中亚热带湿润气候区不同母质土壤发育特征及定量评价——以赣中丘陵区为例

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本研究以地处赣中丘陵区的乐安县为采样区,在不同海拔梯度(0-200m,200-400m,400-600m)采集花岗岩、石英岩类、红砂岩类和泥质岩类四种不同母质发育土壤的标准土样,结合现代分析技术,研究其形态学特征、基本理化性质及矿物学特征,并建立土壤发育程度的评价体系。结果表明:  (1)土壤发育的形态特征  从红化率角度分析土壤发育程度,母质与海拔交互作用对土壤发育产生显著性影响。其中花岗岩母质与第二个海拔梯度(200-400m)及花岗岩母质与第三个海拔梯度(400-600m)两个交互作用因子与其他因子之间有显著差异,相同海拔梯度红化率指数排序为Q>AR>RS>G。四种母质的土壤结构发育程度分级具有显著性差异,泥质岩类分级为4级,发育程度相对较深。  (2)土壤发育的理化性质特征  对不同母质、不同层次各项基本理化性质测定结果表明,各母质发育土壤容重稳定在1.00-1.50g/cm3之间;在机械组成上,花岗岩母质分布最为集中,多为砂黏壤土,其他三种母质则相对跨度加大,泥质岩类则最为黏重;由机械组成进一步得到粉黏比,结果表明母质对粉黏比产生显著影响,花岗岩与石英岩、红砂岩有显著性差异,且在粉黏比数值分布上,石英岩与红砂岩明显小于泥质岩和花岗岩,说明前两者发育程度较为深厚;pH测定结果反映出赣中地区典型酸性土壤的特点,且可得出石英岩及红砂岩母质发育土壤的pH低于泥质岩类及花岗岩母质发育土壤的pH;铁的游离度在四种母质之间有显著性差异,从游离铁的角度分析土壤发育程度,花岗岩的发育程度较弱;石英岩类母质与第二个海拔梯度(200-400m)交互作用因子与其他因子具有显著性差异,此种条件下土壤能够产生对阳离子的最大吸附与交换,达到较好的发育程度。  (3)土壤发育矿物学特征  XRD扫描得到各样品的衍射峰,结果表明,四种母质发育土壤的主要黏土矿物组成相似均为高岭石、水云母、1.4nm矿物以及蒙脱石,每种母质不同层次之间存在组成与含量的差异,花岗岩母质发育土壤黏土矿物组成以高岭石、水云母、1.4nm矿物以及蒙脱石为主,其中高岭石相对含量最大,可达约90%,反映土壤发育程度的高伊比G-3-2最大值为341.71;石英岩母质发育土壤主要黏土矿物组成亦为高岭石、水云母、1.4nm矿物以及蒙脱石,与花岗岩相比高岭石相对含量相对降低,高伊比最大值也相对降低为199.74,说明其发育程度与花岗岩相比略有减弱;红砂岩母质发育土壤黏土矿物组成上与其他母质相比明显差异在于其蒙脱石含量相对较大,高伊比进一步降低,说明其土壤发育程度较浅;泥质岩类母质发育土壤黏土矿物组成特点为其高岭石相对含量在四中母质中最大,最大值可达95.1%,高伊比则表现更为明显可达1069.53,说明其发育程度在四中母质中最为深厚,当然有部分发育程度较浅考虑其小地形因素的影响。  (4)土壤发育程度评价体系的建立  综合上述各项测定结果,表征发育程度的各指标与土壤自身性质之间相关性较为明显,其中铁游离度与黏粒含量之间存在极显著相关性,红化率指数与粉黏比、粉黏比与铁游离度以及全铁、铁的游离度与pH存在显著相关。对不同母质不同层次样品聚类,砂粒、粉粒、黏粒含量以及游离铁含量是影响聚类的主要指标因子,由聚类结果也可以看出,同一母质土壤发育程度在聚类中未必为归为一类,同一剖面的不同层次也可能被划分在不同类别中。对土壤发育程度定量化,得到发育程度综合评价得分排序,最高为泥质岩类母质发育土壤样品AR-1-3得分可达0.937,且剖面发育程度较高的前五名均为泥质岩类母质发育的土壤样品。综合形态特征、理化性质及矿物学特性三个方面,泥质岩母质发育的土壤为发育程度较高的土壤。
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