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土壤剖面是指從地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面,深度一般在兩米以內。土壤垂直斷面中土層(可包括母岩)序列的總和。通常由人工挖掘而成,供觀察和研究土壤形態特徵用。因修路、開礦或興修水利設施時顯露的土壤垂直斷面稱自然剖面。

1簡介

土壤剖面(圖1)

  土壤剖面(圖1)

土壤剖面指從地表到母質的垂直斷面。不同類型的土壤,具有不同形態的土壤剖面。土壤剖面可以表示土壤的外部特徵,包括土壤的若干發生層次、顏色、質地、結構、新生體等。在土壤形成過程中,由於物質的遷移和轉化,土壤分化成一系列組成、性質和形態各不相同的層次,稱為發生層。發生層的順序及變化情況,反映了土壤的形成過程及土壤性質。土壤剖面發生層一般分為:表土層(A層)、心土層(B層)和底土層(C層)。底土層中,還包括潛育層(G層)。表土層也叫腐殖質-淋溶層,是熟化土壤的耕作層;在森林覆蓋地區有枯枝落葉層。心土層也叫澱積層由承受表土淋溶下來的物質形成的。
底土層也叫母質層,是土壤中不受耕作影響,保持母質特點的一層。潛育層也叫「灰粘層」,是在潛水長期浸漬下經潛育化作用形成的土層,土色藍綠或青灰色,質地粘重,通氣不良,養分轉化慢。觀察和了解土壤剖面是認識土壤、分析鑒定土壤肥力,制定耕作措施的最重要方法之一。
從地面垂直向下至母質的土壤縱截面稱為土壤剖面。一般都表現出一定程度的水平層狀構造,在野外以其顏色、質地、結構及鬆緊度、新生體等區分。層狀結構為其最重要特徵,是土壤形成及其物質遷移、轉化和累積的表現。一般劃分3個最基本層次:①表土層(A層)。為有機質積聚層和物質淋溶層;②心土層(B層)。為淋溶物質澱積層;③底土層(C層)。又稱母質層。這3個基本層最早由俄國土壤學家道庫恰也夫命名,以後,人們根據每個基本層的性狀與發生學特點又進一步細分。

2構型

複雜剖面
1)異源母質剖面:土壤剖面上部土層的成土物質與底部基岩或母質組成不一致的剖面。
2)埋藏剖面:由於後來物質覆蓋,在土壤剖面的一定深度中出現一個或一個以上埋藏層或埋藏剖面的剖面。
3)堆疊剖面:原來的土壤剖面多次被沉積物質覆蓋,或由於大量使用泥肥、土糞等使土壤表層或耕層不斷墊高。
4)翻動剖面:剖面表土層以下的土層經人為翻動到地表。
5)人造剖面:在採礦、興修水利等活動后,將混雜的土壤物質堆積或填回而形成的剖面。

3種類

人工剖面
人工剖面:是根據土壤調查繪圖的需要,人工挖掘而成的新鮮剖而,有的也叫土坑。
檢查剖面
檢查剖面,也叫對照剖面,是為對照檢查主要剖面所觀察到的土壤形態特徵是否有變異而設置的。它一方面可豐富和補充修正主要剖面的不足,另一方面又可以幫助調查繪製者區分土壤類型。檢查剖面應比主要剖面數目多而挖掘深度淺,其深度只需要挖掘到主要剖面的診斷性土層為止,所挖土坑也應較主要剖面為小,目的在於檢查是否與主要剖面相同。如果發現土壤剖面性狀與主要剖面不同時,就應考慮另設主要剖面。
土壤剖面構造
土壤剖面構造:指土壤剖面從上到下不同土層的排列方式。一般情況下,這些土層在顏色、結構、緊實度和其他形態特徵上是不同的。各個土層的特徵是與該層的組成和性質一致的,是土壤內在性狀的外部表現,是在土壤長期發育過程中形成的。
物質的轉移作用
1.物質的轉移作用
淋溶作用和澱積作用密切聯繫,是物質轉移過程所導致的兩種結果。土壤水攜帶著溶解或懸浮的物質產生的移動,稱為物質的轉移作用。這種轉移作用分為物理性轉移和化學性轉移。
2.物理性轉移
礦物質與有機物質膠粒以及其他微粒,從A層到B層而沉澱下來,使B層質地相對變粘,乾燥時亦可發生裂隙。
3.化學性轉移
礦物在風化過程中產生的可溶性鹽類等,從A層隨著下滲水下移,或停積在B層或到達地下水層而流失。草原區域因易溶性鹽的聚積常生成石灰質和石膏質硬碟。溫帶森林區域含鐵鋁的有機和無機膠體可懸浮在滲漏水和毛管水中,從A層移動到B層,亦可形成鐵質硬碟。
4.潛育層
地下水位高而排水不良的地方,礦物在風化過程中產生的可溶性鹽類往往由剖面的下層,隨著毛管水的上升到達地面,形成鹽結皮,這種物質轉移的方向和一般情形相反。由於通氣不良,特別是在地下水位很高的情況下,B層的下段或C層的一部分,將因還原作用變為藍灰色或綠灰色,稱為潛育層或灰粘層或簡稱G層。
耕作土壤剖面的形成
人類生產活動和自然因素的綜合作用,使耕作土壤產生層次分化。典型的耕作土壤剖面層次,從上到下大體可以分為三層:表土層,心土層和底土層。

4形態特徵

土壤結構
土壤結構就是土壤固體顆粒的空間排列方式。自然界的土壤,往往不是以單粒狀態存在,而是形成大小不同,形態各異的團聚體,這些團聚體或顆粒就是各種土壤結構。根據土壤的結構形狀和大小可歸納為塊狀,核狀,柱狀,片狀,微團聚體及單粒結構等。
土壤的結構狀況對土壤的肥力高低,微生物的活動以及耕性等都有很大的影響。同時一些人為的活動將很大程度上破壞土壤的結構。如森林採伐后,由於重型機械的使用將導致土壤被壓實,土壤表層結構被破壞。
土壤濕度
土壤水分是植物生長所必需的土壤肥力因素。根據土壤水分含量,在野外將土壤濕度分為:干,潮,濕,重濕,極濕等。
侵入體
位於土體中,但不是土壤形成過程中聚積和產生的物體,稱為侵入體。侵入體有磚頭,瓦片,鐵器和磁器等。一般常見於耕作土壤中,是判斷人為經營活動對土壤層次影響所達到的深度,以及土層的來源等。

5分類

傳統上,按B.B.多庫恰耶夫的劃分,土壤剖面分為3個基本發生層,即A、B、C層。目前多分為O、A、E、B 、C、R等基本發生層。
O 層是森林土壤中由枯枝落葉形成的、未分解或有不同程度分解的有機物質層。
A 層是受生物氣候或人類活動影響形成的有機質積累和物質淋溶表層。有機質含量高,顏色較暗黑。
E 層是硅酸鹽粘粒、鐵鋁等物質明顯淋失的漂白淋溶層。
B 層是位於A層或(若有)E層之下,硅酸鹽粘粒、氧化鐵、氧化鋁、碳酸鹽、其他鹽類和腐殖質等物質聚積的澱積層。
C 層是位於B層或A層(在無B層時)之下的母質層。
R 層即基岩,或稱母岩。雖非土壤發生層,但卻是土壤剖面的重要組成部分,土壤形成的基礎。
A 層和B層合稱為土體層(solum)。反映母質層在成土過程影響下已發生深刻的或一定程度的變化,形成土壤剖面上部土層的特徵。
也有主張把長期為水分飽和的有機表層所形成泥炭層專門分為H層,以區別於無水分飽和情況下形成的森林土壤有機表層;把長期受地下水影響,導致土壤中鐵、錳化合物還原為低價鐵、錳而形成帶藍灰色的潛育層分為G層,也作為基本發生層。基本發生層按其發育上的差異可進一步劃分為若干亞層。例如O層可分為O1、O2、O3層;B層可分為B1、B2、B3、層等。在兩個基本發生層之間出現兼有兩者特徵的稱為過渡層,其符號為AB、BC等。若兩基本發生層犬牙交錯,則稱指間層,其符號為A/B、E/B等。
不同的土壤類型有其特徵性的土壤發生層組合,從而產生不同的土壤剖面構型。通常按A、E、B、C等土壤發生層的出現和序列(即剖面分異和發育階段)分為AC剖面、 ABC剖面、AEBC剖面、BC剖面等類型。也可按剖面分異發育狀況分為原始剖面、弱分異剖面、正常剖面、侵蝕剖面、異源母質剖面、多元發生剖面、翻動剖面等。
剖面還可按基本發生層在土壤形成上的分異進行細分,用小寫字母作為後綴表示該發生層的類型,例如Ah表示腐殖質表層,Bh表示腐殖質澱積層,Bt表示粘粒澱積層,Ap表示耕作層等。用這種發生層序列反映的土壤剖面構造類型可作為鑒別成土類型和進行土壤分類的依據。美國土壤工作者在1960年提出,並在1975年完善了土壤診斷層 (diagnostic horizons)的概念,用以反映土壤剖面中最能說明土壤特徵、特性並具有明確的形態、數量指標的發生層,作為鑒別各級土壤類型的依據之一。現診斷層的概念已漸為人們所熟悉和採用。

6設置

剖面的設置、挖掘和觀察 土壤剖面應設置在代表性較廣的地形部位上。一般挖成 1×1.5~2米的長方形土坑,其深度因土而異。對發育於基岩上的土壤,一般挖至露母岩為止;通常深1~3米左右;對沼澤土、潮土、鹽土和水稻土等地下水位較高的土壤以出現地下水為止。挖出的表土與心土要分別堆置於剖面坑的兩側。觀察面上沿的地表不能堆土和走動,以免影響觀察、採樣。
剖面挖就后,先按形態特徵自上而下劃分層次,逐層觀察和記載其顏色、質地、結構、孔隙、緊實度、濕度、根系分佈、動物活動遺迹、新生體以及土層界線的形狀和過渡特徵。接著根據需要進行pH、鹽酸反應、酚酞反應等的速測。最後自下而上地分別觀察、採集各層的土樣,並將挖出的土按先心底土、后表土的順序填回坑內。  
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