不同成土环境下玄武质火山碎屑物发育土壤的性质比较与分类

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:henauvic
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火山碎屑物发育土壤性质的演变具有独特的规律,不同土壤系统分类系统对其分类的诊断标准也有所不同。玄武岩质火山碎屑物母质主要由抗风化能力较弱的基性斜长石和辉石等矿物组成,是研究土壤发生发育的良好材料。本研究的土壤样品来自辽宁宽甸和内蒙古达里诺尔,通过对土壤样品的形态学特征、理化性状及矿物学组成进行深入研究,分析比较玄武质火山碎屑物发育土壤的发生学特性的演变规律,并按照不同土壤系统分类标准进行判定,比较分类结果。研究表明:(1)玄武质火山碎屑物发育土壤拥有以下共同特点:随着剖面加深火山碴砾体积增大,含量增多;土壤颜色随着剖面的加深呈现由深至浅的变化趋势;随风化程度增强,小石砾含量增加、大石砾含量降低;各剖面常量元素均以SiO2、Fe2O3、Al2O3为主要成分,碱土金属发生一定的淋失;随着剖面深度的加深,土壤pH(H2O)逐渐增大,有机碳含量逐渐降低,CEC7值下降,磷酸盐吸持量先增大后减小,在B层达到最大值;供试剖面土壤交换性盐基以Ca2+为主,其次为Mg2+,K+含量位于第三位,Na+量最少;各土壤剖面原生矿物以火山玻璃为主,且随着土壤发育程度的增强而逐渐减少,均含有石英、辉石、橄榄石和角闪石;石英在土壤中的含量随着土壤发育程度的增强逐渐增多;次生黏土矿物种类均包括伊利石、高岭石、埃洛石、水铝英石。(2)干旱气候区与湿润气候区相比较,湿润气候区火山碴砾含量较少且粒径较小,表现为大颗粒石砾和石块含量更少,小颗粒石砾含量更多;细土部分含量更多,且砂粒含量更少、粉粒和黏粒含量更多,土壤类型由砂土转化为以壤土为主;砂粒总体为次圆状-次棱角状,比干旱气候区更加光滑,且表面气孔数量减少、直径变小,受风化作用的颗粒更多,出现了氧化铁,且脱玻化形成的石英更多,分布更广泛;土壤结构相对成熟,黏着性和可塑性更强,土壤变为酸性,磷酸盐吸持量远高于干旱地区,盐基饱和度变低,土体中的碳酸钙基本被淋洗出去,游离氧化铁(Fed)高于干旱地区,说明受风化作用更强,发育程度高,无定形氧化铁(Feo)高于干旱地区,说明有机质含量增多,非晶形铁主要以铁-腐殖质络合物形态存在,而不是以水铁矿为主;Na、Ca、Mg、K的流失量增多,Si出现淋失现象,Fe、Al富集程度更高;风化淋溶系数(ba)值更低,化学蚀变(CIA)指数更高,处于风化中期,风化程度高于干旱地区;原生矿物火山玻璃含量减少,斜长石和辉石含量降低,在各层次出现石英且含量增加;黏土矿物中高岭石含量增多,出现少量的羟基铝蛭石,水铝英石含量增多,黏土矿物的含量及种类增加。总之,成土时间相近的玄武质火山碎屑物发育的土壤,湿润气候区的发育程度强于干旱气候区。(3)成土时间较短地区和较长地区相比较,成土时间较长地区火山碴砾含量极少,表现为基本不含石块,大颗粒石砾含量更少,小颗粒石砾含量更多;细土部分含量远多于成土时间较短地区,砂粒含量更少,粉粒与黏粒含量更多,尤其是黏粒部分,土壤类型由壤土转化为粉质黏壤土、粉质黏土、粉质壤土、黏土;砂粒为次圆状到次圆状-次棱角状,几乎无棱角,表面几乎无气孔,氧化铁含量多,脱玻化形成的石英含量丰富;土壤结构更加成熟,黏着性和可塑性更强,土壤酸性增强,磷酸盐吸持量降低,盐基饱和度升高,Fed高于成土时间较短地区,说明受风化作用更强,发育程度更高,Feo高于成土时间较短地区,说明有机质含量增多,该地区主要的非晶形铁是水铁矿,与成土时间较短地区不同;K、Ca、Na、Mg流失量更多,Si开始大量流失,土壤中的Fe、Al富集程度很高,且富集率趋于平稳;ba值更低,CIA指数更高,处于风化后期,风化程度高于成土时间较短地区;土壤中原生矿物火山玻璃含量减少,基本没有斜长石和辉石的存在,石英含量增加;黏土矿物中高岭石含量增多,羟基铝蛭石消失,出现云母和水铁矿,水铝英石含量减少,黏土矿物的含量及种类增加。总之,成土气候相近的玄武质火山碎屑物发育的土壤,成土时间较长地区的发育程度强于成土时间较短地区。(4)火山碎屑物发育的土壤,通过美国《土壤系统分类》(简称KST)、《世界土壤资源参比基础》(简称WRB)和《中国土壤系统分类检索(第三版)》(简称CST)三种不同的土壤系统分类标准检索,检索结果如下:干旱气候区土壤在KST、WRB和CST的检索下都不符合火山灰土标准;湿润气候区,成土时间相对较短的土壤在KST、WRB和CST的检索下都符合火山灰土标准,成土时间较长的土壤仅在WRB的检索下符合火山灰土标准。不同分类标准检索结果不同。鉴于在使用过程中发现CST检索中存在火山灰土的内容相对滞后、诊断标准语言表达不够简洁、附图存在不足、在实践应用中比较困难的问题,建议将现行的CST检索中关于火山灰特性的定量标准修订参照KST第12版进行修订。
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