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形成1米厚的土壤,大概需要18000 年!

瀏覽: 作者: 來(lái)源: 時(shí)間:2023-08-08 分類(lèi):行業(yè)資訊

土壤

是田野里不忍沾身的泥巴,
是地面上一文不值的塵土,
司空見(jiàn)慣、不值一提。

然而,就像空氣、水陽(yáng)光一樣,
土壤在維系人類(lèi)生存方面,
起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
除了能生長(cháng)農作物、提供食物,
土壤還有許許多多的“特異功能

它可以調蓄洪水,
一遍遍地上演“兵來(lái)將擋水來(lái)土掩”的戲碼;
它可以將能夠產(chǎn)生溫室氣體的碳
封存在自己體內,
成為陸地生態(tài)系統中最大的“碳富豪”;
它也可以作為土壤動(dòng)物、微生物
甚至人類(lèi)的棲身之所,
不信你看那一排排的陜北窯洞;
它還可以保存珍貴的文化遺產(chǎn),
任秦皇漢武、唐宗宋祖沉睡千年,
始終護其周全;

另外,有些土壤還是珍貴的旅游資源,
如云南土林、甘肅彩丘,吸睛無(wú)數。
甚至,它還可能是一味良藥,
不少地方都有食用黏土棒治療腸道疾病的傳統。

如若離開(kāi)土壤,
人類(lèi)文明將失去生機、難以為繼。
土壤學(xué)家常常將土壤比作地球的皮膚。
皮膚是人體的最大器官,
更是抵御外來(lái)傷害的首要屏障,
幾乎沒(méi)有人懷疑皮膚對于生命的重要性。
作為覆蓋在地球表面的一層松散物質(zhì),
土壤也像皮膚一樣維持著(zhù)陸地生命的存續。

20 世紀 60 年代,蘇聯(lián)土壤學(xué)家稱(chēng)土壤為土被;根據希臘語(yǔ)中“Geo(地球)”和“Derma(皮膚)”的含義,1967年創(chuàng )刊的國際土壤學(xué)會(huì )雜志被命名為《Geoderma》,至今仍是土壤學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典期刊。我國早在唐代就把土壤稱(chēng)為“地皮”。這一貼切的比喻,在世界范圍內得到了廣泛共識,形象地概括了土壤的主要功能與特點(diǎn)。


然而,要想深入地認識土壤,光靠比喻還不行。土壤的形成與分類(lèi)則是科學(xué)認識土壤的起點(diǎn)。
土壤的形成
土壤的形成主要源自地殼表層巖石的風(fēng)化。暴露在地表的風(fēng)化殼是土壤形成的物質(zhì)基礎,通過(guò)與周?chē)h(huán)境發(fā)生一系列復雜的物理、化學(xué)和生物反應,逐漸形成具有肥力特征的土壤。
19世紀末,俄羅斯土壤學(xué)家道庫恰耶夫創(chuàng )立土壤發(fā)生學(xué)說(shuō),指出土壤是母質(zhì)、氣候、生物、地形和時(shí)間五大成土因素的產(chǎn)物。成土母質(zhì)為土壤的發(fā)生發(fā)育提供最初的物質(zhì)來(lái)源,是構成土壤礦物質(zhì)、提供植物所需養分的物質(zhì)基礎。因此,土壤繼承了土壤母質(zhì)很多重要特征。
需要指出的是,巖石風(fēng)化并非成土母質(zhì)的唯一來(lái)源,無(wú)處不在的大氣降塵也可為土壤發(fā)育提供新鮮底物,甚至從根本上改變原本自上而下的成土模式和風(fēng)化速率。

氣候主要通過(guò)溫度和降水全面影響成土過(guò)程中的物理、化學(xué)和生物作用的強度和方向。生物(包括植物、動(dòng)物和微生物)在自身的生命活動(dòng)中與土壤之間發(fā)生著(zhù)物質(zhì)和能量交換,改變土壤結構和孔隙狀況。地形主要通過(guò)影響其他成土因素而發(fā)生作用,以及在重力作用下對地表的物質(zhì)和能量進(jìn)行再分配。

當然,任何因素對成土過(guò)程的影響都與時(shí)間有關(guān),作用程度隨時(shí)間的延長(cháng)而加強。除此之外,人類(lèi)活動(dòng)通過(guò)調節和改變其他成土因素來(lái)控制土壤的發(fā)育程度及方向,對土壤發(fā)生演化起著(zhù)不可忽視的作用,成為五大成土因素外最重要的影響因素。例如,水稻土就是長(cháng)期人為耕作活動(dòng)的結果。值得一提的是,由于環(huán)境的差異,五種成土因素的作用并不是均勻相等的,每種因素都可能成為成土過(guò)程的主導者。

土壤形成的速率則取決于土壤形成時(shí)的環(huán)境條件。一般來(lái)講,濕熱的環(huán)境更利于土壤的形成。不過(guò),即使在南極那種極端惡劣的冰雪環(huán)境中,也有一些地衣的著(zhù)生,進(jìn)行著(zhù)緩慢的原始成土過(guò)程。已知最快的土壤形成速率出現在新西蘭的南阿爾卑斯山,速率為2.5毫米/年,更多的土壤則是在如龜速般形成。


據估算,地球表面土壤的平均形成速率約為0.056毫米/年。也就是說(shuō),在不考慮土壤侵蝕的情況下,形成1米厚的土壤,大概需要18000 年。我們常見(jiàn)的土壤,其形成一般都在萬(wàn)年以上,因而有“千年龜萬(wàn)年土”的說(shuō)法。


土壤的分類(lèi)

物以類(lèi)聚,人以群分。


分類(lèi)是致力于發(fā)現、表征、命名、歸類(lèi)對象,以便理解其形成要素和它們之間的相互關(guān)系,其目的是鑒別和認識以及建立一個(gè)分類(lèi)對象的有序體系。通過(guò)土壤分類(lèi),人們不僅可以快速理解土壤的發(fā)生演化規律,還可以根據不同土壤類(lèi)型的特點(diǎn)因地制宜。

可以說(shuō),土壤分類(lèi)既是科學(xué)認識土壤的起點(diǎn),也是有效管理土壤資源、指導農業(yè)生產(chǎn)的重要工具。


我國疆域遼闊,土壤資源絕對量大、資源區域差異明顯、有著(zhù)豐富的土壤類(lèi)型。類(lèi)似于生物分類(lèi)學(xué)上的界、門(mén)、綱、目、科、屬、種,在我國現行的中國土壤系統分類(lèi)中,土壤學(xué)家將土壤劃分出14個(gè)土綱,39個(gè)亞綱,138個(gè)土類(lèi),588個(gè)亞類(lèi),土系的數量則不亞于美國的22000個(gè),充分說(shuō)明了土壤資源類(lèi)型之豐富和變異程度之大。

人為土最能體現“人土相依”這一樸素的自然哲學(xué)理念。在世界上很多地方,特別是在有悠久耕作歷史的地區,人為活動(dòng),包括人工搬運、耕作、施肥和灌溉等,強烈地改變了原有土壤的形成過(guò)程,土壤的形態(tài)和性質(zhì)也發(fā)生了重大改變,而那些原生土壤僅僅作為母土或埋藏土壤存在。

這類(lèi)受人為活動(dòng)深刻影響的土壤就叫做人為土。我國的農耕歷史悠久,人為改土、造土的規模和時(shí)間跨度世所罕見(jiàn),人為土在我國的分布十分廣泛。“稻花香里說(shuō)豐年,聽(tīng)取蛙聲一片”在我國南方魚(yú)米之鄉看到的大片稻田甚至自家菜園里的土壤,大部分都是人為土。


人為土的類(lèi)別與我國長(cháng)期的農耕歷史文化密切相連,是歷史時(shí)期人類(lèi)生產(chǎn)過(guò)程與自然成土過(guò)程綜合作用的結果。我們都知道五谷豐登寓意年景好、糧食豐收。其實(shí),五谷所需的生長(cháng)環(huán)境,如小麥長(cháng)在旱地,而水稻長(cháng)在水田,決定了人們改土、造土的方式,從而形成了水耕人為土和旱耕人為土兩大人為土。
水耕人為土主要指水稻土,多分布在多雨的江南地區。稻田常年處于周而復始的灌水-落干循環(huán)之中,導致土壤亦交替處于氧化-還原的狀態(tài),土壤中出現了明顯的水耕氧化還原層。積水條件導致土壤中積累了大量的有機質(zhì),但也將原有的很多物質(zhì)不同程度地淋失掉了。根據這種層次的性態(tài)差異及一些反映附加過(guò)程的特性,水耕人為土又可被進(jìn)一步分為簡(jiǎn)育、鐵聚、鐵滲和潛育人為土四種類(lèi)型。

旱耕人為土是區別于水耕人為土的另一大人為土類(lèi)型,多見(jiàn)于受雨量限制的北方地區。旱耕的方式隨地區變化極大,因而具有很強的區域性。在黃河流域,人們在培肥土壤的過(guò)程中,施用大量有機肥、家畜肥、人糞尿以及圈肥等各種肥料,并經(jīng)過(guò)堆墊等作用,在土壤表層形成了一層有機質(zhì)含量較高的熟化層。


在珠江流域,也有廣泛旱耕人為土造土過(guò)程,不過(guò)方式有所不同,人們將池塘中的淤泥堆墊成型,形成了具有地域特色的泥墊旱耕人為土??梢哉f(shuō),人為土就是人為創(chuàng )造或者加工出來(lái)的土壤。


不過(guò),正如“巧婦難為無(wú)米之炊”,天南地北的農民根據手上現有的物料和工具,使出各種絕活,又是鋤地又是堆肥泥墊等等,雖然殊途,但終究同歸,自家地里原本毫無(wú)生機的土壤脫胎換骨地換了模樣。人為土的編輯改造過(guò)程,是人們因地制宜、科學(xué)管理土壤的典范。