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实验教学大纲与指导书—土壤地理学课程实习指导书
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实验教学大纲与指导书—土壤地理学课程实习指导书
  发布时间:  信息员:张锦艳
福建农林大学
资源与环境学院
第一部分:土壤地理学课程实习&&&&&&&&&&&&&&&&&2
一、实习目的要求&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
二、实习的准备工作&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
三、主要实习内容&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2
四、土壤路线调查&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4
五、野外实习路线&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&5
六、实习总结报告内容&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7
七、实习工具和仪器&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&7
第二部分 附件&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
一、什么叫土壤剖面&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
二、土壤剖面的形成&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
三、土壤剖面构造类型&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9
四、剖面的挖掘&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&10
五、土壤剖面的观察与描述记载&&&&&&&&&&&&&&&&&&13
六、土壤标本的采集&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&28
七、土壤分布草图的绘制&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&31
土壤地理学课程实习
(实习计划两周)
一、实习目的要求:
土壤地理、地质地貌、资源环境的课程实习是本课程重要的教学环节,是加强实践教学的重要手段。通过两周的野外教学实习进一步验证巩固提高土壤学、地质学、土壤分类、土壤分布,成土条件(地貌、地质、水文、气候、植被、人类活动等),各类土壤形成特点,土壤剖面形态特征、肥力状况,利用改良措施等;掌握野外观察分析土壤环境条件,土壤剖面形态特征与观察描述记载的基本方法和实践技能;学会诊断土壤分类;了解土地退化的现状原因和防治对策;了解省情民情,增强生态环境意识,增强珍惜国土地,重视保护土壤资源和合理利用土壤资源的紧迫感和高度的责任感。
二、实习的准备工作:
&为使实习取得预期的效果,做好实习的一切准备是异常重要的。
&&& 指导教师的准备工作,主要是确定野外实习的地点,预查、制订实习计划(包括目的要求、日程安排、人员组织等)。收集与分析有关实习地区的资料和图件等。
三、主要的实习内容:
实习项目名称
实习单位地点
进行实习总动员,同时讲授如何进行实习:各项实习操作,实习内容,时间安排,人员组织,学生分组,注意事项,工具的领取,同时安排学生抽时间熟悉各项操作
要求学生明确此次实习的内容,实习的操作,为后面的野外实习做准备。实习单位地点:此项内容在室内完成
观看教学录像
《为了大地的丰收---沿海赤红壤区农业综合开发治理》、《闽北山区郊区型山垅田农业综合开发治理》、《武夷山植被》、《武夷山土壤垂直分布》、《盐碱土改良》等录像
增强国土意识和生态环境意识,重视保护土壤资源和合理利用土壤资源的紧迫感和责任感。
土壤剖面的挖掘和观察记载
挖掘土壤剖面;土壤层次的划分;进行观察记载;
掌握挖掘土壤剖面的方法,观察描述记载的一般方法
土壤样品的采集
土壤样品的采集
掌握采集土壤样品的方法,注意样品采集的典型性、代表性、可靠性。
土壤整段标本和纸盒标本的采集和制作
整段标本的采集方法,纸盒标本的制作
掌握整段标本的纸盒标本的采集和制作方法
福建和福州主要土壤类型的介绍
介绍福建和福州主要的土壤类型,进一步理解土壤的地方性分布。
掌握福州地区主要土壤类型的成土条件、主要成土过程、分布、土壤资源的利用改良等
农大校园主要土壤类型的介绍
介绍农大校园的主要土壤类型,进一步理解土壤的地方性分布
通过福州金山地区土壤形成因素和成土过程的观察分析,使学生进一步认识土壤形成因素学说的科学意义,进一步认识土壤成土因素彼此之间的相互联系及其对成土作用的综合作用和影响
中国主要土壤类型介绍
中国土壤的纬度地带性、经度地带性土壤分布
进一步熟悉并掌握我国主要土壤类型的分布、成土条件、成土过程、土壤形态特征、土壤肥力特点及利用改良等
武夷山实习
观察紫色土的母岩母质、成土条件、形成过程等;水稻土;武夷山土壤的垂直带谱;丹霞地貌的成因、形态等。
通过实习思考应如何实现资源与环境、资源与生态之间矛盾的统一;掌握紫色土、红壤、低产水稻土的利用和改良情况
四、土壤路线调查:
路线调查选线的原则和方法:
&&& 路线调查属于概查。由于土壤与成土因素之间的关系是统一的,因而选线通过各种成土因素的典型地段,就可以见到各种典型土壤类型。
山区土壤路线调查选线:首先要遵循垂直于等高线的原则,使选定路线从山下到山上,能经过不同海拔高度的各种植被、母质类型,以及通过不同的土壤垂直带;还应考虑山体的大小,注意丘陵、浅山、中山和深山之别,以及不同坡向、不同坡度及局部地形对土壤形成发育造成的差别。此外,山区选线最好从河谷起,这样还可看到河流水文、母质与地形等土壤形成的分布的影响。
平原区选线:平原区较山区土壤的变化要简单些,但平原区各种地貌类型、中、小地形的起伏变化、沉积母质类型的变异程度等对土壤发生与分布的影响都很重要。因此,平原区选线同样要遵循垂直于等高线的原则。选线要通过主要的地貌单元、地形部位、母质类型,以便能观察到更多的土壤类型,并掌握土壤有分布规律。如从滨海(滨湖)平原&冲积平原&山麓平原;从河漫滩&高阶地;从洼地&二坡地&岗地。能够观察到各种类型的土壤。
平原区选线还应注意其典型性,即选定的路线要通过实习地区最具有代表性的地貌类型、地形部位、母质类型的地段。如河流冲积平原要尽量选定在各阶地比较齐全而完整的地段,不应选择某几级阶地缺失,或被侵蚀切割成支离破碎的残存阶地地段。
农耕区选线要选定能代表当地主要耕地,不同农业利用类型的土壤调查路线。如通过路线应照顾到水稻田、旱田、特殊经济作物区、各种草场类型等。
路线调查选线的间距:假使通过路线调查要完成一定面积范围的土壤图,则选线的间距要根据不同比例尺的精度要求、成土条件和土壤类型的变化复杂性面定。如地势平坦开阔,土壤类型较单一,分布范围较广,则调查路线的间距可大些;相反,如果成土条件、土壤类型复杂多样,面积较小,图斑比较零碎,则调查路线的间距应适当小些。总之,要使调查路线能控制土壤类型分布规律,有利于调查后绘制完成土壤图为原则。
五、野外实习路线:
(一)福州附近低山丘陵平原区土壤的野外观察:
1、实习准备:观看有关录相、幻灯片、领取工具,学会地质罗盘仪使用。
2、观察金山附近地形地貌、母岩(母质)、水文、植被和农业利用方式特点,了解地形、母质、土壤的关系。
3、观察乌龙江河谷地貌、冲积母质上发育的新积土、草甸土、潮土、沼泽土的形成特征、肥力特点和利用改良。
4、观察稻田果园土壤的形态特征和利用改良,比较潮土果园与稻田果园的异同特征。
5、观察潴育水稻土、潜育水稻土的剖面形态特征及利用改良。
观察不同母岩上发育的红壤、红壤性土的形成特征及利用改良。
观察福州市郊菜园土(乌泥土)的培育过程和土壤形态特征、肥力特点。
(二)福州-鼓山观察福州盆地的成因、地貌特征和土壤组合规律
1、鼓山低山地貌成因、地貌特征的观察分析
2、福州盆地地貌特征、成因及土壤组合规律的观察分析
3、鼓山土壤垂直分布规律及土壤类型的观察
(1)观察山地草甸土的分布、成土条件、土壤形态特征及利用现状。
(2)观察黄壤的分布、成土条件、土壤形态特征及利用现状。
(3)观察黄红壤、红壤性土的分布、成土条件、土壤形态特征及利用现状。
(4)观察红壤的的分布、成土条件、土壤形态特征及利用现状。
(5)观察原阔叶林和针叶林成土作用特点及土壤形态特征和肥力状况的差异性和共同性。
(6)观察鼓山石蛋地貌特征、成因及石质土、粗骨土的分布特点、土壤特征和利用现状。
(7)观察鼓山裂隙水的形成特征,分布特点。
(8)观察高标准茶园的特征和培育技术。
4、观察鼓山镇土地开发利用的现状和问题。
(三)福州――长乐观察海岸地貌、滨海盐土和风沙土
1、观察马尾港(闽江口三角洲)的形成特征及新积土和沼泽土、草甸土的分布规律。
2、观察鹤上台地地貌特征及闪长花岗岩的球状风化特征、赤红壤特征和利用改良。
3、江田观察滨海风沙地貌特征及治沙方法和开发利用改良措施。
4、江田观察文武沙湾海岸地貌特征及滨海盐土的形成过程。
5、下沙观察滨海风沙土的形成特征、风沙土组成形态特点及利用改良现状(营造防护林带,种植柑桔,旱作等)。
观察滨海海洋动力作用和气候特点及盐渍沙滩的地貌特征及开发利用。
观察滨海平原的地貌景观与盐渍水稻土的土壤形态特征。
城门观察福州冲积平原土壤及开发利用方式和立体农业模式、高产土壤培育措施。
(四)福州――武夷山观察我省山地土壤类型及其分布规律
&地质地貌学内容:
1、观察福州至武夷山铁路两侧丘陵山地、闽江河谷流域、建溪河谷流域的地质地貌;河流与岩石性质、地质构造的关系,岩石类型的变化对地两岸地貌的影响,是否受断裂构造的控制。
2、实地考查九曲溪河谷地貌与地质构造的关系;
实地考查武夷山丹霞地貌、隐屏峰、玉女峰等独特景观的地质成因;
3、实地考查有&中国茶王&之称的武夷山大红袍生长的地质环境,包括岩石类型、岩石的风化程度、地下水与地表水环境,所处的地貌环境,包括沟谷大小、谷底宽窄与坡向、坡度、沟深、两侧斜坡的坡度、坡向(阴坡或阳坡,季风的大小吹向),大红袍生长在沟谷中的部位,其它植物在沟谷中的分布特征。
实地考查一线天、鹰嘴岩等独特景观的地质成因;
4、实地考查莲花峰周围地质地貌的特征,丹霞地貌与其它地貌的分界,控制这种地貌关系的地质因素。
5、通过4天的实习实地考查形成丹霞地貌的岩石类型和岩石特征,丹霞地貌周围其它地貌及其岩石类型和岩石特征,以及岩石性质对地表土壤类型的影响。
土壤地理学内容:
1、观察福州至武夷山铁路两侧的土壤、植被、农业资源开发利用的现状和土地退化的表现、危害、成因和防治现状;
2、考查九曲溪河谷盆地土壤的组合特征及各土类(紫色土、水稻土、红壤、潮土、新积土)土壤形态特征和开发利用现状;
考查原始成土过程的三个阶段在紫色岩上的表现;
3、实地考查有&中国茶王&之称的武夷山大红袍的独特生态环境;
4、实地查看土壤的地方性分布:其一,土壤的中域性分布规律的表现形式之一枝形;其二,土壤的微域性分布规律的表现形式之一的阶梯式分布(多见于丘陵地区,土壤垦殖时修筑梯田,并在不同部位采取不同的措施,形成不同的耕种土壤,这种分布形式多由枝形土壤组合经改造而来。)
考查紫色土的形成特征、肥力特点、剖面特征及其利用改良;实地考查闽西北山区中低产田的类型、低产原因及其改良利用的现状,并进行土壤剖面的挖掘、描述和记载
5、通过前4天实习考查武夷山市农业自然资源环境特点和生态环境建设经验、农业和农村经济的特点;考查福建闽西北山区自然资源的比较优势与农业和农村经济发展的差异,思考如何发挥区域自然资源优势搞好特色农业发展经济;
六、实习总结报告内容:
  实习报告总共分三部分,第一部分是对两周(校内和校外各一周)的实习情况作一个总结汇报。第二部分是针对校外一周任选一方向作专题论述。第三部分则是通过实习自己在思想、生活、学习等各方面的心得体会。
(一)、实习情况概述;
(二)、专题论述(任选一感兴趣的题目进行阐述):
1、思考福建沿海地区与内陆山区在农业生产上的差异、自然资源的比较优势与农业发展战略;
2、当今我省土地退化的表现、危害、原因与防治对策;
3、思考坡地红黄壤形成特点、成土条件、土壤形成过程、土壤剖面形态特征和理化性质,并对其适宜利用方向,土壤限制因素的改良;
4、考查福建闽西北山区自然资源的比较优势与农业和农村经济发展的差异,思考如何发挥区域自然资源优势搞好特色农业发展经济;
5、考查紫色土的成土条件、土壤形成过程、土壤属性、农业利用的适宜性和限制性及如何进行改良利用;
6、与全国相比,福建省自然资源和农业生产的优劣,我省农业和农村经济的发展思路。
7、如何充分把握武夷山获世界自然景观和文化双遗产名录这一历史机遇,来实现农业和社会可持续发展,为建设海峡西岸经济区作贡献。
(三)、通过实习,你有哪些收获和体会(政治思想、业务学习和实践技能、生活作风、专业思想及对福建省省情的认识、社会的了解等)。
七、实习工具和仪器:
地质罗盘仪           
放大镜             
工兵铲&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
硬度计&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
望眼镜&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
土壤比色卡&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
剖面刀&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
塑料皮尺&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
标本盒&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
10、地质背包&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
12、实习日记表
13、标签纸
14、军用水壶
15、塑料桶
4、生活用品
一、什么叫土壤剖面
由地表向下的三维纵断面称为土壤剖面。土壤剖面上划出一些相互联系又一般平行于地表的层次,叫土层(发生层),每层都具有一定的外部形态特征。土壤剖面的形态特征是土壤形成的一面镜子,也是土壤特性的综合反映,因此,各类土壤可根据土壤剖面形态特征的总体加以相互区分。
二、土壤剖面的形成
  土壤剖面是原来的成土母质在成土因素影响下产生分化作用的结果,其主要形成因素是物质与能量(水、热、气)的垂直流(下行和上行垂直流及其循环)和生物有机体(植物根系、微生物土壤动物)活动的垂直分布。这些因素的影响下,成土母质中的矿物和后来加入的有机物质在量、质和速度上发生各种不同变化,并通过淋溶和淀积作用,以及其他成土作用分化形成一些不同的层次,称为发生层,每一种成土类型有其特征的发生层的组合,从而形成了各种土壤剖面。
三、土壤剖面构造类型
根据土壤剖面发生层的特征,可以分为简单剖面和复杂剖面两大类 。
1.简单剖面:
1)原始剖面:剖面上部只有很薄的A层或AC层,下面即为母质层C。又叫AC剖面,如石质土,黑色石灰土等。
2)弱分异剖面:剖面层次分异不明显,A、B、C各层之间无明显界线。如发育于冲积母质上的潮土,黄土性土壤黄绵土等。
3)正常剖面:最常见的一种剖面构型,具有代表该土壤形成过程的完整发生层,而且土层厚度正常。
4)侏儒剖面:土壤发生层完整,但每一土层的厚度甚薄,仅数厘米。见于陡坡、高山带,荒漠带,或形成于紧实块状结晶岩之上,如欧洲的高山侏儒灰壤(nano podzols),某些棕漠土等。
5)巨型剖面(giant profile):是湿润热带气候条件下高度风化形成的超深厚剖面,厚度可达数米至十余米。
6)侵蚀剖面:土壤剖面上部被侵蚀掉,又叫截头剖面,只残存部分A层者为弱度侵蚀剖面,缺A层和残存部分B层者为中度侵蚀剖面,缺A、B层者为强度侵蚀剖面。
2.复杂剖面:
1)异源母质剖面:土壤剖面上部土层的成土物质与底部基岩或母质的物质组成不一致的剖面。
2)埋藏剖面:由于后来物质的覆盖,在土壤剖面的一定深度中出现一个或一个以上埋藏层或埋藏剖面的剖面。
3)多元发生剖面:土壤剖面中有二个以上由于生物气候条件演替而形成的,反映土壤不同发育历史和环境条件的特征性发生层。
&&&&&&&&& 如:北方曾有过高温高湿的气候,出现棕壤&古红土
4)堆叠剖面:原来的土壤剖面上多次被沉积物质覆盖,或者由于大量施用泥肥、土粪或进行淤灌等使土壤表层或耕层不断垫高。
&&&&&&&&&& 如:塿土:不断施用土粪经长年累月而形成的
5)翻动剖面:剖面表土层以下的土层经人为翻动到地表。
6)人造剖面:在采矿、兴修水利等活动后,将混杂的土壤物质堆积或填回而形成的剖面。
&&& 由此可见,土壤剖面构造反映了土壤的发育程度、土壤形成的特点以及土壤的形成演化过程。
四、剖面的挖掘:
1、土壤剖面按来源分为自然剖面、人工剖面两类:
自然剖面:由于人为活动而造成的土壤自然剖面,例如,兴修公路、铁路,工程或房屋建设,矿产开采,兴修水利,平整土地和取土烧砖瓦,以及河流冲刷、塌方等,均可形成土壤自然剖面。
自然剖面的优点是垂直比较深厚,可观察到各个发生土层和母质层,同时暴露范围比较宽广,可见到土层薄厚不等的各种土体构型的剖面,这就有利于选择典型剖面,比较不同类型土体构型的剖面,对分析研究土壤分类、土壤特性、土壤分布规律都比较有利。自然剖面的另一大优点是挖掘省工,只需挖去表面旧土就可进行观测。自然剖面的缺点是暴露在空气中较久,因受风吹日晒雨淋的影响,其剖面性态已发生了变化,不能代表当地土壤的真实情况,因而它只能起参考作用,不宜作主要剖面。但一些最新挖掘的自然剖面,则进行观测时,应加整修,以挖除表面的旧土,使其暴露出新鲜裂面。
人工剖面:这是根据土壤调查绘图的需要,人工挖掘而成的新鲜剖面,有的也叫土坑。
2、按剖面的用途和特性,又可分为主要剖面、检查(或对照)、定界剖面三种:
主要剖面:是为了全面研究土壤的发生学特征,从而确定土壤类型及其特性,而专门设置挖掘的土壤剖面。它应该是人工挖掘的新鲜剖面,从地表向下直接挖掘到母质层(或潜水面)出露为止。
检查剖面:这种剖面也叫对照剖面,是为了对照检查主要剖面所观察到的土壤性态特征是否有变异而设置的。它一方面可以丰富和补充修正主要剖面的不足,另一方面又可以帮助调查绘制者分土壤类型。检查剖面应比主要剖面数目多而挖掘深度浅,其深度只需要挖掘到主要剖面的诊断性土层为止,所挖土坑也应较主要剖面为小,目的在于检查是否与主要剖面相同。如果发现土壤剖面性状与主要剖面不同时,就应考虑另设主要剖面。
定界剖面:顾名思义是为了确定土壤分布界线而设置的,要求能确定土壤类型即可。一般可用土钻打孔,不必挖坑,但数量比检查剖面还要多。定界剖面只适用于大比例尺土壤图调查绘制中采用,中小比例尺土壤图调查绘制中使用很少。
3、主要剖面的选点:
正确地设置主要剖面点,不仅能提高土壤调查速度,而且有利于对土壤分类、土壤特性做出正确的判断,从而提高土壤调查的质量;如果主要剖面地点设置不当,则所观测到的资料没有代表性,对土壤分类、土壤特性就会做出片面甚至错误的判断,从而影响到土壤调查质量,贻误调查工作。
主要剖面点的选定,原则上每种土壤类型(或制图单元)在调查路线上至少要有一个剖面点。具体位置应设于具有代表性的地形部位上。若在地势、植被、母质呈相应变异的地区,还应按中地形不同部位分别设置剖面;在盐渍化地区,还应按小地形部位设置主要剖面;山区应按海拔高度、坡向、坡度、坡形、植被类型分别设置主要剖面;在农耕区应按不同的耕作方式分别设置主要剖面;农、林、牧交错地区,应按土地利用的不同方式分别设置剖面。如要研究某种特定条件对土壤的影响,应按具体条件分别设置主要剖面,如为查明土壤垦殖演替规律,可在林地(或草地)、新垦地、久耕地分别设置主要剖面;研究灌溉等其他农业技术措施对土壤的影响时,可在灌区、非灌区或其他采土因素的组合下,均应设置主要剖面,至于设置多少,可根据调查绘制详略和每个主要剖面所代表的面积大小而定。
主要剖面点的具体位置,还应避开公路、铁路、坟地、村镇、水利工程、池塘、取土壕、砖瓦窑等受人为干扰活动影响较大的特殊地段,以使所设主要剖面点,真正成为当地代表性、典型性的土壤剖面。
选定好的土壤剖面点,应该预先标注在地形底图上,标注办法是只需用铅笔画一个圈点即可。
4、土壤剖面的挖掘;
当土壤剖面地点确定以后,一方面是精确确定它在地形图上的位置,另一方面用铁铣挖一个土坑,土坑的深度一般为1.0-1.5米,头部宽,可为0.7-1.0米,形成一个垂直的断面,即所谓&剖面&,以便于观察,尾部只要容纳一个人能上下工作即可,而且要形成一个逐级台阶式的形式,剖面的地面长度是2米,这种形式既可节省挖方量,也可便于工作。
挖掘剖面应注意以下几点:
(1)剖面的观察面要垂直,向阳,便于观察与摄影,只有在条件不允许的条件下,才可采用其它方向。
(2)挖掘出的表土和底土应分别堆放于土坑的两侧,不宜相混,以便在看完剖面后再分层填回,以免影响原来的土壤肥力。
(3)观察面的上方不宜堆土和走动,以免破坏表层结构,而影响剖面的观察结果。
(4)在垄作的农田进行剖面观察时,剖面的观察面就垂直垄作方向,以便能同时看到垄沟与垄背的表土变化和作物根系发育。
(5)土壤剖面看完后一定要将土坟回填好,否则将造成事故发生,如在旱地区会畜群安全;在水稻土区,田底软,要采取夹杂草类将土层下层踏实,以免春耕时拖拉机下陷或折断牛腿。
五、土壤剖面的观察与描述记载:
土壤剖面形态特征包括土体构型、各发生层次的颜色、质地、结构等,是野外鉴别和划分土壤类型的主要依据。因此,学习观察和正确描述记载剖面形态特征,是土壤野外调查的重要基本功。
(一) 剖面发生层次及构型的观测与划分:
土壤发生层次及其排列组合特征(剖面构型),是长期而相对稳定的成土作用的产物。由于各类土壤的成土条件,成土过程的差异,土壤发生层次及其剖面构型亦不相同。它是鉴别和划分土壤类型的重要形态特征之一。代表某土类或亚类成土条件、成土过程的土壤发生层次,可称之谓该类型的诊断土层。例如,寒温带针叶林成土条件下的灰化过程形成的灰化层,腐殖质淀积层,就是灰化土的诊断层;温带草甸草原植被条件下的腐殖质化和钙化过程形成的暗色腐殖质层和钙积层,就是草原土壤的诊断层。
1、剖面发生层次的划分
确定各发生层其方法是:先用小刀(或工兵铲)将所要观察的剖面修整削平,露出新土,然后根据颜色、质地、紧实度和结构等的综合表现将土壤在发育过程中形成的各个演化层次划出来。在观察过程中可先在远处观看,大致判明剖面中各层次的分界线,然后走进剖面(立于坑内),仔细观察,同时参看其他壁面,划分出自然层次[如果剖面中没有形成明显的发生层次(例如弱度发育的土壤),则按不同的情况与深度大致划分为若干层,分别观察每层的形态,按上述方法将层次划定],并用符号加以标记,分别量其深度,再逐渐观察记载各种形态特征。
2、不同土壤剖面层次划分:
2.1自然土壤剖面
自然土壤剖面一般可分为5个基本层次,即覆盖层、淋溶层、淀积层、母质层和基岩层。每个层次又可进行细分如下:
①覆盖层代号Ao(国际代号为O)。这一层为枯枝落叶所组成,在森林土壤中常见。厚度大的枯枝落叶层可再分为2个亚层:上部为基本未分解的,保持原形的枯枝落叶,代号Aoo;下部为已腐烂分解,难以分辨原形的有机残体,代号Ao。覆盖层中不属于土体本身,但对土壤腐殖质的形成,积累以及剖面的分化有重要作用。
②淋溶层代号A(国际代号为A)。这一层由于其中水溶性物质和粘粒有向下淋溶的趋势,故叫淋溶层。包括2个亚层:
其一:腐殖质层代号A1(国际代号A)。自然界中无Ao层的土壤,这一层就是表土层。植物根系、微生物最集中,有机质积累较多,故颜色深暗;腐殖质与矿质土粒密切结合,多具有良好的团粒或粒状结构,土体疏松,养分含量较高,是肥力性状最好的土层。
其二:灰化层代号A2(国际代号E)。这一层由于受到强烈的淋溶,不仅易溶盐类淋失,而且难溶物质如铁、铝以及粘粒也向下淋溶,使该层残留的是最难移动的石英,故颜色较浅,常为灰白色,质地较轻,养分贫乏,肥力性状最差。不同地带性土壤淋溶作用强弱不同。这一层森林土壤较明显,草原土壤和漠境土壤则无。
(3)淀积层 代号B(国际代号B)。位于A层之下,常淀积着由上层淋溶下来的粘粒和氧化铁、锰等物质,故质地较粘,颜色一般为棕色,较紧实,常具有大块状或柱状结构。
(4)母质层 代号C(国际代号C)。为岩石风化的残积物或各种再沉积的物质,未受成土作用的影响。
(5)基岩层 代号D(国际代号R)。是半风化或未风化的基岩。
&&& 由于自然条件和发育时间、程度的不同,土壤剖面可能不具有以上所有的土层,其组合情况也可能各不相同。例如,发育时间很短的土壤,剖面中只有A-C层,或A-AC-C层;坡麓地带的埋藏剖面可能出现A-B-A-B-C层的形式;受侵蚀的地区,表土冲失,产生B-BC-C层的剖面;只有发育时间很长,而又未受过干扰的土壤才有可能出现完整的Ao-A-B-C式的剖面。
&&&&&&&&&&&&&&&&& 图:自然土壤剖面发生层完整模式图
2.2农业土壤剖面
农业土壤剖面是在不同的自然土壤剖面上发育而来的,因此也是比较复杂的。在农业土壤中,旱地和水田由于长期利用方式、耕作、灌排措施和水分状况的不同,明显反映出不同的层次构造。
2.2.1旱地土壤的层次构造
①耕作层代号A。厚度一般20cm左右,是受耕作、施肥、灌溉等生产活动和地表生物、气候条件影响最强烈的土层,作物根系分布最多,含有机质较多,颜色较深,一般为灰棕色&暗棕色。有机质多的耕作层常有团粒或粒状结构;有机质少的耕作层往往是碎屑或碎块状结构。
②犁底层代号P。位于耕作层以下,厚度约10cm。由于长期受耕犁的压实及耕作层中的粘粒被降水和灌溉水携带至此层淀积的影响,故土层紧实,一般较耕作层粘重。结构呈片状。
③心土层代号B。位于犁底层或耕作层以下,厚度约为20-30cm。此层受上部土体压力而较紧实,受气候和地表植物生长的影响较弱,土壤温度和湿度的变化较小,通气透水性较差,微生物活动微弱,物质转化和移动都较缓慢,植物根系有少量分布。有机质含量极少,颜色较耕作层为浅,如土质粘则呈核状或棱柱状结构,土体较坚实。
④底土层代号C。位于心土层以下,一般在土表50-60cm以下的深度。受气候、作物和耕作措施的影响很小,但受降雨、灌溉、排水的水流影响仍然很大,一般把这一层称为母质层。
2.2.2水田土壤的层次构造
水田土壤由于长期种植水稻,受水浸渍,并经历频繁的水旱交替,水耕水耙和旱耕旱耙交替,形成了不同于旱地的剖面形态和层次构造。一般水田土壤可划分为水耕熟化层(或称耕作层)、犁底层、渗育层、水耕淀积层(或称潴育层、淀积层)、潜育层和母质层。但其代号应用比较混乱。
①水耕熟化层(耕作层)代号为W(也有用A、Aa)。淹水时,最表面1-2cm有一层薄薄的黄棕色氧化层,其他全部为还原层,排水落干后,沿根孔和裂隙淀积红棕色胶膜或锈纹、锈斑。
②犁底层代号为Ap2(或P、Ap)。厚约10-15cm,土层紧实致密,对水稻土的保水、保肥有重要作用。
③渗育层代号为Be(或W1)。具有棱块状结构,结构面有灰色胶膜,还可见有少量锈纹锈斑。
④水耕淀积层(或称潴育层、淀积层)代号为Bshg(也有用W)。其特征是铁、锰新生体呈斑点状或斑纹状,较为密集,土体呈棱柱状或棱块状结构,一般在蓝灰色土体的结构面上显现锈色胶膜。
⑤潜育层代号为Br(或G)。该层受地下水或层间积水影响,长期浸水,处于还原状况。其特征是土色以蓝灰色为主;土粒分散,结持力甚低,土体糊烂,亚铁反应十分显著。
3、对主要土壤发生层的修饰字母
根据各土层性状与成因的差异可进一步细分,在大写字母的右侧加一或两个英文小写字母做后缀表示,很少使用三个小写字母。如:Bt(粘化层)、Bk(钙积层)。
土层附加符号表示如下:
a:高分解有机质,搓合纤维含量不足整个土壤物质体积的1/6,该符号与O连用,如Oa。
b:矿质土壤中被埋藏的矿质土层,如Btb。
c:中心结核或硬质,团聚结核。主要指铁、铝、锰质结核,不包括硅质、石灰质或更加易溶性盐类所形成的结核,如Bck,Ccs。
e:半分解有机质。捻磨后平均纤维含量占体积的1/8&2/5。
f:指含有冰棱的永冻层(不包括&干冻层&)。
g:因氧化还原交替而形成的锈斑纹,如Bg、Btg、Cg。
h:有机质在矿质层中的聚积,如Ah、Bh。
i:低分解有机质,搓后的纤维含量占土壤体积的3/4或更多一点,不包括其他粗碎屑物及矿质层,或占土壤体积的2/5以上。
k:碳酸钙的聚积。
m:强度胶结的土层,根系只能从间隙中穿过,如Ckm。
n:交换性钠的聚积,如Btn。
p:耕作层。
p&:水耕层。
p&P:旱耕层。
q:硅因淀积而聚积,如Cqm。
r:风化基岩或松软基岩,可用铁锹挖掘,但根系不能穿插,与C连用成Cr。
s:有斑纹、胶膜和结核等铁锰新生体聚积,如Bs。
s&:铁淀积层。
s&P:锰淀积层。
t:粘粒淀积,如Bt。
v:网纹,指红白相间、富含铁,润时硬、干时极硬的网纹。
w:就地风化,有次生粘粒形成,游离氧化物释放,粒状、块状或棱柱状结构发育,如Bw。
x:脆盘特征,容重高,有脆性,如Btx。
y:石膏聚积,如Cy、By。
z:易溶盐积,如Az。
此外,在一层土层中可续分出几个亚层,以阿拉伯数字作为后缀表示,如Bt1&Bt2&Btk1&Btk2,当岩性不连续时,则以阿拉伯数字为前缀表示,如Ap&E&Bt1&2Bt2&2Bt3&2BC。
4、土层划分之后,采用连续读数,用钢卷尺从地表往下量取各层深度,单位为厘米,将量得的深度记入剖面记载表。
最后可将土体构型画成剖面形态素描图。
(二)各发生层次的性态观测与描述记载:
按剖面记录表所列项目,分层进行描述与记载。
1、土壤颜色:土壤颜色(soil colour)是土壤最重要的形态特征之一。根据土壤颜色的变化可作为判断和研究成土条件、成土过程、肥力特征和演变的依据。土壤颜色也是土壤分类和命名的依据之一。世界上许多土类用颜色来命名,如红壤、黄壤、黑钙土、栗钙土等。
1.1土壤颜色与土壤的化学组成与矿物组成的关系
土壤颜色主要决定于土壤的化学组成与矿物组成,它既反映土壤物质的组成和变化,又是成土过程的结果和外在表现。影响土壤颜色的主要因素有:有机质、矿物质、水分、质地和生物活动等。
土壤黑色的深浅一般与腐殖质含量呈正相关。土壤腐殖质含量在80&100克每千克以上,呈深黑色:少于40&50克每千克时呈暗灰色。黑色一般是肥力高的标志,但也不是绝对的,有时土壤颜色虽然很暗,而腐殖质含量却不高。例如,热带、亚热带的黑粘土,颜色很黑,但腐殖质却很少超过30克每千克。据研究,这是由于这些土壤中含有大量以蒙脱石为主的粘粒,表面积大,使腐殖质的染色效果很强。碱土中腐殖质高度分散,少量的腐殖质也能把土壤染成近于黑色。此外,某些硫化物(水陨硫铁矿FeS&H2O)、二氧化锰、磁铁矿、暗色原生矿物、铁质蒙脱石和木炭等都能使土壤呈黑色。土色的深浅与土壤湿度和质地也有关系。湿度大,土色深暗,反之则较浅。质地粗的土壤,只要少量有机质即可使土色变深,而质地细的土壤则需要较多的有机质,才能显示出同样的土色。在一般情况下,土壤剖面的颜色是自上而下逐渐变浅的。
土壤的白色主要同石英、高岭土、石灰和水溶性盐类这四个最广泛的组分有关。此外,某些原生矿物(如长石)也使土壤具有较浅的颜色。沼泽土所特有的蓝铁矿,在潮湿状态下具有特别雪白的颜色。石膏或硬石膏的细小晶体也使土壤具有白色。
红色,主要是赤铁矿或水化赤铁矿在土壤中聚积有关。富含氧化铁的土壤,排水越好红色越强。
黄色,是水化氧化铁首先是褐铁矿在土壤中聚积的结果。土壤中铁的硫酸盐在土壤改良过程中硫化物氧化形成的黄钾铁矾,呈鲜明的草黄色。
含有大量伊利石、云母类矿物和不同水化程度的氧化铁混合物的粘质土壤,其特点是呈棕色。棕色也是大多数土壤粘土矿物所具有的颜色。此外,红、黄、白和黑色以不同比例混合时,也形成棕色。因此,棕色是各种土类中分布最广泛的颜色。
紫色是游离态的锰氧化物含量高的证据。这是相当少见的现象,它同一定成土母质的特点有关。
纯蓝色在土壤中很少见到。这是北方某些沼泽土类潜育层的普通颜色,它同干燥状态下的蓝铁矿有关。但是,从蓝色派生的灰蓝色,在所有沼泽土或半沼泽中,却是一种广泛分布的颜色,它同一些含有亚铁的特殊矿物有关。
绿色、橄榄色出现在过度潮湿条件下形成的土壤中,这种土壤含有独特的带绿色的含铁高的粘土矿物,如绿高岭石(囊脱石)。
上述各种颜色在土壤中很少以单纯颜色出现,较常见的是过渡颜色和混合颜色,这是土壤物质的过渡组成或混合组成的反映。
1.2土壤颜色的测定:
测定土色一般用目力,因而有很大的主观性、任意性和异读性。为了解决这个问题,许多学者对颜色的标准化做了大量的工作。目前世界通用的是门赛尔(Munsell)颜色系列和门赛尔土壤比色卡,其命名是用色调(hue)、亮度(value)和彩度(chroma)的颜色三属性来表示的。
色调(色彩、色别):色调是指占优势的光谱色,它与占优势的光波长有关。共有10个基本色调(其符号用光谱色的缩写字母表示),其中5个是主要色调,即R(红)、Y(黄)、G(绿)、B(蓝)、P(紫)。5个是补充色调,即YR(黄红)、GY(绿黄)、BG(蓝绿)、PB(紫蓝)、RP(红紫)。再以2.5划分四个等级,如2.5YR、5YR、7.5YR、10YR等。
亮度(色值、明亮度):亮度是指土壤颜色的相对亮度,以无彩色(Nentral color)符号N作基准,把绝对黑(理想的黑色)作为0,把绝对白(理想的白色)作为10,灰色在0与10之间,这样,由0到10是逐渐变亮。
彩度(饱和度):彩度是指光谱色的相对纯度或强度,也就是一般所理解的浓淡程度。彩度愈高,颜色显得愈浓艳。从实质上讲,彩度表示某一颜色掺进白色的程度,例如红光和粉红光的波长是相同的,因而它们具有相同的色调,但是由于红光被白光冲淡后形成粉红光,其彩度就比红光低。
1.3土壤颜色一般的表示方法
颜色命名的顺序是色调&亮度&彩度,例如某一颜色的色调是5YR,亮度是5,彩度是6,则命名法就是5YR5/6,在亮度和彩度之间用一斜线分隔号,如果颜色在5YR5/6与5YR6/6之间则写成5YR5.5/6。
土壤颜色的比色,应在明亮光线下进行,但不宜在阳光下。土样应是新鲜而平的自然裂面,而不是用刀削平的平面。碎土样的颜色可能与自然土体外部的颜色差别很大,湿润土壤的颜色与干燥土壤的颜色也不,应分别加以测定,一般应描述湿润状态下的土壤颜色,土层若夹有斑杂的条纹或斑点,其大小多少和对比度,影响到土色进,亦应加以描述,如根据明显度(即按土体或斑纹之间颜色的明显程度)划分为:
(1)不明显:土体与斑纹的颜色很相近,常是同一的色值和彩度;
(2)清晰:相差几个色值和彩度;
(3)明显:不仅色值和彩度相差几个单位,而且具有不同的色调。
根据丰度,即按单位面积内斑纹所占面积的百分数,可分为:
(1)少(少于2%);
(2)中(2-20%);
(3)多(多于20%)。
根据大小:按斑块最长轴直径分为:
(1)细(&5毫米);
(2)中(5-15毫米);
(3)粗(&15毫米)。
2、土壤质地:野外鉴定土壤质地,一般用目视手测的简便方法,此法虽较粗放,但在野外条件下还是比较可行的。鉴定者经过长期摸练,也可达到基本鉴别质地类别的目的。
土壤质地的鉴别应注意&细土&部分的鉴定和描述,土壤质地的观测和鉴别标准见表1。
表1:土壤质地目、手测法标准(根据卡庆斯基分类)
目视或放大镜判别
干摸时状况
湿揉时特征
主要是砂粒,有石英、云母、角闪石等,粒散、疏松
指间有砂粒粗糙感,有沙沙声,放在手上会从指缝间自动流下
有砂感,无可塑性,不能搓成条、团或球状、片状
(砂质壤土)
主要为粉砂粒,砂粒含量较少,含极少部分粘粒
疏松,摸时指间有明显的砂感
在一定湿度,可搓成球,不易搓成土条,或勉强搓成土条,也一碰即碎
主要为粉砂,含粘粒较少,含较少砂和细砂粒
较疏松,干时成土块,但不坚硬,易碎指间有砂质感,无沙声
可搓成土条,但提起时即断
粘粒成分增加,砂粒减少
干时结成块,不易弄碎、手摸时有均质感不粗糙
可搓成细条,并可弯成环状,但有裂痕,压扁时有断裂
粘粒较中壤含量增加
增干时结成大块,坚硬,不易弄碎,均质有细感
可搓成细长条,并能弯成环状,无裂痕,或微有裂痕,压平时有大裂缝
主要为粘粒,砂粒极少
干时坚硬,棱角明显,极不易弄碎,表面有细腻感,有光泽或附有胶膜,细土可进入指纹内,不易擦净
有细腻感,可塑性强,可搓成任何形状,搓成细长条,变成环状而无裂痕
鉴定质地时,应一边观察,一边手摸,以了解在自然湿度下的质地触觉。然后和水少许,进行湿测,再按上表判定质地,定名,填入记载表。
砾质土壤质地描述,要在原有质地名称前冠以砾质字样,如多砾质砂土、少砾质砂土等。
1)少砾质即砾石含量1-5%;
2)中砾质即砾石含量5-10%;
3)多砾质即砾石含量10-30%。
砾石含量在30%以上的土壤属砾石土,则不再记载细粒部分质地名称而以轻重相区别,如:
1)轻砾石土即砾石含量30-50%;
2)中砾石土即砾石含量50-70%;
3)重砾石土即砾石含量﹥70%。
3、土壤结构:在自然条件下,土壤被手或其他取土工具轻触而自然菜碎成的形状,即土壤的结构体。
土壤结构主要是按形态和大小来划分。在野外常见的主要有图3~6所示的几种,即粒状、核状、棱柱状、片状、块状等。
联合国粮农组织的《土壤剖面描述准则》中,对土壤结构按级、类、型等单位来划分,同时辅之以大小范围(mm)。
1)级:指团聚体的程度,表达团聚体内粘结力之间的差异,以及团聚体之间的不同粘附能力。这种特性随土壤含水量的多少而不同。共划分为4 级:
0--无结构即见不到团聚体,或没有明确的依次排列的微弱自然线条。若有粘结便是大块状,若无粘结便是单粒;
1--弱结构即能观察到不明显土体特性的团能程度,扰动则崩解成几个完整土体,这些土体往往与没有团取胜力的土粒混合在一起。还可细分为特弱级、中等弱级;
2--中等结构即已形成明显而良好的土体结构,中等耐久。在未振动土壤中表现不明显,扰动则崩解成行多明显而完整的土体、许多碎土体及少量非团取胜体的混合物;
3--强结构即具有明显而稳定的土壤自然结构体,粘附力差,抗位移,扰动则分散成碎块,从剖面移走时能保持完整土体,同时包括少数碎土体及无团聚土粒。再分为中强、很强级。
2)类和型:类用以描述团聚个体的平均大小;型用以描述结构体的形状见表2。
表2 土壤结构类与型描述术语
型(土体的形状与排列)
团聚体的直径(mm)
片状:一维(垂直方向)受限,小于其他两维。结构沿水平面排列,表面大部水平。
棱柱状:二维空间受限(水平),小于垂直方向沿垂直直轴排列,垂直面明显,顶点角尖。
块状,多面体状,或球状,三维空间同样大小,围绕一点排列
块状或多面体,具有平面或曲面,由周围结构体表面的模子所形成
球体或多面体,具有平面或曲面,与周围结构体的表面稍相密接或不密接。
表面平坦,多数顶端有锐角
表面圆而平,多数顶端为圆的
相对孔隙少的结构体
多孔隙结构体
极细或极薄
极细亚角棱块状
极细团粒状
中等亚角棱块状
中等团粒状
极粗或极厚
极粗亚角棱块状
4、松紧度:它是反映土壤物理性状的指标。目前测松紧度的方法、名词术语概念尚不统一。有的用坚实度,有的用硬度。坚实度指单位容积的土壤被压缩时所需要的压力,单位用公斤/立方厘米;硬度指土壤抵抗外压的阻力(抗压强度),单位用公斤/平方厘米表示。因此,松紧度应用特定仪器来测试。在没有仪器的情况下,可用采土工具(剖面刀、取土铲等)测定土壤的松紧度。其标准可概括如下:
1)极紧实:即用土钻或土铲等工具很难楔入土体,加较大的力也很难将其压缩,用力更大即行破碎。干时结民坚硬的块状,很难用手弄碎,块体外表呈光滑面,质地为粘土,往往形成棱块状、柱状等结构,多出现于土层中部,有时成硬盘层;湿时泥泞,可塑性强,泥团用刀切割会留下光滑面,粘着性强。
2)紧实:即土钻或土铲不易压入土体,加较大的力才能楔入,但不能楔入很深。干时也很紧实甚至坚硬,用手很难捏碎,加压力也难缩小其体积;湿时可塑性、粘着性较强,属粘土或粘壤质地。
3)稍紧实:即用土钻、土铲或削土刀较楔入土体,但楔入深度仍不大。干时较紧,但不坚硬,可以用手捏碎,形民一定形态的结构体,如团块结构。质地属壤土,湿时可塑性较差,用刀切割形不成光滑面,加压力会使体积缩小,但缩小程度不太大,用土钻取土能带出土壤。
4)疏松:即土钻、削土刀很容易楔入土体,而且楔入深度大,易散碎,加压力土体缩小较显著,湿时也呈松散状态。若含大量腐殖质,则形成团粒结构,土体易散碎,缺乏可塑性,透水性强。
5、孔隙:土壤剖面描述孔隙时,必须对孔隙的大小、多少和分布特点,进行仔细地观察和评定。
土壤孔隙的大小分级标准:
1)小孔隙:孔隙直径﹤1mm;
2)中孔隙:孔隙直径1~2mm;
3)大孔隙:孔隙直径在2~3mm。
土壤孔隙的多少,用单位面积上孔隙的数量业划分,一般可分为:
1)少量孔隙即孔隙间距约1.5-2cm,每10cm2有1&50个孔隙,或2.5 cm2面积上有1-3个孔隙。
2)中量孔隙即孔隙间距约1cm左右,10cm2面积上有51&200个孔隙:孔隙间距约1cm左右,10 cm2面积上有51&200个孔隙,或2.5 cm2内有4&14个孔隙。
3)多量孔隙即孔隙间距约0.5cm,10 cm2内有200个以上的孔隙,或2.5 cm2内有14个以上孔隙。
土壤孔隙的形状有:
1)海绵状即孔隙直径3-5mm,呈网纹状分布;
2)穴管孔即直径5-10mm,为动物活动或植物根系穿插而形成的孔洞;
3)蜂窝状即孔径﹥10mm,系昆虫等动物活动造成的孔隙,呈网眼状分布。
在观察孔隙时,对土壤中的裂隙也应加以描述。裂隙指结构体之间的裂缝,其大小可划分为:
1)小裂隙即裂缝宽度﹤3mm,多见于结构体较小的土层中。
2)中裂隙即裂缝宽度3&10mm,主要存在于柱状、棱柱状结构的土层中。
3)大裂隙即裂缝宽度﹥10mm,多见于柱状碱土的柱状结构层内;寒冷地区的冰冻裂缝也大于10mm。
6、动物穴及其填充物:土壤剖面层次中,往往有土壤动物活动形成的洞穴和填充物,它反映土壤形成特性,尤其是土壤松紧度和有机质含量状况,因而动物活动状况在一定意义上反映土壤肥力状况。例如蚯蚓活动频繁的土壤,有机质蚯蚓粪含量、土壤孔隙数量较多,土壤肥力也较高;草原土壤中,多啮类动物的洞穴和填充物。
描述土壤动物时,应记述动物的种类、多少、活动情况,以及动物在土层中的分布、动物洞穴、动物填充特征等。
7、土壤湿度:土壤湿度即土壤干、湿的程度。通过土壤湿度的观测,可以运用TDR仪测定土壤水分含量。不但可了解土壤的水分状况和墒情,而且有利于判断土壤颜色、松紧度、结构、物理机械性等,因此,在土壤剖面描述中必须观测土壤湿度。
在野外可以用速测方法测定土壤湿度,但通常只是用上睛和手来观察和触测,其标准可分为:干、润、湿润、潮湿、湿五级。
1)干:土样放在手掌中,感不到有凉意,无湿润感,捏之则散成面,吹时有尘土扬起。
2)稍润:土样放在手中有凉润感,但无湿印,吹气无尘土飞扬;手捏不成团,含水量约8&12%。
3)润:土样放在手中,有明显湿润感觉,手捏成团,扔之散碎。
4)潮:土样放在手中,有明显湿痕,能捏成团,扔之不碎,手压无水流出,土壤孔隙50%以上充水。
5)湿:土壤水分过饱和,手压能挤出水。
&&&&&&&&&&&&&& 表3:土壤湿度分级及含水量
湿度分级含水(%)
8、植物根系:植物根系的种类、多少和在土层中的分布状况,对成土过程和土壤性质有重要作用,因此,在土壤剖面的形态描述中,须观察描述植物根系。
植物根系的观察、描述,主要应分清根系的粗细和含量的多少,其标准可分为:
1)按植物根系的粗细分等:
(1)极细根即直径小于1mm,如草原土壤中的禾本科植物毛根。
(2)细根即直径1-2mm,如禾本科植物的须根。
(3)中根即直径2-5mm,如木本植物的细根。
(4)粗根即直径﹥5mm,如木本植物的粗根。
2)按植物根系的含量多少,可分三级描述:
(1)少根即土层内有少量根系有1&2 条条/ cm2根系。
(2)中量根即土层内有较多根系有5 条/cm2以上根系。
(3)多量根即土层内根系交织密布在10条/ cm2以上。
此外若某土层无根系,也应加以记载。
9、新生体:新生体不是成土母持中的原有物质,而是指土壤形成发育过程中所产生的物质。比较常见的新生体有石灰结核、石灰假菌丝体、石灰霜;盐霜、盐晶体、盐结皮;铁猛胶膜、铁锈斑纹、铁锰还原的青灰色或灰蓝色条纹及二氧化硅、铁锰硬盘、粘土硬盘等。
新生体的种类、形态及存在状态和成分,因土壤形成过程与环境条件而异。
描述新生体时,要指明是什么物质,存在形态、数量、分布状况及颜色等特征。
10、侵入体:指由于人为活动由外界加入土体中的物质,它不同于成土母质和成土过程中所产生的物质。常见的侵入体有砖瓦碎片、陶瓷片、灰烬、炭渣、焦土块、骨骼、贝壳、石器等。
观察侵入体,首先要辩别是人类活动加入土体的物质,还是土壤侵蚀再搬运沉积的物质。由于其来源的不同,可说明土壤形成发育所经历过程的差异。
对侵入体的观察和描述,不但要弄清是什么物质、数量多少、个体大小、分布特点,而且应探讨其成因,这样作有助于对成土过程的深入了解。
11、石灰反应:在野外观察土壤剖面时,应该用1:5的稀盐酸约测土壤碳酸钙的含量。测定方法是按划分的土层,分层采取一些新鲜土样,分别滴加稀盐酸数滴,根据滴加盐酸后所发生的泡沫反应强弱,判断碳酸钙含量的多少,一般分为无、弱、中、强四等,其判别标准列入表4。
12、土壤pH值:剖面观测中,速测土壤的pH值不但可帮助了解土壤的性质,而且可作为土壤野外命名的参考。
测定方法可采用简易速测法&&用混合指示剂比色法,或用pH广泛试纸速测法。即用蒸馏水浸提土壤溶液,滴加pH混合指示剂(或用pH值的大小,从而判断该土属于酸性、微酸性、中性、微碱性、碱性。其划分标准见表5。
表4:土壤碳酸盐含量的速测标准
无泡沫,也听不到吱吱响声
少量泡沫,发生缓慢,很快消失
泡沫明显而较强,延续时间短
泡沫强烈,似沸腾状,延续时间长
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 表5:土壤酸碱性划分标准
六、土壤标本的采集:
土壤标本主要包括剖面标本和分析样品两类。前者又可分为纸盒标本和整段标本;后者又可分为一般分析样品和农化分析样品。此外,根据土壤的诊断层次还可采集特殊层次的标本,如土壤结核及新生体的标本等。
(一) 土盒标本:
土盒标本主要用于拼图比土的标本,其典型者也可留作陈列标本。
在路线调查中,土盒标本只采集主要剖面和对照剖面。具体采集方法是按所划分的层次,分层采集。次序是从下层向上层选择各层的典型层段采集。采集时沿水平方向用削土刀削取,尽量保持土壤结构体的原状,不要弄碎。对某些特别疏松而散碎的层次,无法削取者可将其散碎土体按原样采集、装入盒中的相应层次。所削取土体以与标本盒的格子大小相等,刚能装入格内为宜,注意应将观察面剥离成土体的自然裂面,不要削成光滑面,或拍打压实。所有土层采集装盒完毕后,应按拟一内容逐项记载、填写卡片或标签。
(二)土壤剖面整段标本:
整段标本又分木盒整段标本与薄层整段标本。
1、木盒整段标本的采集:采集整段标本的木盒,其规格在小各国不一,荷兰国际土壤陈列馆采用的是:内径长、宽、厚为120&25&8cm;中国所用内径长、宽厚为100&20&8cm,为了减轻重量,后来改为100&20&5cm。
整段标本采制方法:先在已挖好的土壤剖面上,挖一个与整段标本木框的内径大小一样的立方土柱,土柱的左、右、前三面突露,后面暂不挖断,使与土体保持联结,雏形挖成后,应该用木框比划大小,然后用削土刀仔细削成与土框内径大小一致的土柱。切削中应注意防止土柱塌落。
土柱削好后,将标本木盒的上盖与下底取掉,把木框套入土柱,削去前面突出于木框外的土体,削平整后将盖子用螺丝钉固定于木框上,再从土柱两侧向里切削,取下剖面标本。取时用手扶住盒盖,向下仰放。然后,用刀削去高出木框的土体部分,并用剥刀将剖面挑成自然裂面,除去表面浮土,加盖并用螺丝钉固定,整段标本即采好。
2、土壤层整段标本的采集:在已挖好的土壤剖面上,象采集木盒整段标本那样先挖一个长方体土柱,其大小规格是100&17&8cm,然后将采土器套在土柱上,顶部空出3-5cm,采土器上端用螺丝杆拧紧固定。
用削土刀先在采土器下端(50cm 处,采土器长55cm)切一条缝,然后用刀或铁丝将土柱后边与剖面切开,再将采土器连同土柱平托到地面上,采土器在下,土体朝上。
用刀慢慢削去超出采土器的多余土体,如遇树根、草根可用植物剪或小手锯锯断,以防土层松动,直至使土体削平为止。
将已准备好的三合板或纤维板,涂上原汁乳胶(不加水),紧贴于削平的土面上。然后将采土器连同土壤和三合板翻身,使三合板平放于地面,土体和采土器粘在三合板上,松开螺帽,取下螺丝杆,将采土器折起,轻轻从土体上取下来。
将采土器反折起,放上三根螺丝杆,再将三合板连土一起轻轻平放在采土器的三根螺丝杆上,土面朝上,拧紧螺帽加以固定。这时螺杆与采土器边缘之高差(高度)约1cm。
用削土刀将多出的土体削平,再用小刀挑成自然裂面,用毛刷轻轻将浮土横向扫掉,再从采土器上取下来,用毛刷醮上稀释后的白乳胶、慢慢滴洒于土面,使其自然下渗。待胶水晾干后,薄层整段标本即采制成功。
在夏季高温晴天,约需3&4小时即可晒干,若野外来不及干透,可带回室内让其自然晾干,急需干透者,可用电吹风和红色外灯等通风加温,促使快速干燥。
按上述办法再采集薄层整段标本的下半段(即50-100cm之一段),使用时将上下两段标本拼接在一起。拼接方法:可在标本背面的三合板两边,加100cm 长的薄木窄条,用白乳胶粘结。最后再镶嵌边框(用木条或塑料),用塑料制字标出土壤名称,标本的一侧附挂土壤标本所在地自然景观彩色照片以及分布鞋主要成土因素等;另一侧列出该土壤标本的有关性状,如发生层次、pH、有机质、质地、结构等。
乳胶可单用聚酯醋酸乙烯,也可与聚乙烯醇溶胶掺合使用。掺水多少(浓度)视土壤渗透性大小而异,渗透性大的土壤,乳胶掺水应少些,反之应多些,一般胶与水之比控制在1﹕1.5&3.5之间。若采集时土壤过湿(如水稻土、沼泽土),应待其干后再加掺水乳胶。
(三)土壤分析样品的采集:
土壤分析样品是用来进行室内理、化分析用的土样。一般分两类:一类是土壤剖面分析样品;另一类是土壤农化分析样品,作为土壤地理学用的分析样品,主要是土壤剖面分析样品。
1、土壤剖面分析样品的采集:剖面样品采集应选具有典型性、代表性者采样,在野外实习过程中,如当时不易选定,则所设主要剖面都应该采样。带回室内后,再根据拼图,比土结果进行取舍。即选留带典型性、代表性的剖面样品,舍去不典型、无代表性的剖面样品。
剖面分析样品可按剖面形态观察中所划分的土层分层采样,也可按典型的发生层次采样,即过渡层不采样。具体采样部位应该放在层次的中心位置,从下层向上层按层次采样。每层采样约一公斤,所采土样分层、分袋装好,采样中应除去大的石子和明显的植物根系等杂物,并将采样按深度分层记入剖面记录表中。
土样采装好后,填写采土标签(一式三份:一份作存根备查,一份挂在土袋外的线绳上,一份折叠好装入土袋内)。然后将同一剖面各层土样的土袋拴在一起,以免搞乱,所采样品带回室内后,当天就要倒出风干,以免发生生物化学的变化。
2、农化样品的采样:结合生产任务的野外实习,往往也要采集土壤的农化分析样品,农化分析样品一般是采耕作土壤的耕作层(约20厘米)、采集前应根据土壤调查绘制图斑布点,一般一份农化样,不应少于10个样点,样点布设方式因地块形状而异,采用方格法、棋盘式、蛇形曲线法等几种布点方式。
地块呈长条形而又地力不均匀的,采用蛇形曲线布点方式;地块呈正方形而又面积不大者,采用方格布点方式;地块大而地力不均匀者,采用棋盘式布点方式。
每个样点采土深度,一般为20厘米,水田可按耕作层采样。
3、混合样品的选取与制备:将各样点所采的土样揉碎,并充分混匀,挑出石块、瓦片,残株遗根等混杂物,然后在塑料薄膜上摊成厚薄一致的圆形,按四分法取样,最后留取土样0.5-1公斤。
七、土壤分布草图的绘制:
野外实习中土壤图的调查绘制是必不可少的重要内容之一。由于调查时间较短,主要应以土壤垂直路线断面图及土壤中、小比例尺分布图为主要内容。
&&& 1、土壤地形断面图的绘制
地形断面图是以野外调查资料为基础,结合土壤路线分布图、地形图及其他环境条件(如植被、母质等)加以整理后绘制出来的典型分布图件。
野外作土壤断面图时,首先要选定典型地段,在山区最好是选用从河溪谷底到某一山峰的地段。地点选好后,到现场先用罗盘没定断面图的方位线,然后从河谷起,按中地形和相应的土壤类型,依既定方位分段量取距离、坡度、高度等数据,再将这些数据按特定比例尺(包括水平、垂直比例尺),缩绘成断面曲线草图。每量取一段数据,都要将相应地段的土壤名称填下去。
此外可将母质、植被或农作物也填注到相应地段。草图全部作完后,带回室内,再用方格纸作出正式的土壤断面图。
2、中、小比例尺土壤图的调查绘制
土壤路线分布草图是在野外勾绘而成的,在勾绘过程中必须要保证一定的精度。在路线调查中除了选线的一般原则外,路线间距是一个重要的问题。
调查绘制精度要求:土壤分布界线总是渐变的,边界之间存在逐渐过渡的特点,没有那一种土壤与另外一种土壤之间是截然分界的,只存在分界明显、比较明显和不明显的差异。
土壤图调查绘制中,土壤类型的划分主要根据剖面形态特征的差异。具体勾绘其分布界线可依据地形、植被、母质、人为活的等成土因素的不同组合特点而定。土壤界线变化明显的地区,土壤环境条件的变化也显著,反映土壤剖面形态上的差异对比也很清楚,土壤类型易于划分,分布界线亦容易勾绘;但是在土壤界线变化不明显的地区,则界线不易线,也不好划分。根据这种情况,土壤界线的调查绘制,规定有一定的允行误差范围、包括直线(分界线位移)允许误差、面积允许误差。土壤界线明显者,允许误差应小,界线不明显者,允许误差也较大。为保证土壤图的精度,凡实际面积相当于图上0.2cm2土壤类型图斑,都应当有所反映。
确定制图单元及其排列方式:确定制图单元首先应遵循我国土壤分类的单位系统。分类单位按土类、亚类、土属、土种、变种五级划分。土壤名称按1978年中国土壤分类命名,但该系统仅划分到亚类。根据野外实习目的、地区范围大小、比例尺的大小对基本制图单元要求的不同,有的则需反映到土属或土种。所以还应该进一步细分出土属或土种。现在一般采用多级别土壤分类单元为基础的土壤单元制图。在绘制1:1000000比例尺图时,采用土类、亚类两级高级单元,而在山区成土环境条件组合复杂的地区,也可只采用土类一级做制图单元。制图单元和分类单元级别可不一致,但要以分类单元为基础。在环境条件比较单一的平原地区,制图单元可能是某一级分类单元,所画的图斑可能是单一类型区;在成土因素条件复杂的地区,制图单元可能是某级两个或三个分类单元,所画图斑是复区、复域或复合。制图单元的排列影响到分类的系统性、规律性和图幅内容的清晰度。可按照地带性土壤~隐域性土壤~高山土壤~耕种土壤的顺序排列。各土类所属各级分类制图单元的排列,可采取土类名称之下列出亚类,然后再按土属、土种的方式排列。中小比例尺可以土类、亚类为主制定制图单元。除了上述土壤断面图、中、小比例尺制图以外,在生产实践中,大比例尺的土壤图详测也是非常重要的内容。其基本原理与中、小比例尺概测基本相同。两者的主要区别在于大比例尺图的制图单元采用基层分类单位(一般用土种、变种),制图精度要求比中、小比例尺更高。其调查绘制工作顺序,应是先在路线调查的基础上,确定详查方案,然后到野外进行实地调查绘制再通过拼图、比土绘制出土壤底图,最后进行整饰清绘。
3、拼图与土壤空间比较分析
将野外填绘的草图,先拼接起来,然后按照地理分布规律,从地形高处往低处,或从低处向高处,逐一审定土壤分布界线。
审定中要将土壤分界线两侧面纸盒标本全部摆出来,评比纸盒标本的分类是否正确、土壤分布界线是否与纸盒标本分类相符合,同时还要参照等高线等地形地物,对照纸盒标本,全面审定土壤分布界线。如果土壤分布界线与某些纸盒标本不相符合,就应该考虑修改土壤分界线;如果是个别纸盒标本分类定名不准确,则应修订纸盒标本的土壤定名,不能修改土壤分布界线。要应用这种方法将所有土壤图斑的分布界线,全部审查一遍。
为了使拼图、比土工作有条不紊,人员应有分工,一般应分为绘图组和纸盒标本组,两组要分工协作,并由一人主持工作,全面负责。已审定合格的图斑、界线要先划清楚,用彩色铅笔画上线条,以示已审定,便于检查,防止漏审某些较小的图斑。拚图、比土还要注意检查各幅连接之处的土壤分界线是否恰当地连接起来了。
审定土壤分布草图,还要检查、补充和修正土壤分类系统和制图单元是否正确,制图精度是否达到要求,土壤分布是否有规律等。至于图例符号,可利用原有草图的图例符号加以综合归并,也可以重新编制。对某些误差过大的土壤分布界线,还应该到现场去进行补充调查,不宜在室内勉强联接,更不应该用推理方法运河编造土壤分布界线。
4、土壤图的审核和整饰
1)审核:具体要求审查土壤分类和制图单元是否正确,土壤分布界线是否与地形底图所反映的地貌、水文、自然植被、土地利用方式等的分布规律相符,成土母质对分布规律有何影响,土壤图斑注图内容是否正确,剖面点位是否准确,注图符号是否准确,剖面点数量是否符合要求,图斑是否闭合,图例符号是否完整等。
2)土壤图的整饰:已定稿的土壤稿图,应设计制定统一的图例符号,配置好图面布设。确定图名,注明比例尺,排列好制图单元,写上制图时间,画好图廓。图例符号的设计,要力求清晰鲜明,美观大方,可采用彩色与符号相结合的办法。设色主要以反映土壤分布规律而又能代表土壤性质为原则。
例如,红壤系列的土壤,应以棕、红、赭红等色彩为主,灰化土应以淡灰色为宜,荒漠土壤以黄色为主,黑土、黑钙土以暗灰为主等。符号设计也是表达土壤分布的一种不可缺少的方法。符号有点、线两类,线状符号配合颜色表示次一有制图单元,使图面层次分明,如红壤用桔红色表示,暗红壤、黄红壤亚类可用不同的线状符号表示。点状符号表示特殊土类下的次一级制图单元,或线状符号表示。点状符号表示特殊土类下一步次一级制图单元,或表示面积很小、分布零星的篁土训类型,如荒漠土在黄色基础上,用点状符号表示次一经制图单元,盐碱土、沼泽土如果面积很小,自己不能单独成图斑时,也可用点位标出。
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