● 摘要
目前国内关于在人类扰动下的土壤微形态特征研究多集中在现代耕作层,且多是分析孔隙和微团聚体在不同耕作方式及不同耕作年限下的变化,从而为土壤的肥力鉴定提供依据。对于古耕作土壤微形态特征的研究则很少。随着学者们对人为因素的日益重视,如何准确的将错综复杂交织在一起的自然因素和人为因素对土壤微形态特征的影响作用鉴别出来,是准确地解读微形态包含的土地利用、土地退化和环境演变信息的关键。
本文通过偏光显微镜下的观察描述,应用国内在土壤微形态定量测量方面专业的Leica Qwin软件,对现代耕作土壤、古耕作土壤和古土壤的微形态特征进行了分析。本文主要对矿物组合、孔隙、微垒结类型、土壤形成物等特征进行了观察和描述,并对这些特征进行了定量分析、测量和数值模拟,对土壤微形态所包含的信息进行了较深入的解译,得到了泾河中游地区的现代耕作土壤、古耕作土壤、古土壤的微形态特征,既有明显的共同特征,又显示出一定的差异。
三种土壤的粗颗粒均主要是以石英、长石等不易风化的原生矿物为主,磨圆度不同,黑云母发生蚀变,角闪石残斑极少。此外现代耕作土壤中石英的破碎现象很普遍,棱角-次棱角状。而古耕作土壤中含有粒径较大的石英复合晶、石英或长石的扁平单晶等外来物质。
微垒结类型方面,现代耕作土壤属于孔洞-孔道复合微垒结,大量生物孔隙存在,孔隙粗糙的裂隙发育。古耕作土壤和古土壤都属于海绵微垒结,孔隙呈网状分布,遍布基质,以圆柱形、拱形或近圆形等形状为主,均比现代耕作土壤的孔隙发育,其中古土壤的孔隙最为发育。古耕作土壤的土壤基质最为发育的程度是次棱角状,而古土壤则已发育到团块状。古耕作土壤的裂隙在三种土壤中发育最弱。
三种土壤所包含的土壤形成物均为次生方解石形成物、粘土形成物和蚯蚓形成物。现代耕作土壤的次生方解石形成物发育时间短暂、发育弱;粘土形成物粘化程度有限,被铁浸染程度微弱,且这两种形成物经常会混杂在一起,形成泥质次生方解石形成物,轮廓模糊,与周围基质的界限不明显。现代耕作土壤中存在的新月形、复合层理的次生方解石插入物可作为识别现代耕作土壤的特征。古耕作土壤中的次生方解石形成物的发育程度强于现代耕作土壤,尤以大型次生方解石填充物的出现为特征;粘土形成物以被铁中到强度浸染的不规则状粘土团聚体为主,光性定向粘土发育微弱,以聚集状形式出现。古土壤中的针状次生方解石的发育程度在三种土壤中是最强的,呈环状分布于呈裂隙状的孔隙壁处,且互相连结;粘粒形成物有无定向光性铁浸染粘土形成物和光性定向粘土。古土壤的光性定向粘土的面积大,颜色深,光性表现非常明显,且形成了深褐色新月形胶膜分布在孔隙壁。对于蚯蚓排泄物来说,在现代耕作土壤中的丰度最大,大量松散的填充于孔隙处、形状以长条状为主,较多保留着原始形态。古耕作土壤和古土壤中的蚯蚓排泄物数量少,但在古耕作土壤中表现出了连续的附着于孔隙壁呈闭合的特征,古土壤中则没有此规律。
有机质的类型在三种土壤中是一致的,都主要是植物残体,但是植物残体在土壤中的降解程度不同。现代耕作土壤的植物残体以可辨别出原始轮廓的器官残体和半分解的组织残体两种类型占优势地位,大量填充于孔隙处,颜色新鲜,为红色或暗红色居多,以长条状为主。古耕作土壤和古土壤中的植物残体则降解程度强烈,小块状,颜色为发暗的黑红色,数量很少,以古土壤中的丰度最小。
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