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風沙土是發育於風成沙性母質的土壤。其主要特徵是土壤礦質部分幾乎全由細砂顆粒(直徑在0.25~0.05毫米)組成;剖面層次分化不明顯,僅有A層(有機質層)和C層(母質層)缺乏B層(澱積層);風蝕嚴重;土壤處於幼年階段。

1概念

1.風沙土的中心概念:風沙土是乾旱與半乾旱地區於沙性母質上形成的僅具有AC層的幼年土,處干土壤發育的初始階段,成土過程微弱。通體細沙,植被易於破壞,隨起沙風而移動。
2.風沙土的邊界定義
(1)與栗鈣土、棕鈣土和荒漠土壤的區別:風沙土沒有具有以上這些土壤的特徵層次,而僅是表層有微弱的灰黃色結皮或生草層。
(2)風沙土與流動沙丘的區別:流動沙丘均為地質體的非土壤形成物,地面均系乾燥的鬆散的流動沙粒,沒有植被和AC型土壤剖面構型。

2分佈

主要分佈於乾旱少雨、晝夜溫差大和多沙暴的地區,包括世界各大洲的沙漠、草原和半荒漠草原地帶。中國主要分佈在北緯36°~49°之間的乾旱和半乾旱地區。包括塔克拉瑪干、古爾班通古特、庫母達格、柴達木、巴丹吉林、烏蘭布、騰格里、庫布奇、毛烏素、小騰格里、西遼河和呼倫貝爾等沙區,東南沿海也常有所見。
全世界有相當面積的農田受流動風沙土侵襲,風沙土的範圍有所擴大。根據聯
風沙土地區的流動沙丘

  風沙土地區的流動沙丘

合國糧農組織的資料,自20世紀70年代中期以來,每年約有5~7萬平方公里的土地發生沙化,其中尤以非洲鄰近撒哈拉大沙漠的國家為甚。受侵襲的農田產量下降,甚至顆粒無收。中國鄂爾多斯高原等的風沙土也有擴大趨勢。
主要分佈在中國北部的半乾旱、乾旱和極端乾旱地區。風沙土的特徵是成土作用經常受到風蝕和沙壓,很不穩定,致使成土過程十分微弱,土壤性狀與風沙堆積物無多大改變。隨沙地的自然固定和土壤形成階段的發展,由流動風沙土到半固定、固定風沙土,土壤有機質含量逐漸增加,說明只要增加肥分與水分,使植被逐步穩定生長,也能成為農林牧用地。

3形成

風沙土的形成過程與流動沙性母質上自然植被的出現、繁衍和演變緊密相關。當由流動性沙性母質構成的沙丘上出現稀疏的植物時,風沙土的成土過程即告開始。植物通過根系和它的地上部分對沙性母質產生固結作用和表面覆蓋作用,從而減弱了沙性母質的流動性;植物死亡后遺留下
風沙土

  風沙土

的殘體轉變為腐殖質,又使沙性母質的物理、化學和生物性質發生變化並使之產生發生層次。隨著植被的不斷發展,上述作用日益強烈,流動的沙性母質也漸趨於半固定或固定狀態,從而形成半固定風沙土和固定風沙土。
風沙土主要處於溫帶半乾旱、乾旱、極端乾旱的草原、荒漠草原及荒漠地帶,部分處於海濱。大陸性氣候明顯,乾旱少雨,年降雨量<400mm,西部有些地區僅數十毫米。蒸發強烈,乾燥度東部為1.5~4.0,西部在4以上;氣溫變化大,年溫差和日溫差懸殊,常年多風,風期長,風力大,是風沙土形成的基本動力。在這種氣候條件下,岩石以物理風化為主,風化產物為沙礫質。為風沙土的形成提供了豐富的沙源。 風沙土地區的自然植被為草原、荒漠草原和荒漠,以耐旱灌木或半灌木為主,以及耐旱、耐瘠的沙生植物。植物稀疏低矮,主要有沙柳、檸條、梭梭、沙拐棗、紅柳、胡技子、錦雞兒、沙蓬、沙蒿、白茨、白草、沙米等,濱海風沙土的植物主要有模柳、木麻黃等。
風沙的來源有岩石就地風化的產物,也有河流沖積物、洪積物、海積物,在海積沙地中的沙粒為海生動物的殼骼風化粉碎而來。沙性母質在起沙風力的作用下,沙粒開始移動,形成沙地特有的風沙地貌。
在這種自然環境條件下,風沙土的形成始終貫穿著風蝕沙化的風蝕過程和植被固沙的生草化過程,這兩者互相對立而往複循環以推動著風沙的形成與變化,成土過程很不穩定,土壤發育十分微弱,風沙土的形成大致分為三個階段。
1.流動風沙土階段:風沙母質含有一定的養分和水分,為沙生先鋒植物的滋生提供了條件,拉因風蝕和沙壓強烈,植物難以定居和發展,生長十分稀疏,覆蓋度小於10%,常受風蝕移動,土壤發育極其微弱,基本保持母質特徵,處於成土過程的最初階段。 2.半固定風沙土階段:隨著植物的繼續滋生和發展,覆蓋度增大,常在10%~30%之間,風蝕減弱,地面生成薄的結皮或生草層,表層變緊,並被腐殖質染色,剖面開始分化,表現出一定的成土特徵。
3.固定風沙土階段:植物的進一步發展,覆蓋度繼續增大。通常都大於30%,除沙土植物外,還滲入了一些地帶性植物成分,生物成土作用較為明顯,土壤剖面進一步分化,土壤表層更緊,形成較厚的結皮層或腐殖質染色層,有機質有一定的積累,顏色帶灰,弱團塊狀結構,細土粒增加,理化性質有所改善,具備了一定的土壤肥力。固定風沙土的進一步發展,可形成相應的地帶性土壤。

4性狀

風沙土質地粗,細砂粒占土壤礦質部分重量的80~90%以上,而粗砂粒、粉砂粒及粘粒的含量甚微。乾旱是風沙土的又一重要性狀,土壤表層多為干沙層,厚度不一,通常在10~20厘米左右,其下含水率也僅2~3%。有機質含量低,約在0.1~1.0%範圍內;有鹽分和碳酸鈣的積聚,前者由風力從他處運積而來,後者是植物殘體分解和沙塵沉積的結果。
風沙土

  風沙土

由於所處的自然地帶不同,風沙土的性質也表現出一定的地區性變異。通常是草原地區的風沙土有機質含量較高,鹽分含量較低且無石灰積聚;半荒漠地區的風沙土有機質含量較低,有鹽分及少量石灰的積聚;荒漠地區的風沙土有機質含量更低,鹽分及石灰的積聚作用明顯增強。

5性質

1.剖面形態
A層:生草—結皮層或腐殖質染色層,厚度5~30cm或更厚,淺黃色(2.5Y7/3)或淡 棕色(7.5YR5/4),片狀或弱團塊狀結構,沙土或沙壤土。根系較多
C層:沙土,淺黃色(2.5Y7/3),單粒結構。
2.物理、水分性質:由於風力的分選作用,風沙土的顆粒組成十分均一,細沙粒(0.25~0.05mm)含量高達80%以上。因植物的固定、塵土的堆積和成土作用,半固定、固定風沙土的粉粒和粘粒含量逐漸增加,可達15%左右。隨著有機質和粘粒的增加,土壤結構改善,微因聚體增加,容量減小,孔隙度提高。風沙土地區降水少,滲透快,蒸發強,土壤含水量低。流動風沙土的表層為一疏鬆的干沙層,厚度一般為5~20cm,荒漠土地區可超過lm,含水量低於1%。干沙層以下水分比較穩定,含水量為20~30g/kg。對耐旱的沙生先鋒植物的定居有利,降水多的季節可達40~60g/kg,亦能滿足耐旱的草灌和喬木的生長。半固定和固定風沙土由於植物吸收與蒸騰,上層土壤水分含量更低。
3.化學性質:風沙土有機質含量低,一般在1~6g/kg之間,長期固定或耕種的風沙土可達5g/kg左右。腐殖質組成除東部草原地區外。以富里酸為主,胡敏酸與富里酸比值小於1。土壤鉀素或豐富,氮磷缺乏,陽離子交換量2~5cmol(+)/kg,供肥能力差,土壤貧瘠。pH值在8~9之間,呈弱鹼至鹼性反應。石灰和鹽分含量地域性差異明顯,東部草原地區一般是無石灰性,並有鹽分積累,特別是荒漠地區有的已開始出現論分和石膏聚積層。
風沙土礦物組成中,石英、長石等輕礦物佔80%以上,重礦物含量較少,但種類較多,主要是角閃石、綠簾石、石榴子石和雲母類礦物。

6類型

根據植被生長的疏密和沙性母質流動性的大小,風沙土可分為3個亞類,它們同時反映風沙土的3個不同發育階段:①流動風沙土。多半是僅生長有極為稀疏的固沙先鋒植物的流動沙丘。成土過程微弱,風蝕作用嚴重,土壤剖面的層次分化不明顯。植物難以定居其上,基本上無利用價值。多見於荒漠地區。②半固定風沙土。由流動風沙土發育而來。隨著流動風沙土著生植物的增多,沙面植物的覆蓋度增大,風蝕作用趨於和緩,土壤表面變為緊實並出現薄層結皮,流動性變小而呈半固定狀態。同時,土壤有機質含量也因植物殘體的增多而有所增加,土壤剖面層次有所分化。③固定風沙土。由半固定風沙土發展而成。除生長有沙生植物外,還常摻入一些地帶性植物種。沙丘的外貌更加平緩,地表結皮進一步增厚,沙面更加緊實,剖面分化明顯,且有團塊狀結構出現,抗風能力增強,土壤理化性質發生
風沙土地區的林網

  風沙土地區的林網

明顯變化。
根據全國第二次土壤普查的土壤分類系統風沙土作為初育土綱的一個土類。近似於《美國系統分類》中的石英沙質新成立土類(Quartisamment)FAO的沙性土(Arenosols)。
風沙土的亞類劃分,主要考慮它由移動沙丘向固定沙丘發展的過程受區域成立條件影響較大,所以分為草原風沙土、荒漠風沙土與草甸風沙土。前二者有地帶性差異,而草甸風沙土則主要發育在這些不同區域的受地下潛水影響的地點。
在流動風沙土向半固定和固定風沙土演變過程中,土壤表層粉砂和粘粒含量增加,持水性能提高,有機質和鹽分積累明顯。

7利用與改良

在中國,風沙土的利用大致以 300毫米的降水量等值線為界,其東部為牧業和部分旱作農業,屬半牧半農區;其西部基本只有牧業,但在河流沿岸的一定範圍內有綠洲農業區,水源足,日照長,溫差大,作物產量一般均較高,常常成為瓜果之鄉。但由於受自然條件和水源的限制,大部分風沙土仍處於未利用狀態。 改良風沙土的基本要求是制止風沙土的流動,保護與之相鄰的農田不受破壞。各種改良措施宜配合進行,相輔相成。
機械措施
用灌木、 草稈、泥土、 礫石等作材料,呈帶狀或格狀覆蓋於風沙土表面,制止風沙流動。此法用於防治風沙對鐵路、農田的為害,效果明顯。
化學措施
主要是利用某些化學物質增加風沙土顆粒的固結能力以減緩風沙土的流動性。此類化學固沙材料主要包括瀝青乳劑、渣油以及聚丙烯胺等石油化工副產品。在蘇聯,藉助化學固沙材料每年有若干平方公里風沙土被固定。但因成本昂貴,目下尚難以大面積使用。
風沙土上種植的葡萄園

  風沙土上種植的葡萄園

水利措施

在有水利條件的地方可採取下列措施:①引水拉砂。即借水的衝擊力量拉平沙丘,並開拓為新綠洲。②引水阻砂。即在流動風沙土的背風一側開渠引水,使砂落入渠中隨水流去,以阻止砂粒繼續向前移動。③引水灌淤。即讓水中挾帶的大量細土粒緩慢地沉積於風沙土的表層,以提高小粒徑顆粒的含量和土壤肥力水平。
徹底改變風沙土地區農業生產面貌和提高風沙土生產力的關鍵在於發展灌溉事業。因為有水才有植物,才能固沙和改變小氣候,從而使風沙土地區中出現綠洲。為此,除充分利用風沙土地區有限的河流地表水外,開發地下水資源和開挖人工河流是重要途徑。蘇聯為改良卡拉庫姆沙漠,早在50年代就開鑿卡拉庫姆運河,為大面積開墾風沙土提供了必要條件。開墾地已成為棉、瓜果、蔬菜、飼料等的重要產區,畜牧業也有較大發展。
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