脱盐也明显。
灌漠土颗粒组成中,\u003c0.002毫米的粘粒含量一般为11%-31%,
粉砂含量14%-52%,2-0.02的砂粒含量25%-72%。灰钙土
腐殖质层平均厚度26.4厘米,有机质平均含量为10.9克每千克。分布于低山区的灰钙土,有机质含量可高达30克每千克左右。
因气候干旱,腐殖质积累不多,
腐植酸占有机碳的百分数不超过45%,
胡敏酸与
富里酸的比值多为0.7-1.0,小于栗钙上,而大于黄绵土。这两组腐殖酸均以活性较高的钙结合腐殖酸居多,据光密度测定,胡敏酸的分子较简单。灰钙土富含
碳酸钙,全剖面碳酸钙含量一般为100-200克每千克;钙积层的含量更高,多达150-250克每千克。
兰州市一带的灰钙土,在钙积层或钙积层以下,有
石膏淀积,石膏含量20克每千克左右。部分灰钙土在钙积层或钙积层之下,还含有较多的可溶盐分,全盐量大于3克每千克,甚至有的大于10克每千克。灰钙土呈碱性,pH8-9,阳离子交换量不高,表层一般为7-11me/100g,向下降低。灰钙土的
化学组成在剖面层间无明显变化,虽然硅、铁、铝率各地有一定差异,但仍比较一致,粘粒的硅、铁、铝率均在3左右。粘粒矿物以
水云母占优势,其次有
高岭石,
绿泥石,极少量
石英表明灰钙土的化学风化甚弱。
形态特征
灰钙土的全剖面颜色、质地、结构均较均一,但也出现表
土层有砂,粘、壤土覆盖,还有夹层型,如腰砂、腰粘、夹砾等土层变化,这些均是
冲积扇末端交互沉积所形成。灰钙土的剖面可分为
腐殖质层,钙积层及母质层三个发生层段。腐殖质层厚度平均为26.4厘米,呈灰黄棕色或淡灰棕色,亮度值较高。块状或碎块状结构,少数粒状结构,植物根系较多。
地表常有2-3厘米厚的土质结皮,色泽灰暗,有较多的海绵状孔隙。钙积层位于腐殖质层之下,平均出现部位在31.7厘米左右,平均厚度为39.1厘米。土壤侵蚀较重地段,腐殖质层厚度减小,钙积层部位升高,甚至接近地面。部分平坦地段,钙积层可在地面下50厘米或80厘米的部位出现。钙积层比
腐殖质层及母质层紧实,块状结构,植物根系很少,在结构面或孔壁可见到白色假菌丝状或斑块状石灰质新生体,有时还有少景雏形砂姜。母质层因母质类型不同,形态各异。黄土母质的比较疏松,有时可见少量的盐结晶。洪冲积母质的则呈不同粒级的洪积冲积物叠加出现。
基本性状
1、剖面构型:典型剖面构型为Al-Ah-ABk-C或Al-Ah-Bk-Cy等。
2、有机质含量、腐殖质组成,pH及CaCO3:灰钙土有机质含量在9~25g/kg之间,因亚类不同而具有较大差异。
腐殖质组成特点是H/F<1,这点显著区别与棕钙土与栗钙土,pH值在8.5~9.5之间。
盐基饱和,但阳离子交换量一般不高,表层杂5~11cmol/kg之间。CaCO3含量为120~250g/kg。
3、机械组成分析:因地区不同有较大差异,新疆地区的灰钙土质地一般较细,多为粘壤与中壤,东部地区(
甘肃省)的灰钙土质地较粗,多为沙壤土和轻壤土。粘粒含量一般在80~120g/kg之间,粘粒累积最多的
土层同钙积层基本一致。
4、
化学及矿物分析:灰钙土的全量化学分析表明,矿物成分在剖面
中国移动通信集团不明显,同母质比较,只是钙、钠、钾有轻微移动,硅、铁、铝则比较稳定,但因其它元素的淋失,有相对积累的趋势,剖面上部铁、铝的含量稍高于下部,粘粒的SiO2/R2
臭氧=2.8~3.2,粘土矿物以
水云母为主,夹有少量
蒙脱石、
绿泥石、
蛭石与高岭石,表明土体的风化程度较低。
亚类划分
根据主要成土过程表现程度及有关附加过程的影响,灰钙土划分为三个亚类,即普通灰钙土、淡灰钙土与
草甸灰钙土。
普通灰钙土亚类为灰钙土的典型代表,其表层有机质含量一般在11~20g/kg之间,
腐殖质染色层厚达50~70cm,由普通灰钙土亚类向淡灰钙土亚类过渡,由于气候逐渐变干旱,有机质的积累也逐渐削弱,使淡灰钙土亚类表层有机质含量一般不超过10g/kg,腐殖质
染色体厚度也灰钙土亚类薄,约为40~60cm;草甸灰钙土亚类表层有机质含量变动于11~16g/kg,腐殖质染色层厚度大雨60cm;它一般同时伴随有盐化现象。
由于灰钙土分布地区范围广,东、西区灰钙土性状也有差异。例如钙积层
生石灰含量
兰州市地区灰钙土比新疆地区的灰钙土要稍高;兰州地区灰钙土中
石膏积累作用不明显,新疆地区的灰钙土在剖面底层通常出现晶簇状或纤维状石膏,含量可达60g/kg上下;兰州地区的灰钙土一般无盐渍化现象,即令有,那也是局部的,以
碳酸氢盐为主,新疆地区灰钙土中易溶性盐含量较高,且以
硫酸盐为主,故在新疆地方土壤分类中,灰钙土中增加了盐化灰钙土亚类。
利用与改良
灰钙土目前有三种利用方式:(1)作为天然放牧场。这在新疆
伊犁哈萨克自治州十分普遍,主要于春秋季节放牧用(以牧羊为主);(2)开垦为旱作农田,这在兰州地区常见。为保持水分和提高地温,
兰州市地区还创造有“沙田”的利用方式,即在土壤表层铺上
粗砂和小卵石或
砾石,以减少土壤表面蒸发,抵抗
风蚀和提高地温等,并有特殊的土壤耕作工具与耕作施肥制度。(3)在有水源条件地区开辟为灌溉农田。
用作天然牧场的灰钙土当前普遍存在的主要问题是放牧利用过度,从而引起土壤侵蚀和土壤退化,应适当限制载畜量。作为旱作农田的灰钙土主要种植
春小麦。由于
降水不足,一般产量不高,且极不稳定,有些已“退耕还牧”。作为灌溉农田的灰钙土虽然获得较高生产力,但由于长期连作,耕作粗放,导致土壤肥力降低,应当增加牧草及
豆科作物比重,合理轮作,增施肥料,精耕细作,以不断提高土壤肥力和
作物产量。
灌漠土地处
荒漠,生产脆弱而不稳定。生物覆盖率低,种类少,绝大部分为沙漠和草场,农耕地星散分布干
戈壁沙漠中的绿洲内,林带交错,沟渠纵横,灌溉发达。林带较好的如
临泽县的林木覆盖率14.25%,从全局看,保护性林业比重很小,必须提高林草比重,草灌先行,乔灌结合,草场面积较大,但农牧结合不足,畜粪厩肥甚少农用。灰钙土的灌溉农业发展较快,虽其面积较旱农地小,但在农业生产中占有重要地位,是当地的稳产高产田。除一般粮食作物外,
油料、瓜、果、
甜菜、
啤酒花及枸杞等特种经济作物均能生长良好。当前的主要限制因素是土壤肥力较低,部分地区因地下水位上升而招致土壤次生盐化。防治风沙危害,改进
灌溉制度,以及节约用水,也不容忽视。3搞好护田林带,林下种绿肥牧草,结合蓄水保,增高土壤水分涵蓄能力。通过增加地面覆盖度多接纳秋冬余水,贮水于土壤下层,使之成为有效的自然资源,同时地面植物产量增加,经农牧结合途径,形成良性能量物质转化,建成良性循环的综合农业体系。
参考资料
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