云南省几种土壤的发生特性与发育环境演变[*]，本文主要内容关键词为：云南省论文,几种论文,土壤论文,特性论文,发生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
提要 本文从孢粉组成及石英砂表面形态角度研究了滨东南几种土壤的沉积环境及其演变，并研究了土壤粘粒矿物特性及化学组成特点。结果表明，土壤除经受着目前成土因子作用外，沉积古环境及其演变对土壤发育特性及矿物学化学组成也有深刻的影响。
关键词 云南省 土壤 发生学特性 发育环境
云南省地处云贵高原，成土环境条件的复杂性及自然地理环境条件的变迁导致了土壤类型的多样性，其土壤与其它热带亚热带土壤发生特性的差异曾受到许多学者的关注[1]。本文旨在通过对土壤孢粉组成、石英砂表面形态及目前成土自然环境的研究，探讨云南几种典型区域性自然环境条件的演变历史，从而阐明土壤矿物学组成与元素迁移规律等发生学特性与成土环境演变之间的联系，为该区域土壤资源的合理开发利用提供科学依据。
1 成土环境演变研究
1.1 目前成土环境
供试5个剖面分别采于云南曲靖、墨江、蒙自和砚山，其所处地理位置及目前自然环境状况各不相同（表1）。
5个剖面均处于亚热带向热带的过渡带[2]。但由于地处高原高海拔区，年均温及降雨量均低于典型南亚热带区。由于受季风气候控制，干湿季相当明显[3]，年蒸发量则因区域环境条件不同而有较大差异。
1.2 土壤孢粉组成特征
孢粉组成是沉积物生成时期形成环境重建的重要手段[4]。研究表明，曲靖剖面（滇1号、滇2号）孢粉种类丰富，共有14科19属，木本植物中尽管有一些亚热带树种成分如栎属等，但仍以温带成分如榆属、桦属、桤木属等占优势，同时出现一些松属和反映温冷条件的冷杉属花粉，说明沉积物源区处于温和的温带亚热带气候条件下。蒙自剖面（滇5号）孢粉组成出现大量热带成分，如桑科、棕榈科及青冈栎属。这种炎热的气候状况也得到了喜干热厥类孢子里白属以及水龙骨科、石松科、海金砂科孢子的证实。但该剖面底层的藜科及杉科孢子则预示了一种较为干旱温凉的环境，反映出上下土体沉积环境的巨大差异。墨江剖面（滇4号）则以亚热带成分山毛榉科、栎属、栲属花粉为主。砚山剖面（滇7号）孢粉组合既有热带亚热带成分，也有温带成分，但以亚热带蕨类植物为主，如凤尾蕨属、蕨属、里白属等，说明土壤物源沉积时期气候较为干燥，且温差变幅不大。
表1 供试剖面所处自然环境
Tab.1 Natural conditions of soil samples
*中国土壤系统分类（第一次方案）
1.3 石英砂表面形态特征
石英砂表面形态研究不仅可推断沉积物成因，还可判断其风化成土环境。
滇1号、滇2号石英砂表面虽有不少流水坑及裂纹存在，但sio[,2]仅形成一薄膜层，sio[,2]晶体溶蚀沉淀不明显。同样，滇7号石英砂表面多雁形坑及冲击槽，但坑中及低洼地带均未见sio[,2]溶蚀沉淀生长，反映了温凉气候条件下的低能化学环境。
滇4号石英砂表面沿构造较弱部位发展为大量溶蚀坑、溶蚀裂缝及定向V形坑，受沉淀溶蚀作用多形成网状表面，部分沉淀物甚至呈状突起，反映了土壤曾经受过温暖的高能化学环境。
滇5号上层石英砂具有裂纹和化学溶蚀V形坑，且有大量sio[,2]的溶蚀沉淀伴随晶芽生长，多数凹坑上形成微微掀起的盖子，反映其高能化学溶蚀环境。底层石英砂表面仅粘附少量sio[,2]晶体，出现刚开始溶蚀的特征，表明该层土壤沉积时期气候干凉。
2 土壤发生特性
2.1 土壤粘粒化学与矿物学组成
供试土壤的粘粒化学与矿物学组成有较大差异（表2）。滇1号及滇2号均以2∶1型粘土矿物占优势，但滇1号以14(0.1nm)矿物为主，从衍射图谱判定为蛭石，滇2号则以伊利石为主导矿物。可见，在相似的发育环境中，沉积物源区不同母质来源应是导致矿物差异的主要原因。滇2号土壤粘粒中有相当数量未被计算的石英原生矿物，使得其硅铝率及硅铁铝率远高于滇1号。滇4号和滇5号均以高岭石矿物为主，反映其发育程度较高的地带性特征。滇4号剖面中尚有一定量伊利石、蛭石甚至蒙脱石存在，发育程度略低，这从两者之间的硅铝率差异也可反映出来。滇5号底层与表层矿物组成及氧化物含量差异显著，蒙脱石矿物高达63.6%。滇7号硅铝率达3.0左右，且以蒙脱石矿物占绝对优势，其粘粒sio[,2]达46%左右，而Al[,2]O[,3]仅约26%，与地带性红壤、赤红壤的组成大相径庭[5,6]。
表2 粘粒(＜0.02mm)化学与矿物学组成
Tab.2 Chemical and clay mineral composition in clay fraction
2.2 土壤元素迁移富集特点
富集系数及迁移量可反映出土体发生过程中的元素地球化学特点（表3）。从上表可见，滇5号的元素相对富集顺序为：TiO[,2]＞Al[,2]O[,3]＞Fe[,2]O[,3]＞MnO＞Sio[,2]＞P[,2]O[,5]＞K[,2]O＞MgO＞Na[,2]O＞CaO（前富集系数大于1），表现了与地带性红壤及赤红壤的高度一致性[5]，即Fe、Al、Mn、Ti富集较多，而Ca、Mg、K、Na多已淋失，具明显的脱硅富铝化过程。滇7号则相反，以SiO[,2]的富集系数最高，Al[,2]O[,3]、TiO[,2]也略有富集，但Fe[,2]O[,3]、MnO的富集系数均低于1，反映了尽管成土过程中碱及碱土金属均已遭一定淋失，但土壤发育程度仍然相当低的特点。
表3 土壤元素富集与迁移特点
Tab.3 Migration and enrichment of elements in soils
与滇7号相比，滇1号、滇2号的元素富集顺序大体相似，但这两个剖面中Fe[,2]O[,3]及MnO的富集系数均大于1，MnO达3.0左右。这与目前气候条件和水耕作用对土壤风化程度及元素迁移过程的影响有关。结合粘粒矿物组成情况，可见这3个剖面尚处于硅铝化与铁硅铝化过程之间的过渡阶段。滇4号元素富集顺序与上述3剖面相当，但粘土矿物组成以高岭石为主，说明其发育程度弱于滇5号，但要强干其余剖面，相当数量的硅质原生矿物掩盖了其发育特点。
迁移量的结果从另一侧面反映了这个特点。粘粒富集率则表明，Fe[,2]O[,3]、Al[,2]O[,3]多在粘粒中富集，而由于粗粒硅质矿物的存在、SiO[,2]的粘粒富集率低于1。Mn、Ca、Mg、K等的富集结果则表明，钾和镁多进入粘土矿物晶格，而钙和锰多以吸附游离态存在。
3 环境演变与土壤发生关系研究
土壤是成土母质在各种成土因素影响下发育的综合体。目前的气候因子决定了土壤的发育方向，而土壤发育特性则同时具有环境演变历史的继承性。
云南地处高原，水热条件的纬向差异并不明显，供试剖面发育程度的差异并不能由目前的环境条件准确表征，而应归于其环境演变历史。滇5号沉积母质形成于炎热的热带气候条件下，土壤经受过高能化学溶蚀环境的影响，第四纪红土化的预风化过程使得土壤化学淋溶作用强烈，具明显的铁铝化特性，矿物组成也以高岭石为主。但目前剖面所处地区降雨量偏低，蒸发量则很高。这种区域气候特点导致其土壤pH值近中性，盐基离子淋洗不明显，CEC及Ca、Mg阳离子含量较高，而可提取性酸含量较低，并非铁铝化特性及高岭石形成的良好环境[7]。因此，与相同母质典型地带性红壤、赤红壤相比，其发育程度明显较低。其底层第三纪泥灰岩形成于干旱温凉的环境，沉积时期溶蚀风化作用不强烈，其后又为第四纪红土所覆盖，故蒙脱石类矿物得以长期保存。滇7号成土母质为第四纪湖积及冲积物，沉积时期为典型亚热带条件，但气候干燥，其后土壤一直处于温凉气候条件下的低能化学环境中，有利于蒙脱石类矿物的保留。目前年降雨量远低于蒸发量，加上粘重的质地及石灰岩地区的高矿化度水使得盐基离子的淋溶极为困难，并引起蒙脱石类矿物的成土惰性。因此，土壤发育程度相当低，形成了相对年龄较小的变性土。
滇4号和滇1号、滇2号同属人为土纲，土壤发育特点却有较大差异。滇4号母质沉积于亚热带气候条件下，但土壤经历过温暖的高能化学溶蚀环境，故土壤发育程度较高，且与其它剖面相比，目前的环境条件也更有利其进一步的风化分解，故土壤中尤其表层土壤含较高数量的高岭石矿物。滇1号和滇2号则发育于温带亚热带气候条件下沉积的母质，同时SiO[,2]晶体的溶蚀沉淀不明显，表明土壤一直处于温凉气候条件下的低能化学环境中，故而2∶1型粘土矿物才得以存在于土壤中。两者不同的矿物组成则归因于相异的沉积母质。
4 结论
孢粉分析及石英砂表面形态研究是沉积物母质发育土壤形成环境及环境演变研究的重要手段。尽管目前同处于南亚热带高原气候条件下，成土环境及演变却有不同的历史。
滇1号、滇2号及滇7号沉积于温凉气候条件或干燥的亚热带气候条件下，其后土壤一直处在低能的化学溶蚀环境中，故土壤发育程度较浅，尚处于硅铝化与铁硅铝化之间的过渡阶段，粘土矿物也分别以2∶1型蛭石、伊利石及蒙脱石为主。由于蒙脱石的成土惰性等土壤特性与高矿化度水分的影响，滇7号甚至发育为相对年龄很小的变性土。
滇4号虽沉积于亚热带气候条件下，但土壤经历过温暖的高能化学溶蚀环境，目前气候条件也有利于进一步风化分解，滇5号尽管目前处于干燥环境中，但土壤曾经历过强烈的红土化作用，故两者均以高岭石矿物为主，土壤发育程度高，有明显的铁铝特性。
(*)高等学校博士点专项研究基金资助课题。
来稿日期：1994年10月。