内容正文:
本文主要介绍影响土壤颜色的因素、中国常见土壤颜色成因。
土壤对我们有多重要?
土壤,对我们熟悉而陌生。现在,随着城市化、工业化的发展,除了街边的绿化带、阳台的花草下,大多数人很少接触到土壤,进而对人类赖以生存和发展之本淡忘了、疏远了。不过,在我们内心中,依然记得华夏文明的字里行间里都记载着黄土地、黑土地、红土地……上的平凡的、不平凡的往事。
今天,依然立足于大地上,和其他绝大多数生物一样,我们离不开土壤。只是文明发展到今天,让社会分工愈发专业、细致,只保留了很少人在土地上生产粮棉丝麻油蔬肉等产品。
《牛津高阶英文词典》(第十版)中对土壤的解释很简洁:soil--the top layer of the earth in which plants,trees,etc. grow.意为可供植物、树木生长的地球表层。在土壤的表层和内部,是绝大多数地球生物的栖息地。正是从这个角度来看,土壤可以为人类提供最基本的衣食需求,且不可替代。
2
土壤为何有不同颜色?
颜色是土壤最明显的特征,土壤的颜色受其成分组成决定。虽然土壤颜色对土壤性状、应用的影响不大,但可以作为判断其他性质和状况提供线索。
一般来说,土壤由固相、液相、气相物质组成,所占体积比例分别为:约 50%、15-30%、15-35%。其中,气相、液相体积变化,此消彼长。
土地上的植被
·
气相,对应土壤中的空气,主要成分为氧气、氮气、二氧化碳等。若土壤孔隙度大,空气多,植物扎根深,有利于吸收水分、养分;若土壤板结,空气不足,根系短粗,根毛少,不利于吸收营养物质。
·
·
液相,对应土壤水分和土壤溶液,是根系吸收营养成分的媒介。
·
·
固相,对应土壤中矿物质、有机质,其中矿物质为土壤骨骼和养分的重要来源,占固相的 95%左右;有机质源于生命物质,其主要组成部分为腐殖质,一般占有机质总量的 50~70%。有机质可使土壤保持良好结构,且保持大量微生物,有利于保持肥力和水分。
·
土壤颜色的影响因素
影响土壤颜色的主要因素有:有机质含量、含水量、铁锰的氧化物及其含量。
有机质含量高,土壤颜色较深。这是由于有机质包裹着矿物质,使土壤颗粒本身颜色比较暗。因为腐殖质呈黑色和棕色,腐殖质含量极高呈现黑色;腐殖质含量少,土壤则呈现灰色或灰白色。比如,中国东北地区的黑土,“抓把土能攥出油”。
东北黑土土壤(来源:CFP)
含水量大,相对应的土壤颜色比较深。含水量并非直接影响土壤颜色:含水量影响空气含量,进而影响土壤里有机质的含量。水分还会影响铁锰氧化物的成分和含量。
矿物质的对土壤颜色的影响。不同水分条线下,土壤中的矿物质被氧化程度不同,令土壤呈现不同的颜色特征。铁的氧化物,在土壤里经常发生变化。潮湿且排水不佳中,氧化铁容易与水发生化学反应,转变为偏黄色的水化氧化铁,使土壤常显黄色。
湿润且排水条件较好的地区,铁的氧化物以高价的氧化铁为主,多呈现红色,如江南丘陵的红壤。干旱地区,方解石、水溶性盐类物质让土壤泛白。我国西北部的沙漠、荒漠和戈壁地区,土壤有机质含量低,且游离碳酸盐或盐分含量高,土壤颜色以白色和灰色为主。
插图 江西抚州红壤
不同地区的土壤颜色,成为区域独特的标识。如热带和亚热带偏向红色,温带地区以暗灰、棕色为主,干旱地区更偏向白色。
西北部的沙漠、荒漠和戈壁地区,土壤有机质含量低,游离碳酸盐或盐分含量高,土壤颜色以白色和灰色为主。
中部黄土高原,包括甘肃、宁夏、陕西、山西和河南西部等地,土壤颜色主要是黄色;
东北和青藏高原东部等较湿润的高寒地区,植被条件好,植物根系残体和凋落物日积月累,土壤有机质不易矿化且含量较高,土壤颜色较暗较黑。
南方土壤颜色偏红,尤其是江西、湖南和云南一些区域颜色最红。其土壤的母质经历较为快速的风化和淋溶后,土壤相对富含氧化铁、氧化铝,所以呈现红色。
东部地区的长江、淮河和黄河的下游以及鄱阳湖周围,地势低洼,排水不畅,母质多为河湖相沉积物,故土壤呈淡褐色,趋于灰青色。
3
我国常见土壤的成因
我国地域辽阔,自然地理环境地域差异显著。我国古代,一直存在着“社稷祭祀”的制度。以五色土建成的社稷坛包含着古代人对土地的崇拜,五种颜色的土壤,由全国各地纳贡交来,以表明“普天之下,莫非王土”之意。
3.1
紫色土的形成
紫色土在我国主要分布在四川盆地。它由侏罗纪、白垩纪紫色砂岩、泥岩时代形成的紫色或紫红色砂岩、页岩岩层上发育而成的土壤。紫色砂岩和页岩原本易风化,而湿热环境更有利于岩石风化和土壤形成。紫色砂页岩吸热快、放热快快,若昼夜温差大,物理风化显著,原本完整的岩体逐步被分解为碎屑。紫色砂页岩中的铁、硅、碳酸盐等复杂化合物,以较稳定的胶膜包裹在矿物质颗粒表面,削弱了化学风化,保留下了一些品质优良的黏土矿物。紫色土多分布在地形起伏明显的丘陵坡地,受水