土壤系统分类-龚子同
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我国砂姜黑土土种的系统分类归属研究
早在 20 世纪 30 年代，Thorp 和周昌芸[4-5]就对我 国山东的砂姜黑土进行了研究，当时称之为“砂姜土”， 50 年代中期从土壤地带性的角度考虑将其作为褐土的 一个亚类，命名为“潜育褐土”[6]，1958 年全国第一 次土壤普查后从土壤熟化的角度将其作为一个独立的 土类，改名为“青黑土”[7]。1978 年出版的《中国土 壤》将其划为潮土的一个亚类[8]。1978 年 5 月全国土 壤分类学术交流会所拟订的“中国土壤分类暂行草案” 中将其作为一个独立的土类，正式命名为“砂姜黑土” [9]，1990 年出版的《中国土壤》（第二版）中也将其作 为一个独源自的土类“砂姜黑土”加以论述[1]。
我国的砂姜黑土主要分布区气候上干湿交替明 显，成土母质质地较黏重，因此土壤中黏粒含量较高， 一般在 30% 左右[1-3]。砂姜黑土的黏土矿物以蒙脱石为 主，其次是伊利石[10, 25]，其蒙脱石的来源是新生成作 用，即在含有盐基和二氧化硅的碱性水溶液作用下， 通过非膨胀性铝硅酸盐黏粒的复硅作用而产生或者由 原生矿物向次生矿物转化而成[25]。较高的黏粒含量、 富含蒙脱石以及明显的干湿交替导致砂姜黑土土体容
第4期
李德成等：我国砂姜黑土土种的系统分类归属研究
625
所溶解的碳酸钙，在不同的环境和景观条件下有所不 同。
砂姜（图 3）一般呈黄白色、灰色，个体粒径大 的可达 30 cm 以上，最小的不及 1 cm，具有不规则的 蛋形外貌，呈姜状、核状或浑圆状。按砂姜的形态和 发育程度，可分为面砂姜（雏形钙质结核）、刚砂姜（完 形钙质结核）和砂姜盘（钙质硬盘）3 种[19-20]。面砂姜 是分散碳酸盐在硅酸、二氧化物、三氧化物、Fe 和 Mn 等物质的参与下，与土胶结而成的细碎小颗粒，质 脆易碎，与周围的土体渐次过渡，一般在 70 cm 深处 出现，形成年代大致为 6820 ± 140 Y.B.P（Q42 地质时 期）；刚砂姜除含隐晶质和微晶质碳酸盐基质外，有的 尚包裹石英、长石、方解石等颗粒和 Fe、Mn 结核， 孔洞附近出现再结晶的方解石，在外力作用下固化而 成，结核紧密且质地较坚硬，与周围的土体过渡明显， 形似单个生姜状，一般在 1 m 左右出现，形成年代大 致为 14150 ± 260 Y.B.P（Q3 3 地质时期）；硬磐层是在 富含 HCO3--Ca2+-Mg2+ 型地下水长期作用下，碳酸盐 与砂、砾石、土及动物化石胶结、固化而成水平层状 分布，质地坚硬，一般在 3 m 左右出现，形成年代一 般＞40000 Y.B.P（Q33 地质时期）[18-22]。砂姜的全量 化学组成和碳酸盐含量变化幅度较大，从面砂姜-刚砂 姜-砂姜盘，SiO2 含量依次分别为 47.4%、24.3% ~ 31.5% 和 18.5%，CaO 含量分别为 16.5%、20.5% ~ 34.6% 和 36.7%，CaCO3 分别为 28.6%、50.7% ~ 60.4% 和 65.6%， 存在 SiO2 不断降低，CaO 和 CaCO3 逐渐增加的趋势； 而周围土壤的 SiO2、CaO 和 CaCO3 含量分别为 63.2% ± 6.3%、4.1% ± 4.0% 和 5.8% ± 6.9%，与砂姜相比，显 然土壤的 SiO2 含量高，而 CaO 和 CaCO3 含量低[18-22]。
我国的砂姜黑土主要分布区气候上干湿交替明 显，成土母质质地较黏重，因此土壤中黏粒含量较高， 一般在 30% 左右[1-3]。砂姜黑土的黏土矿物以蒙脱石为 主，其次是伊利石[10, 25]，其蒙脱石的来源是新生成作 用，即在含有盐基和二氧化硅的碱性水溶液作用下， 通过非膨胀性铝硅酸盐黏粒的复硅作用而产生或者由 原生矿物向次生矿物转化而成[25]。较高的黏粒含量、 富含蒙脱石以及明显的干湿交替导致砂姜黑土土体容
第4期
李德成等：我国砂姜黑土土种的系统分类归属研究
625
所溶解的碳酸钙，在不同的环境和景观条件下有所不 同。
砂姜（图 3）一般呈黄白色、灰色，个体粒径大 的可达 30 cm 以上，最小的不及 1 cm，具有不规则的 蛋形外貌，呈姜状、核状或浑圆状。按砂姜的形态和 发育程度，可分为面砂姜（雏形钙质结核）、刚砂姜（完 形钙质结核）和砂姜盘（钙质硬盘）3 种[19-20]。面砂姜 是分散碳酸盐在硅酸、二氧化物、三氧化物、Fe 和 Mn 等物质的参与下，与土胶结而成的细碎小颗粒，质 脆易碎，与周围的土体渐次过渡，一般在 70 cm 深处 出现，形成年代大致为 6820 ± 140 Y.B.P（Q42 地质时 期）；刚砂姜除含隐晶质和微晶质碳酸盐基质外，有的 尚包裹石英、长石、方解石等颗粒和 Fe、Mn 结核， 孔洞附近出现再结晶的方解石，在外力作用下固化而 成，结核紧密且质地较坚硬，与周围的土体过渡明显， 形似单个生姜状，一般在 1 m 左右出现，形成年代大 致为 14150 ± 260 Y.B.P（Q3 3 地质时期）；硬磐层是在 富含 HCO3--Ca2+-Mg2+ 型地下水长期作用下，碳酸盐 与砂、砾石、土及动物化石胶结、固化而成水平层状 分布，质地坚硬，一般在 3 m 左右出现，形成年代一 般＞40000 Y.B.P（Q33 地质时期）[18-22]。砂姜的全量 化学组成和碳酸盐含量变化幅度较大，从面砂姜-刚砂 姜-砂姜盘，SiO2 含量依次分别为 47.4%、24.3% ~ 31.5% 和 18.5%，CaO 含量分别为 16.5%、20.5% ~ 34.6% 和 36.7%，CaCO3 分别为 28.6%、50.7% ~ 60.4% 和 65.6%， 存在 SiO2 不断降低，CaO 和 CaCO3 逐渐增加的趋势； 而周围土壤的 SiO2、CaO 和 CaCO3 含量分别为 63.2% ± 6.3%、4.1% ± 4.0% 和 5.8% ± 6.9%，与砂姜相比，显 然土壤的 SiO2 含量高，而 CaO 和 CaCO3 含量低[18-22]。
历史丨我国现代土壤科学的起源
导读本文追朔了我国现代土壤科学的起源。
从 1930 年地质调查所土壤研究室成立到 1953 年中国科学院南京土壤研究所建立的 20多年时间里，我国第一代土壤学家艰苦创业，取得了显著成绩。
文章从我国现代土壤科学起源的背景，成立经过，主要业绩，干部培养和学风 5 个方面来阐述。
80 年前成立的土壤研究室给后人留下了一笔宝贵遗产，应该珍惜。
文/龚子同王浩清张甘霖作者均系中国科学院南京土壤研究所研究员来源：《土壤》（2010年第6期），原题为“我国现代土壤科学的起源——纪念前地质调查所土壤研究室成立 80 周年”我国是一个历史悠久的农业国。
近年对太湖古土壤研究表明，早在 6 000 ~ 7 000 年前我国就已有水稻栽培。
在这漫长的农业生产活动中，我国劳动人民积累了丰富的识土、用土和改土的经验。
公元前 4 世纪前后战国时期《禹贡》一书就将九州土壤的类型、分布和土地等级作了记述。
这是我国关于土壤分类和土地分级的最早著述。
但由于受帝国主义侵略，封建主义和官僚资本主义的统治，以及长期以来闭关锁国的影响，19 世纪在西方科学迅速发展的同时，我国的科学进步却十分滞缓，其发展水平远远落后于欧美各国和日本。
但随着西方的现代科学包括农学和土壤学逐渐传入我国，我国现代的土壤学至上世纪 30 年代开始起步，比国外至少迟了半个世纪。
这是一段我国土壤学者艰苦创业的历程，值得我们追忆。
1 中国现代土壤科学发端的背景1.1 19 世纪现代土壤学的诞生虽然李约瑟在《中国科学技术史》一书中指出：“土壤学连同生态学好像发源于中国”，但现代土壤学却是从欧美传入中国的。
1840 年J.V.李比希（Liebig）发表《化学在农业和植物生理学上的应用》，创立矿质营养学说，确认矿物质是植物营养的基础；1840—1850 年间，H.S.汤普生（Thomposon）和J.T.魏（Way）提出了“土壤吸附学说”; 1883 年俄罗斯学者道库恰耶夫（Dокучаев в.в.）发表了《俄罗斯黑钙土》，阐明土壤是母质、气候、生物、地形和时间 5 大成土因素综合影响下形成的历史自然体，创立了“土壤发生学说”；1986—1888 年间，H. 海尔盖尔（Hellriegel）和H. 惠尔法斯（Wilfarth）证实了碗豆根瘤形成与N2同化作用的关系。
均腐土干旱土
3.剖面特征及理化性质 剖面结构Ah-Bms-Bc-c，土 壤剖面底部多为红色富含铁 锰结核的网纹层。土壤矿物 已遭受彻底风化分解，故土 壤中原生矿物含量少，土壤 质地黏重。一般呈现强酸性 ，且因强烈的生物的富集作 用，富铁土有机质含量低， PH值由上向下逐渐变小。具 有较强的潜在酸性。
中国铁铝土剖面及其性状图
中国均腐土剖面及其性状图 (据龚子同，1999)
3.主要诊断层和诊断特性
土体构型为Ah－AB－Bk－C。土壤pH值在7.0~8.0之间 ，均腐土有机质含量丰富，盐基饱和，代换性盐基以钙、 镁离子为主，土质以壤质为主，在土体下部常有弱黏化。 其主要诊断层和诊断特性是暗沃表层和均腐殖质特性与盐 基饱和度>=50%。
灰土
1.灰土是具有灰化淀积层的一类土壤 2.地理分布和成土因素
灰土广泛分布于北半球高纬度地区，即寒温带针叶林气候区。 在欧亚大陆北部和北美大陆北部呈现纬向地带性分布，包括北欧 的挪威、瑞典等，俄罗斯的欧洲部分和西伯利亚地区，其中在北 美的加拿大和俄罗斯境内分布面积最多。在中国灰土分布区相对 较小,主要集中分布于大兴安岭北端。 灰土形成的气候属于寒温带湿润气候，其特点是冬季寒冷而漫 长，暖季短促，气温年较差大。暖季温度高，白昼时间长，可以 生长成针叶林，林下植被多为苔藓、地衣和藻类，起着明显的保持土 壤冷湿的作用。
2.主导成土过程 淋溶土具有淀积黏化和次生黏化作 用。其剖面中存在黏化层是淋溶土的 必备条件。黏化层及其特性是鉴别淋 溶土的重要指标。并非有黏化层的土 壤都属于淋溶土，同时必须具有较高 的盐基离子的交换量。 3.诊断层和诊断特性 土体结构O-A-Bt-C，表土层有机质 含量高，腐殖质组成差异大，剖面通 体无石灰反应，呈现微酸性至酸性。 质地黏重。淋溶土必须具有以棕色为 主的黏化层，表观阳离子交换量 >=0.24ml/kg,粘粒，盐基饱和度>50%, 棕色为主的黏化层。
土壤类型
三.成土过程
在高温多雨的气候条件下，土壤中的原生矿物受 到强烈风化，以致硅酸盐类矿物强烈分解，产生了以 高岭石为主的次生粘土矿物和游离氧化物。在风化过 程中，盐基离子的淋失是富铁铝化作用的前提，富铁 土中盐基离子已被强烈淋失，使土壤盐基离子含量明 显降低，交换性阳离子组成中，交换性铝离子占了优 势。此外，不仅盐基离子淋失，硅酸也被迅速淋失， 从而使铁、铝的富集作用更为明显，当移动到一定深 度时即发生凝聚沉淀作用。
四.土壤性状
铁铝土土体构型为： Ah － Bms － BC － C 。铁铝土 因成土过程强烈，土壤矿物已遭受彻底风化分解，
故其土壤中原生矿物含量很少，土壤质地粘重，粘
土矿物以高岭石为主，并含有大量的三水铝石和氧 化 铁 ； 铁 铝 土 一 般 呈 现 强 酸 性 反 应 ， 土 壤 PH 值 在 4.5～5.0之间。
三.成土过程
均腐土分布区的气候特点是夏季温暖多雨，植物生长繁茂， 每年进入土壤中的有机物较多，冬季严寒漫长，土壤冻结，微生 物分解活动受到抑制，有机物质主要以腐殖质的形态积累于土壤 中，形成较厚的、腐殖质含量由上向下逐渐减少的腐殖质层。 在半干旱、半湿润的气候条件下，由于降水不足，降水只能 淋洗其易溶性的氯、硫、钠、钾等盐类，而钙镁等盐类只部分淋 失，部分仍残留于土壤中。因此，土壤胶体表面和土壤溶液多为 钙镁所饱和，土壤呈中性或碱性。土壤表层的部分钙离子，可与 植物残体分解所产生的碳酸结合，形成重碳酸钙向下移动，并以 碳酸钙的形式淀积于土层中、下部，形成钙积层，或者只具有钙 积现象。
(据美国农业部资料，1998)
图5-5 中国淋溶土剖面及其性状图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(据龚子同，1999)
五. 土壤分类
淋溶土纲分为冷凉淋溶土、干润淋溶土、常湿
《土壤地理学》-课程教学大纲
2. 基本概念和知识点：温度、降水对土壤形成的作用
3. 问题与应用：如何采取措施降低或缓解酸雨对土壤和作物的危害
第三节 土壤形成的生物因素
1.主要内容：植物群落原生演替与土壤起源，动物在土壤形成过程中的作用，微生物在土壤形成过程中的作用
2. 基本概念和知识点：植物对土壤矿质养分及形状的影响
3. 问题与应用：植物在土壤形成过程中的作用
《土壤地理学》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：16041103
课程名称：土壤地理学
英文名称：Pedogeography
课程类别：专业课
学时：48
学分：3
适用对象：自然地理学专业
考核方式：考试
二、课程简介
《土壤地理学》是自然地理学专业的专业必修课程。本课程的主要介绍内容有：土壤剖析（土壤形态、土壤组成和土壤性质）、土壤的发生过程以及土壤发生与地理环境的关系；土壤分类（发生学、诊断学和中国发生学土壤分类）；土壤类型；土壤分布；土壤资源的合理利用与保护。在系统介绍土壤地理学基础知识的同时，注重反映现代土壤地理学的最新成果，培养学生解决实际问题的能力和从事科学研究的素质。根据土壤地理学本身实践性很强的特点，本课程同时还配合了土壤室内分析，土壤样品采集、数据处理，野外实习等方面的实习内容。
第六节 土壤形成的水圈（水文）因素
1.主要内容：水文因素在成土过程中的重要性，水文因素在土壤形成中的主要作用
2. 基本概念和知识点：水圈，地形在土壤物质转化过程中的作用
3. 问题与应用：水文因素在土壤形成中的主要作用
第七节 时间因素在土壤与土壤圈形成与演变中的作用
1.主要内容：土壤的绝对年龄和相对年龄，时间因素在土壤与土壤圈形成与演变中的作用
2. 基本概念和知识点：土壤空气的构成，土壤中氧扩散速率
3. 问题与应用：如何采取措施降低或缓解酸雨对土壤和作物的危害
第三节 土壤形成的生物因素
1.主要内容：植物群落原生演替与土壤起源，动物在土壤形成过程中的作用，微生物在土壤形成过程中的作用
2. 基本概念和知识点：植物对土壤矿质养分及形状的影响
3. 问题与应用：植物在土壤形成过程中的作用
《土壤地理学》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：16041103
课程名称：土壤地理学
英文名称：Pedogeography
课程类别：专业课
学时：48
学分：3
适用对象：自然地理学专业
考核方式：考试
二、课程简介
《土壤地理学》是自然地理学专业的专业必修课程。本课程的主要介绍内容有：土壤剖析（土壤形态、土壤组成和土壤性质）、土壤的发生过程以及土壤发生与地理环境的关系；土壤分类（发生学、诊断学和中国发生学土壤分类）；土壤类型；土壤分布；土壤资源的合理利用与保护。在系统介绍土壤地理学基础知识的同时，注重反映现代土壤地理学的最新成果，培养学生解决实际问题的能力和从事科学研究的素质。根据土壤地理学本身实践性很强的特点，本课程同时还配合了土壤室内分析，土壤样品采集、数据处理，野外实习等方面的实习内容。
第六节 土壤形成的水圈（水文）因素
1.主要内容：水文因素在成土过程中的重要性，水文因素在土壤形成中的主要作用
2. 基本概念和知识点：水圈，地形在土壤物质转化过程中的作用
3. 问题与应用：水文因素在土壤形成中的主要作用
第七节 时间因素在土壤与土壤圈形成与演变中的作用
1.主要内容：土壤的绝对年龄和相对年龄，时间因素在土壤与土壤圈形成与演变中的作用
2. 基本概念和知识点：土壤空气的构成，土壤中氧扩散速率
中国土壤系统分类参比
1 诊断层和诊断特性是参比的基础
目前世界上以诊断层和诊断特性为基础的分类越来越多 。除美国土壤系统分类外 ,联合 国土壤图图例单元以及国际土壤资源参比基础 ( WRB) 均如此 。因为有共同的基础 ,因而中国 土壤系统分类与之参比时比较明确 。但因各系统的侧重点有所不同 ,故系统间比较时 ,既有共 性也有各自的特点 。
(3) 本国独创 主要是人为土 、富铁土和均腐土 。在人为土分类方面我们首先提出具土垫 特征的堆垫表层 、具泥垫特征的堆垫表层 、肥熟表层和磷质耕作淀积层 、水耕表层和水耕氧化
还原层 ,作为土垫旱耕入为土 、泥垫旱耕入为土 、肥熟旱耕入为土和水耕入为土的划分依 据〔13〕。此后这一分类方案被 WRB 所接受 。1998 年 12 月 WRB 还在中国召开了国际人为土 会议 ,以了解和吸取中国人为土分类经验 。FAO/ U nesco 制中虽有人为土的分类 ,但没有明确 的指标 。ST 制中至今尚无人为土的应有位置 。考虑到热带亚带土壤的形成过程不再以淋溶 过程占优势 ,而富铁铝过程显得比较突出 ,因而我们以低活性富铁层为依据 ,而不是以盐基饱 和度和粘粒淀积为依据划分出富铁土〔14〕。富铁土大部分相当于 ST 制的老成土 ,也有一部分 相当于其始成土 。富铁土在 FAO/ U nesco 制中主要是低活性强酸土 ,也有一部分为雏形土 。 同时 ,提出了以暗沃表层和均腐殖质特性为依据的均腐土纲 ,充分反映了我国大面积农牧交错 带土壤基本特性 ,还在我国南海诸岛划分出富磷岩性均腐土这一新类型 。虽然 ,以上类型各 异 ,但了解了其诊断层和诊断特性后 ,就不难找出其共性和特殊性了 。
(1) 基本相同 如表 1 所示 ,中国土壤系统分类 ( CST) 中的有机土 、灰土 、火山灰土 、铁铝 土 、变性土 、淋溶土和新成土等与美国土壤系统分类 ( ST 制) [9、10 ] 和联合国图例单元 ( FAO/ U nesco 制)〔6、11〕基本相同 。只是 CST 制中的淋溶土强调了粘化层和 CEC ,而未规定盐基饱和 度必须 ≥50 %。因此 ,把 ST 制中的一部分老成土包括了进来 ,而对 FAO/ U nesco 制 ,则包括 了它的高活性淋溶土和高活性强酸土 。所以 ,CST 制中的淋溶土实应称之为粘淀土 ,而有别 于其他体系中的淋溶土 。至于新成土 ,CST 制与 ST 制完全相当 ,在 FAO/ U nesco 制中则被细 分为冲积土 、疏松岩性土和薄层土等 。
目前世界上以诊断层和诊断特性为基础的分类越来越多 。除美国土壤系统分类外 ,联合 国土壤图图例单元以及国际土壤资源参比基础 ( WRB) 均如此 。因为有共同的基础 ,因而中国 土壤系统分类与之参比时比较明确 。但因各系统的侧重点有所不同 ,故系统间比较时 ,既有共 性也有各自的特点 。
(3) 本国独创 主要是人为土 、富铁土和均腐土 。在人为土分类方面我们首先提出具土垫 特征的堆垫表层 、具泥垫特征的堆垫表层 、肥熟表层和磷质耕作淀积层 、水耕表层和水耕氧化
还原层 ,作为土垫旱耕入为土 、泥垫旱耕入为土 、肥熟旱耕入为土和水耕入为土的划分依 据〔13〕。此后这一分类方案被 WRB 所接受 。1998 年 12 月 WRB 还在中国召开了国际人为土 会议 ,以了解和吸取中国人为土分类经验 。FAO/ U nesco 制中虽有人为土的分类 ,但没有明确 的指标 。ST 制中至今尚无人为土的应有位置 。考虑到热带亚带土壤的形成过程不再以淋溶 过程占优势 ,而富铁铝过程显得比较突出 ,因而我们以低活性富铁层为依据 ,而不是以盐基饱 和度和粘粒淀积为依据划分出富铁土〔14〕。富铁土大部分相当于 ST 制的老成土 ,也有一部分 相当于其始成土 。富铁土在 FAO/ U nesco 制中主要是低活性强酸土 ,也有一部分为雏形土 。 同时 ,提出了以暗沃表层和均腐殖质特性为依据的均腐土纲 ,充分反映了我国大面积农牧交错 带土壤基本特性 ,还在我国南海诸岛划分出富磷岩性均腐土这一新类型 。虽然 ,以上类型各 异 ,但了解了其诊断层和诊断特性后 ,就不难找出其共性和特殊性了 。
(1) 基本相同 如表 1 所示 ,中国土壤系统分类 ( CST) 中的有机土 、灰土 、火山灰土 、铁铝 土 、变性土 、淋溶土和新成土等与美国土壤系统分类 ( ST 制) [9、10 ] 和联合国图例单元 ( FAO/ U nesco 制)〔6、11〕基本相同 。只是 CST 制中的淋溶土强调了粘化层和 CEC ,而未规定盐基饱和 度必须 ≥50 %。因此 ,把 ST 制中的一部分老成土包括了进来 ,而对 FAO/ U nesco 制 ,则包括 了它的高活性淋溶土和高活性强酸土 。所以 ,CST 制中的淋溶土实应称之为粘淀土 ,而有别 于其他体系中的淋溶土 。至于新成土 ,CST 制与 ST 制完全相当 ,在 FAO/ U nesco 制中则被细 分为冲积土 、疏松岩性土和薄层土等 。
土壤系统分类-龚子同
黄壤 铝质常湿淋溶土 铝质常湿雏形土 富铝常湿富铁土
燥红土 铁质干润淋溶土 铁质干润雏形土 简育干润富铁土 简育干润变性土
黄棕壤 铁质湿润淋溶土 铁质湿润雏形土 铝质常湿雏形土
黄褐土 黏磐湿润淋溶土 铁质湿润淋溶土
棕壤 简育湿润淋溶土 简育正常干旱土 灌淤干润雏形土
土壤发生 主要土壤系统分类
分类
类型
▪ N.李约瑟在“Science and
Civilization in China”一书中认为:“土 壤学确实好像起源于中国”。
2.2.马伯特(C.B.Marbut)的分类 （上世纪30年代至50年代初）
▪ 上 世 纪 30 年 代 在 美 国 土 壤 学 家 梭 颇
（J.Thorp）帮助下开始了近代土壤分类
土壤如有
1.土表至40cm范围内，土壤有机碳含量≥180g/kg或≥[120g/kg + （粘粒含量g/kg × 0.1）] 2.其他土壤中有水耕表层和水耕氧化还原层；或肥熟表层和磷质 耕作淀积层；或灌淤表层；或堆垫表层 3.其他土壤在60cm范围内有灰化淀积层
4.其他土壤在土壤剖面三分之二部分具有火山灰特性
美国土壤系统分类 (ST, 1999)
始成土(Inceptisols)** 冻土(Gelisols)* 新成土(Entisols)*
软土(Mollisols)
老成土(Ultisols)** 淋溶土(Alfisols)* 始成土(Inceptisols)*
淋溶土(Alfisols)** 老成土(Ultisols)* 软土(Mollisols)*
变性潜育水耕人为土
5. 土壤分类的参比
5．1 与其它诊断分类参比
系统分类参比比较容易； 详简不一；美国12个土纲，中有14
中国土壤信息系统_SISChina_及其应用基础研究
土 壤(Soils), 2007, 39 (3): 329~333中国土壤信息系统 (SISChina) 及其应用基础研究①史学正， 于东升， 高 鹏， 王洪杰， 孙维侠， 赵永存， 龚子同（土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京 210008）摘 要：土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，是陆地生态系统的核心，为了在全球尺度、国家尺度和区域尺度上解决资源、环境和生态的有关问题，就必须要建立土壤信息系统。
本文首先全面系统地介绍了国内外有关土壤信息系统的研究进展，阐述了中国土壤信息系统建设的数据源、土壤空间数据和属性数据、包含土壤空间与属性数据融合的中国1:100万土壤数据库及其应用基础，这对了解中国土壤信息系统的发展趋势，更好地利用土壤资源，为农业生产和生态环境建设服务具有重要的现实意义。
关键词：中国土壤信息系统 (SISChina)；土壤空间数据；土壤属性数据中图分类号： S159自美国前副总统戈尔于1998年提出“数字地球”以来，世界各国都加速进行资源环境方面的信息化建设[1]，“数字土壤”是其中重要的组成部分之一。
大力发展“数字土壤”是我国土壤学融合到现代地学和信息科学的必然趋势，是我国农业、国土和环保部门的迫切要求，并在资源环境评价和模拟等多方面发挥着重要作用[2]。
土壤信息系统作为建设“数字土壤”的基础在国内外开展已有多年[2-3]，国际上公认最早建立并运行的土壤信息系统是加拿大土壤信息系统（CANSIS）[4]，从20世纪70年代初开始建立，并一直更新，它利用地理信息技术存储、管理土壤和土地资源数据。
之后各国对土壤信息系统的建立更加重视，并不断得到完善，如美国建立了国家土壤信息系统(NASIS)，它由土壤工作数据库、土壤解译数据库及土壤地理数据库3个部分组成，其中土壤解译数据库包括全美的13400个土系，可用于美国土壤制图；土壤地理数据库包括1100多个分散的土壤调查区、各州土壤协会的州土壤图数据库[5]。
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水耕层系列，据此划分出灌淤、堆垫恶 化肥熟旱耕人为土和水耕人为土
▪ H.Eswaran指出：“人为土的建立是这
一分类的重要创新之处。”
▪ 这一分类原则被世界土壤分类组织
（WRB）全盘接受
3.4.亚洲土壤分类的代表
国际土壤学会会志两次撰文介绍中国土壤系统 分类
WRB和美国人为土分类委员会（ICOMANTH）都 引用CST
建立在理论假设的基础上，错把白浆土当成 灰化土
强调中心概念，边界不清，难以严格区分 忽视时间因素，把“幼年”土壤和顶级土壤
放在一起
2.4.2.难于进行国际交流
▪ 1982年12届国际土壤学会上中国土壤学家无法
与人交流（Hapludulf）
于 天 仁 “ Phgsico_Chimistry of Poddy Soils”，评价很好，分类不懂
目前已进入8本大学教科书，20多部辞书和专 著，三个主要刊物近10年来引用424次，中国 土壤学会已将其作为标准分类向全国推荐
3. 中国土壤系统分类的特点和 创新
3.1.定性向定量发展
凝练出有严格限定的31个诊断层和25个 诊断特性
诊断层1/3来自国外，1/3参照改进，1/3 创建
建立了14个土纲，39个亚纲，138个土类， 588个亚类
▪ 土壤调查制图的基础 ▪ 农业技术转让的依据 ▪ 土壤信息交流的媒介 ▪ 土壤科学水平的体现
2. 我国土壤分类发展历史
2.1.古代朴素土壤分类
浙江河姆渡——7000B.P，我国在太湖 证实7000年土层中有水稻孢粉，湖南农 县彭头山9100±120
▪古代有许多对土壤认识和分类的记载
禹贡对九州土壤的描述
拟定了11个诊断表层，20个诊断表下层，2个 其他诊断层和25个诊断特性。
诊断表层：有机表层、草毡表层、暗沃表层、 暗瘠表层、淡薄表层、灌淤表层……
4.2.诊断层举例
铁铝层（Ferralic horizon），具有以下条件：
1. 厚度≥30cm；和 2. 粘粒含量≥80g/kg；和 3. 阳离子交换量（CEC7）<16cmol(+)/kg粘
5.其他土壤中土表至150cm范围内有铁铝层
6.其他土壤中土表至100cm范围内粘粒>30%，至50cm深度内， 土壤干燥时有≥1cm的裂隙 7.其他土壤一年中≥50%的天数是干旱水分状态，且有干旱表层
粒 ； 和 实 际 阳 离 子 交 换 量 （ ECEC ） <12cmol(+)/kg粘粒；和
4. 50-200um粒级可风化矿物<10%，或细土全
k<8g/kg；和
5. 保持岩石构造体积<5%。
4.3.土壤分类检索
从土纲、亚纲、土类、亚类均有一定检索顺序； 中国土壤系统分类14个土纲的检索表
▪ 代表著作：“中国之土壤”（1936，英、
中译）
▪ 所用土壤分类，高级单元主要是土类
（ great group ） ， 基 层 单 元 是 土 系 （Series）
2.3.地理发生分类（50年代至今）
上世纪50年代前苏联院士И.П.格拉西莫夫和 马溶之为代表引进苏联地理发生分类，土壤分 类发生大变
土壤如有
1.土表至40cm范围内，土壤有机碳含量≥180g/kg或≥[120g/kg + （粘粒含量g/kg × 0.1）] 2.其他土壤中有水耕表层和水耕氧化还原层；或肥熟表层和磷质 耕作淀积层；或灌淤表层；或堆垫表层 3.其他土壤在60cm范围内有灰化淀积层
4.其他土壤在土壤剖面三分之二部分具有火山灰特性
中国土壤系统分类
CHINESE SOIL TAXONOMY
内容：
1． 土壤分类的作用 2． 我国土壤分类发展历史 3． 中国土壤系统特点和创新 4． 诊断层、诊断特性和检索 5． 土壤分类的参比
1. 土壤分类的作用
土壤分类反映土壤类型之间的相互 关系，据此以构建单个土体的数据库， 设计土壤制图单元，简化数据库处理过 程，服务于土壤资源评价和管理。
外客来访缺乏共同语言，红壤不红，黄壤不黄， 黄泥土漫天飞
2.4.3.1984年开始中国土壤系统分类研究
中国科学院特别支持（4期），国家自然科 学基金重点（二次面上三次），UNDP及欧共 体的支持
以土壤所为主，38个单位参加，200多人， 历时20年
完成了18本专著，论文集8本，专刊9本，规范 与方法6本，编不同比例尺土壤图40幅，论文 570余篇，内SCI收录20余篇，经过5次修改完 成了中国土壤系统分类这一系统工程
代表著作：“中国土壤发生类型及其地理分布” （俄、中译）
引入以生物气候条件为依据的土类、亚类、土 属、土种、变种五级分类制，采用连续命名
时值我国大规模开展土壤资源考察和流域规划， 土壤学者队伍发展之时，故其影响很大
2.4.土壤系统分类的建立 （上世纪80年代）
2.4.1.应用中发现地理发生分类的 一些问题：
3.2.科学界定我国特有土壤类型
提出了一系列人为土层使纷乱复杂的人为土得 以科学表达
对季风亚热带土壤提出了低活性富铁层，建立 富铁土纲
对西北内陆干旱土，提出了干旱表层代替干旱 水分状况
对青藏高原土壤提出了草毡层，建立了寒性干 旱土和寒冻雏形土两亚纲
3.3.率先建立人为土分类体系
▪ 世界上首次建立人为土纲的诊断体系 ▪ 提出灌淤表层、堆垫表层、肥熟表层和
H.Eswaran认为“中国应把自己的分类介绍到 亚洲其他国家”。
日本农林省已将中国土壤系统分类译成日文， 并将他作为世界三大分类之一向国内介绍
亚洲10多个国家来函索取CST，类检索
4.1.诊断层和诊断特性是现代土壤 分类的核心
所谓诊断层是用以鉴别土壤类别，在性质上有 一系列定量规定的特定土层；如果用于分类目 的的不是土层，而是具有定量规定的土壤性质， 则称为诊断特性。
▪ N.李约瑟在“Science and
Civilization in China”一书中认为:“土壤 学确实好像起源于中国”。
2.2.马伯特(C.B.Marbut)的分类 （上世纪30年代至50年代初）
▪ 上 世 纪 30 年 代 在 美 国 土 壤 学 家 梭 颇
（J.Thorp）帮助下开始了近代土壤分类
▪ H.Eswaran指出：“人为土的建立是这
一分类的重要创新之处。”
▪ 这一分类原则被世界土壤分类组织
（WRB）全盘接受
3.4.亚洲土壤分类的代表
国际土壤学会会志两次撰文介绍中国土壤系统 分类
WRB和美国人为土分类委员会（ICOMANTH）都 引用CST
建立在理论假设的基础上，错把白浆土当成 灰化土
强调中心概念，边界不清，难以严格区分 忽视时间因素，把“幼年”土壤和顶级土壤
放在一起
2.4.2.难于进行国际交流
▪ 1982年12届国际土壤学会上中国土壤学家无法
与人交流（Hapludulf）
于 天 仁 “ Phgsico_Chimistry of Poddy Soils”，评价很好，分类不懂
目前已进入8本大学教科书，20多部辞书和专 著，三个主要刊物近10年来引用424次，中国 土壤学会已将其作为标准分类向全国推荐
3. 中国土壤系统分类的特点和 创新
3.1.定性向定量发展
凝练出有严格限定的31个诊断层和25个 诊断特性
诊断层1/3来自国外，1/3参照改进，1/3 创建
建立了14个土纲，39个亚纲，138个土类， 588个亚类
▪ 土壤调查制图的基础 ▪ 农业技术转让的依据 ▪ 土壤信息交流的媒介 ▪ 土壤科学水平的体现
2. 我国土壤分类发展历史
2.1.古代朴素土壤分类
浙江河姆渡——7000B.P，我国在太湖 证实7000年土层中有水稻孢粉，湖南农 县彭头山9100±120
▪古代有许多对土壤认识和分类的记载
禹贡对九州土壤的描述
拟定了11个诊断表层，20个诊断表下层，2个 其他诊断层和25个诊断特性。
诊断表层：有机表层、草毡表层、暗沃表层、 暗瘠表层、淡薄表层、灌淤表层……
4.2.诊断层举例
铁铝层（Ferralic horizon），具有以下条件：
1. 厚度≥30cm；和 2. 粘粒含量≥80g/kg；和 3. 阳离子交换量（CEC7）<16cmol(+)/kg粘
5.其他土壤中土表至150cm范围内有铁铝层
6.其他土壤中土表至100cm范围内粘粒>30%，至50cm深度内， 土壤干燥时有≥1cm的裂隙 7.其他土壤一年中≥50%的天数是干旱水分状态，且有干旱表层
粒 ； 和 实 际 阳 离 子 交 换 量 （ ECEC ） <12cmol(+)/kg粘粒；和
4. 50-200um粒级可风化矿物<10%，或细土全
k<8g/kg；和
5. 保持岩石构造体积<5%。
4.3.土壤分类检索
从土纲、亚纲、土类、亚类均有一定检索顺序； 中国土壤系统分类14个土纲的检索表
▪ 代表著作：“中国之土壤”（1936，英、
中译）
▪ 所用土壤分类，高级单元主要是土类
（ great group ） ， 基 层 单 元 是 土 系 （Series）
2.3.地理发生分类（50年代至今）
上世纪50年代前苏联院士И.П.格拉西莫夫和 马溶之为代表引进苏联地理发生分类，土壤分 类发生大变
土壤如有
1.土表至40cm范围内，土壤有机碳含量≥180g/kg或≥[120g/kg + （粘粒含量g/kg × 0.1）] 2.其他土壤中有水耕表层和水耕氧化还原层；或肥熟表层和磷质 耕作淀积层；或灌淤表层；或堆垫表层 3.其他土壤在60cm范围内有灰化淀积层
4.其他土壤在土壤剖面三分之二部分具有火山灰特性
中国土壤系统分类
CHINESE SOIL TAXONOMY
内容：
1． 土壤分类的作用 2． 我国土壤分类发展历史 3． 中国土壤系统特点和创新 4． 诊断层、诊断特性和检索 5． 土壤分类的参比
1. 土壤分类的作用
土壤分类反映土壤类型之间的相互 关系，据此以构建单个土体的数据库， 设计土壤制图单元，简化数据库处理过 程，服务于土壤资源评价和管理。
外客来访缺乏共同语言，红壤不红，黄壤不黄， 黄泥土漫天飞
2.4.3.1984年开始中国土壤系统分类研究
中国科学院特别支持（4期），国家自然科 学基金重点（二次面上三次），UNDP及欧共 体的支持
以土壤所为主，38个单位参加，200多人， 历时20年
完成了18本专著，论文集8本，专刊9本，规范 与方法6本，编不同比例尺土壤图40幅，论文 570余篇，内SCI收录20余篇，经过5次修改完 成了中国土壤系统分类这一系统工程
代表著作：“中国土壤发生类型及其地理分布” （俄、中译）
引入以生物气候条件为依据的土类、亚类、土 属、土种、变种五级分类制，采用连续命名
时值我国大规模开展土壤资源考察和流域规划， 土壤学者队伍发展之时，故其影响很大
2.4.土壤系统分类的建立 （上世纪80年代）
2.4.1.应用中发现地理发生分类的 一些问题：
3.2.科学界定我国特有土壤类型
提出了一系列人为土层使纷乱复杂的人为土得 以科学表达
对季风亚热带土壤提出了低活性富铁层，建立 富铁土纲
对西北内陆干旱土，提出了干旱表层代替干旱 水分状况
对青藏高原土壤提出了草毡层，建立了寒性干 旱土和寒冻雏形土两亚纲
3.3.率先建立人为土分类体系
▪ 世界上首次建立人为土纲的诊断体系 ▪ 提出灌淤表层、堆垫表层、肥熟表层和
H.Eswaran认为“中国应把自己的分类介绍到 亚洲其他国家”。
日本农林省已将中国土壤系统分类译成日文， 并将他作为世界三大分类之一向国内介绍
亚洲10多个国家来函索取CST，类检索
4.1.诊断层和诊断特性是现代土壤 分类的核心
所谓诊断层是用以鉴别土壤类别，在性质上有 一系列定量规定的特定土层；如果用于分类目 的的不是土层，而是具有定量规定的土壤性质， 则称为诊断特性。
▪ N.李约瑟在“Science and
Civilization in China”一书中认为:“土壤 学确实好像起源于中国”。
2.2.马伯特(C.B.Marbut)的分类 （上世纪30年代至50年代初）
▪ 上 世 纪 30 年 代 在 美 国 土 壤 学 家 梭 颇
（J.Thorp）帮助下开始了近代土壤分类