第十一章 铁铝土纲第一节、分布与形成一、分布
铁铝土是热带亚热带地区的主要土壤类型。包括砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤等土类。
北起长江两岸,南至南海诸岛,东起台湾、澎湖列岛,西达云贵高原及横断山脉。涉及十四个省区,面积约 15.28亿亩。
约占全国土地总面积的 15%。是我国重要的土壤资源。
二、形成条件
(一)气候条件铁铝土分布区气候的总特点是:气温高,
雨量充沛、但雨量分配不均匀,冬季温凉干旱,夏季炎热潮湿。这种湿热同季的气候特点有利于风化作用的进行。
(二)植被条件本区原生植被主要是热带雨林、常绿阔叶林、季雨林。但由于人为砍伐,原生植被所存不多,相当一部分原生植被已被一些次生植被及热带、亚热带作物、
果木所代替。这些原生植被的生长量大,
生物富集作用较强。
(三)地形条件分布与广泛的地貌类型上,排水良好的地形条件有利于淋溶作用的进行,从而也有利于铁铝土的形成。
(四)母质条件各类母质都可以形成铁铝土。母质的多样性对这些土壤的多样性有一定的影响。
(五)时间因素从成土年龄考察,我国铁铝土既有发育在古风化壳上的类型,也有发育在近代母质上的类型。成土年龄差异悬殊。
三、成土过程
富铝化过程和生物富集过程是铁铝土的两个最主要的成土过程。
(一)富铝化过程
指矿物遭受强烈的分解,盐基及硅酸盐遭受强烈淋失,铁铝氧化物相对聚集,
甚至形成网纹及铁磐的过程。
是铁铝土的主导成土过程。
铁铝土中各典型土类的富铝化程度不同。
其顺序是:砖红壤 >赤红壤 >红壤 >黄壤。
非典型的各土类,其富铝化程度可能出现互相交叉的现象。
(二)生物富集过程
生物富集过程指在自然植被覆盖下,铁铝土中所进行的生物物质循环过程。这一过程包括下面三个作用:
( 1)残落物的大量聚积:
在热带亚热带高温多雨的条件下,森林生长繁茂,每年有大量的凋落物归还土壤。热带雨林下枯枝落叶凋落物的数量比温带小兴安岭地区高 1.5-2.0倍。大量的生物残体为土壤物质循环和养分富集提供了物质基础。
( 2)灰分元素的吸收与富集
---由于每年聚积的生物残体的数量大,所以生物对灰分元素的吸收与富集作用十分明显,生物自肥作用十分强烈。
---不同地区的养分吸收与富集强度不同,
亚热带地区弱于热带地区。
---不同植被也有所差异,如竹林对硅的归还率最高;常绿阔叶林和杉木对钙、镁的归还率较高。
( 3)生物与土壤之间强烈的物质交换旺盛的植物生长迅速从土壤吸收大量的营养元素,大量的植物凋落物又将许多营养物质归还土壤表层。这种强烈的物质交换促进了土壤肥力的发展。
第二节 铁铝土的基本性质
铁铝土各土类在性质上有极大的相似性,
但由于它们在发育上的差异,它们在性质上仍然存在差异。
一、形态特征
土体构型一般为 A-B-C
A,腐殖质层
B,铁铝残余聚积层
C,母质层
(一)腐殖质层
厚度及有机质含量变异很大。
在原生植被完好的情况下,A层的厚度最大可达 50厘米,有机质含量可达 12%。
当原生植被被破坏或经过开垦,A层厚度降低,多数仅数厘米到十几厘米;有机质含量也下降,一般为 1-2%。
在良好的植被覆盖下,A层之上还可能出现枯枝落叶层( O层)。
(二)铁铝残余聚积层
这是一个由于盐基和硅酸盐的淋失,铁铝氧化物相对聚集而形成的层次。
B层厚度的变异很大,薄者几十厘米,厚者几米或更厚。
砖红壤、赤红壤和红壤 B层的主色调多为红色或红棕色,而黄壤 B层的主色调则为黄色。
风化度高的砖红壤 B层常因含大量氧化物而呈现松脆的性质,黄壤的 B层则缺乏松脆性。
B层下部可能出现红、黄、白相间的网纹层。
(三)母质层
母质层的厚度变化很大,可以从几十厘米到几十米。
该层可以是深厚的红色风化壳,也可以是母岩的直接风化物。
该层颜色多样
上述基本层次与剖面构型在不同土壤类型中会有所变化。
如:在水土流失严重的地区,土壤常缺乏 A层,而呈 B-C型土体构型。各土类的幼年土壤类型呈 A-C型,甚至 A-R型。
二、矿物学特性
粘粒矿物主要是 1,1型高岭类矿物和二三氧化物(针铁矿、赤铁矿、三水铝石等)。
砖红壤以高岭石为主,三水铝石为次;
赤红壤以高岭石为主,三水铝石少见;
红壤以高岭石为主,但伴有一定数量的水云母、
绿泥石或蛭石。
黄壤中则以高岭石、三水铝石、绿泥石或蛭石兼而有之,有时含有较多的水云母。
湿度较高的黄壤中针铁矿较多。
三、化学特性
(一)表层有机质含量变异大,富里酸比例高。
腐殖酸的 H/F比值常为 0.5左右,低的仅 0.1-0.2,其中胡敏酸的结构也比较简单。这些腐殖酸的凝聚能力弱,形成的团聚体品质也较差。
不同植被、不同土类中的腐殖质组成也有差异。
(二)酸性较强、阳离子交换量和盐基饱和度低
---铁铝土的 pH多在 4.5-5.5之间,最低 3.6
(黄壤),高的达 6。
---CEC多在 10cmol/kg以下,少数可以超过
20cmol/kg,表层 CEC常高于心土和底土。
---盐基饱和度多在 30%以下。
(三)养分较贫乏
---在自然植被良好的情况下,有机质和氮素含量较高,但开垦后迅速降低。
---P素含量与母质关系密切,基性岩 >酸性岩。磷有效性差。
---供 K能力多较差。
---钙镁十分缺乏;
---B,Mo普遍缺乏;
四、物理性质
质地多粘重,但深受母质影响。
土壤供水能力差,有效水含量低。
第三节 土类概述一、砖红壤
(一)分布与形成特征
---主要分布在海南岛、雷州半岛、西双版纳及台湾南端。大体位于北纬 22o以南,
属热带地区。
---气候具有高温多雨、干湿季明显的季风特点。
---原生植被为热带雨林和季雨林。
---一般分布在低山、丘陵和阶地上。
---母质为各类岩浆岩、沉积岩和古冲积物。
典型砖红壤发育年龄极长,风化度极深,
土体非常深厚,铁铝残积特别明显,是铁铝土中发育度最高的土类。
砖红壤是发展热带经济作物、特别是橡胶的重要基地,水稻一年二至三熟。
(二)主要亚类
分为两个亚类:
( 1)砖红壤:是本土类的典型亚类。
( 2)黄色砖红壤:分布在砖红壤区相对湿度较大的区域。
福建没有砖红壤的分布。
二、赤红壤
(一)分布与形成特征:
---是南亚热带地区的地带性土壤,是砖红壤和红壤之间过渡土类。在分布和性质上都介于砖红壤和红壤之间。
---主要分布在广东西部和东南部、广西西南部、
福建和台湾南部、云南部分地区。
---一般分布在海拔 1000米以下的低山、丘陵、台地地区。福建赤红壤的分布上限变化在 200-400
米之间。
---赤红壤的富铝化和生物富集作用均比砖红壤弱、
比红壤强。
(二)剖面特征
剖面层次分异明显,土体构型呈 A-B-C型。
A层呈棕 -棕红色。 B层呈棕 -红棕色,色调与游离氧化铁呈正相关。 C层手母质影响较大,色调较复杂,从红色到黄色,
与母质颜色近似。
A层结构多为碎块状; B层为块状或棱块状,常见胶膜淀积; C层块状或弱块状结构,少有胶膜淀积。
(三)理化特性
粘粒中高岭石占绝对优势;
我省赤红壤的母岩主要是花岗岩和其它酸性岩,故质地一般较轻。
微团聚性和渗透性较好,总孔隙度、通气孔隙和持水孔隙均较高,有利于调节水、气矛盾。
土壤呈酸性 (pH5.0-5.5),交换性铝占优势
(占 CEC的 60-95%);
阳离子交换量:,B层 CEC=2.10-20.04
cmol/kg粘粒。
有机质含量低:有机质平均含量为
21.3g/kg,受植被覆盖状况影响严重
矿质养分较贫乏:大部分缺 P,K,Ca、
Mg,B,相当部分缺 Zn,Mo。 养分不平衡是赤红壤开发的主要限制因素之一。
(三)主要亚类
划分为赤红壤、黄色赤红壤和赤红壤性土三个亚类。
福建仅有赤红壤和赤红壤性土两个亚类。
1、赤红壤
是本土类中的典型亚类。
福建的赤红壤亚类主要分布在闽东南丘陵台地上,成土母质以花岗岩为主,其次为火山岩类和第四纪红色粘土和少量玄武岩。
土层一般较深厚,剖面发育完整,土体构型 A-B-C或( A) -B-C。 淀积层较发育,
呈棕红色,多铁铝结核,有的甚至形成蜂窝状铁磐。
根据母质类型及其性状的不同,续分为 10个亚类:
硅铝质赤红壤土属;
铁质赤红壤土属;
赤土属;
侵蚀赤红壤土属;
铝硅质赤红壤土属;
硅铝铁质赤红壤土属;
硅铁质赤红壤土属;
残余水化赤红壤土属;
黑赤土土属;
赤砂土土属;
2、赤红壤性土
该亚类是在已被强烈侵蚀的土壤上发育形成的。
土层浅,剖面发育不完整,土体构型 A-(B)-C;
半风化碎屑及粗砂粒多,粗骨性强;
有机质含量低,养分贫乏;
保水性差;
肥力低下。
本亚类只有一个土属三、红壤
(一)分布与形成特征
---分布于长江以南的低山丘陵区,形成于中亚热带生物气候条件下。
---原生植被为亚热带常绿阔叶林,地形多为低山、丘陵和高原
---在福建,红壤分布于中西部地区;
---红壤的富铝化程度弱于赤红壤,但仍十分明显。
(二)剖面特征
土体深厚,土层分化十分明显;
植被覆盖好的地方,A层之上常有 O层;
B层厚度在 30-50厘米之间,有的甚至可达 1米以上。颜色在红、红棕、橙色之间。
块状或棱块状结构,铁铝胶结的微团聚体普遍存在。 B层下段多有红、白、黄色蠕虫状孔隙和网纹层。
C层为母质层或红色风化壳。
(三)理化特性
质地较粘重:以壤质粘土为主,受母质影响很大;
孔隙度低,容重较大,胀缩性大,有效水含量窄:湖南测定,A层容重在
1.3gcm-3以上,孔隙度 40-50%。
养分含量低:缺 P,K,B,Zn
CEC和盐基饱和度低:我省平均
9.70cmol/kg,全国平均盐基饱和度 20%左右。
(四)亚类
红壤土类划分为五个亚类:红壤,黄红壤,棕红壤,山原红壤和红壤性土。
福建只有三个亚类:红壤,黄红壤,红壤性土。
1、红壤亚类
在中亚热带地区,红壤遍布丘陵、山地及河谷盆地,分布上限在海拔 700-1000
米。
在南亚热带地区,红壤分布在赤红壤之上的垂直带谱上,分布上限海拔为 800-
1200米(赤红壤分布上限 <200-400米 )。
自然植被较好,生物累积量大,成土时间长,土壤发育好。
土层深厚,土体构型 A-B-C或 B-C。
本亚类适合于林木及亚热带和温带经济作物生长,是福建用材林基地,也是茶叶生产基地。
根据母质类型极其所引起的土壤属性的差异,续分为 11个土属。
硅铝质红壤土属;
铝硅质红壤土属;
铁质红壤土属;
硅铝铁质红壤土属;
硅质红壤土属;
硅钙质红壤土属;
硅铁质红壤土属;
侵蚀红壤土属;
水化红壤土属;
红泥土土属;
红泥砂土土属;
(二)红壤性土亚类
遍布全省各地,多分布于丘陵山地顶部及陡坡地段。占该土类的 5.57%。
大都是经过严重侵蚀后,重新发育的土壤。
成土时间短,土壤发育弱,土层薄,剖面分异不明显,A-(B)-C
粗砂碎石多,粘粒少,粗骨性强。
根据母质类型,可以分为 5个土属:
硅铝质红壤性土土属;
铝硅质红壤性土土属;
铁质红壤性土土属;
硅铝铁质红壤性土土属;
硅质红壤性土土属;
(三)黄红壤亚类
分布于山地垂直带谱中,是红壤向黄壤过渡的亚类。分布下限是 600-750米,上限海拔是 800-1200米。
相对湿度较高,植被茂密。
土体上部游离铁被水化,呈棕黄色,但剖面下部仍保留红壤的基本性质。
有机质含量较高,土壤养分较丰富,潜在肥力较高,有利于发展林业。
根据风化物的性质和性状,续分为 7个土属:
硅铝质黄红壤土属;
铝硅质黄红壤土属;
铁质黄红壤土属;
硅铝铁质黄红壤土属;
硅质黄红壤土属;
硅钙质黄红壤土属;
侵蚀黄红壤土属四、黄壤
(一)形成与分布特征
---分布于中亚热带中等海拔高度的山地上,
以四川、云贵高原居多,其余各省也有分布。
---黄壤水湿条件较好,热量条件较差,云雾多,日照少,相对湿度大。
---原生植被主要为常绿阔叶林、常绿 -落叶阔叶混交林。
富铝化过程是主要成土过程,伴有“黄化”过程。
黄化过程是氧化铁矿物水化,土体呈黄色,B层颜色更鲜艳。这是土壤区别于其它土类的一个重要特征。
酸性较强,三水铝石多。
福建黄壤的分布下限是 700-1200米。
(二)主要亚类
根据成土作用的组合及发育程度的差异,
可以续分为黄壤、暗黄壤、漂洗黄壤、
表潜黄壤、黄壤性土等五个亚类。
福建仅有黄壤和黄壤性土两个亚类。
1、黄壤亚类
是黄壤的典型亚类。
续分为 9个土属:
硅铝质黄壤土属;
铝硅质黄壤土属;
铁质黄壤土属;
硅铝铁质黄壤土属;
硅质黄壤土属;
硅钙质黄壤土属;
侵蚀黄壤土属;
黄泥土土属;
黄泥砂土土属;
2、黄壤性土亚类
分布于中山顶部或陡坡地段,原生植被破坏,土壤侵蚀严重。系被侵蚀的土壤上重新发育而成的土壤。
成土时间短,土壤发育弱,土层薄,剖面发育不完全,土体构型 A-(B)-C。 粘粒含量少,表层有机质丰富。
本亚类只划分 硅铝质黄壤性土 一个土属。
第三节 铁铝土的利用与改良一、优势与问题
(一)优势
1、水热条件优越,生产潜力较大
2、适合于多种作物种植
3、土层一般较深厚
(二)主要问题
1、酸、瘦、粘、板
2、植被一旦破坏,就导致水土流失、土层变浅薄、肥力迅速降低
3、沿海赤红壤存在季节性干旱威胁二、利用与改良
(一)综合规划、整体开发
1、要用生态学的观点来指导开发利用
---本区生态系统比较脆弱,破坏容易恢复难。一旦破坏,就可能造成严重的生态环境后果。因此,不论进行何种开发利用,都必须兼顾生态环境的保护。否则,
将得不偿失。
---丘陵山地的开发利用要特别注意防止水土流失。
2、要用大农业和立体农业的观点来指导开发利用
---本区的自然环境条件和土壤性质变化很大,存在明显的水平地带性和垂直层次性。
---不仅适合于粮食作物,更适合于各类经济作物。
不仅适合于种植业,也适合于养殖业。不仅适合于农业,也适合于林业。
---因此开发利用时必须因土制宜、因山制宜,根据资源条件和当地社会经济特点,进行最有效的开发利用。
不同土壤类型的理化性状不同;
不同坡度的土壤的利用适宜性不同:
<20o的坡面,可以修筑水平台地 ;
>25o的坡面,严禁垦殖
不同侵蚀强度的土壤的利用适宜性不同;
不同海拔的土壤的利用适宜性不同;
---在垂直方向上,可以采用顶林、腰经、
谷农立体垂直布局:
丘岗中上部土壤薄、瘦、旱,应以林为主;中下部适于发展高效的经济作物
(果茶等);坡麓则可以种植水肥条件要求高的粮食作物。
立体种植的例子
---在同一地块上,可以采用间、套、混作立体布局:
立体种植有利于提高光能利用率,有利于提高人工生态系统的稳定性,同时也有利于土壤的培肥。
农林混作、果农间作、果(茶)肥间套作、不同作物间套作等。
3、要有国土整治的观点要利用、保护、治理相结合,在开发利用的同时,搞好山、水、土、田、林、
路的综合整治。
4、要有以林、草为主、保持生态平衡的观点保护森林是保护本区生态环境的关键要严格控制采伐量,制止掠夺性滥伐,
加速荒山绿化造林。
(二)综合开发治理,科学利用改良
1、以林为主,农林相结合这是根据我省省情而提出的一项方针,
原因有四:
( 1)山地丘陵面积大,地形起伏大,农业发展限制大,比较适合于林业的发展。
( 2)植被可以缓冲水热旱涝矛盾,防止水土流失,保持良好生态环境。
( 3)多年生林木对光、热、水的利用率高,
生物量大,有利于土壤自肥;
( 4)林木抗逆性强、适应性广,经济林木经济效益好,是致富途径之一。
2、发展草业,草牧业并举
---在红壤坡地上种牧草,可以有效地防止水土流失,增加土壤有机质和养分含量,
调节土壤水热状况,改善结构性,达到养地和保地的效果。
---可以在荒山荒坡种牧草,也可以在茶果园种牧草(行间种植、田埂种植、道路沟渠边种植)
---种植牧草与畜牧业相结合,既能保护生态环境,又能提高经济效益
3、保土为主,保、用、养相结合用地、养地、保地是铁铝土开发利用的三个方面,相互依存,缺一不可。
一般说来,“用地”是目标,“保地和养地”是为了永续利用。我省丘陵山地水土流失严重,因此必须以保地为主。
4、以培肥为主,肥、水、改制相结合培肥的关键就是迅速恢复和提高耕作层有机质水平。基本措施是增施有机肥,
补充矿质养分,间套种绿肥等。
( 1)化肥与有机肥相结合
( 2)因土施肥,适当使用石灰
( 3)避免长期单一施肥
( 4)建立合理的耕作制度
---绿肥:百喜草,宽叶雀椑,爬地兰,无刺含羞草,马唐,扁穗牛鞭草,索兰德狗尾草,鸡脚草,罗顿豆,威恩圆叶决明,大翼豆,白三叶