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土壤分类

/soil classification/
条目作者王秋兵

王秋兵

最后更新 2023-09-22
浏览 324
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根据一定原则和依据对土壤类别进行的划分。

英文名称
soil classification
所属学科
农业资源与环境

对土壤进行科学分类具有重要的科学价值和生产实际意义。从科学认识自然的角度看,对土壤进行分类是不断深入认识自然世界和认识土壤的要求,因此从某种意义上来讲,土壤分类是土壤科学发展水平的体现,是反映土壤科学发展的一面镜子,土壤分类的完善程度是土壤科学发展水平的重要标志。从生产实际应用角度看,土壤分类是土壤调查、制图和土壤资源评价的基础,是因地制宜推广各项技术措施的重要依据,只有确切划分土壤类型才能做到因地制宜(因土利用、因土种植、因土施肥和因土改良等)。另外,在相同或相似的自然条件下和生态环境类型中,常存在着可以类比的相似土壤类型,土壤分类便成为关于土壤信息储存和信息处理的重要载体,是国内外信息交流的重要媒介。

土壤分类大致可以分为技术分类与自然分类两大类。技术分类是人们为某一特定目的对自然群体进行分类。

针对不同目的可以有各种各样的技术分类。如为定税收,按地力将土壤分成几级;为表明土壤遭受侵蚀的危险程度,将坡度分成几级,都是技术分类;根据土壤上生长植物或种植作物的类型把土壤划分为森林土壤草原土壤、农田土壤、菜园土壤等类型;根据作物产量高低或产能大小将农田土壤划分为高产土壤、中低产土壤等。一个技术分类仅仅依据对此分类目的最有意义的一个或少数几个性质。显然,在那些按技术分类目的归类的类别中,仅在少数几个性质上是均一的,不能轻易地将他们转化为其他目的的技术分类,更不能转化为自然分类。如根据坡度进行的土壤分类不能转化为以评价表土耕性为目的的土壤分类。只有在自然分类的最低层,其类别才能提供相应于各种目的都是均一的单位,而这些性质对大多数技术分类的目的来说也是重要的。

自然分类或可称基础分类,揭示每一个类别与所有其他类别的关系、个体与群体的关系;考虑一个群体的所有性质,并选择那些具有最大数目协变特性的性质作为分异特性,以便使每一个类别的定义都表明尽可能多的性质间的关系,并由此可对其做出最大量、最精确和最重要的陈述;自然分类能转化为多种技术分类;分类时不针对特殊的应用目的;自然分类行使归纳、命名和定义类别这样一个极其重要的机能。自然分类所定义的类别是具有以下几方面用途的基本单位:①鉴定研究对象的样本个体。②组织研究数据以发现群体中存在的关系。③以这些关系对群体进行概括。④将这些概括应用于还未被直接研究的特殊对象。

在一个自然分类过程中,人们把众多的个体归类为最低分类阶层中的类别。

土壤是十分复杂的自然体,由于科学发展水平的差异,不同时期有各种不同的土壤分类法。

农民长期使用土地,从事土壤耕作,在用土改土过程中,积累了丰富的辨土、识土经验,并用简练而生动活泼的语汇表达出来。这些分类多是技术性土壤分类,即针对某一特定目的的土壤分类。

在中国古代,早在先秦时期为发展生产和充分发挥土地潜力,设官征收赋税,划分当时九州土地上的土壤。《禹贡》根据土色、土壤质地和水文,将九州土壤分为白壤、黑垆、白垆、赤埴垆、涂泥、壤、下上坟垆、青黎、黄壤和海滨广斥等。并根据土壤肥力高低,将土壤分为三等九级,而且将土壤特性和土壤分类同地形、植物和土壤利用联系起来,成为世界上最早的土壤分类尝试。《管子·地员篇》关于土壤分类的区分比上述更为详细,根据土色、土壤质地、土壤结构等以及有机质、盐碱情况等因素,结合地形、水文、植被等将九州土壤分为18种,即栗、沃、位、隐、壤、桴、怵、垆、壏(xiàn)、剽、沙、塥、犹、壮、埴、舃、觳、桀。每类再分为五级,即构成“九州之土凡九十物”。此后,“地官司徒下篇”也划分了九州土壤及其改良利用。尽管古代土壤分类命名各有不同,但鉴别土壤的目的是相同的,主要在于估计地力与发展生产。

古希腊亚里士多德[注]提出火、气、水和土四行,他认为这四大物体是携带质量的主要客体,是冷热、干湿的传导体。土壤是区分这些要素的重要物体。西奥弗拉托斯[注]将把土壤称为“Edaphos”,即今土壤学原形字。他认为土壤是宇宙体中的一部分,表土层中含有腐殖质,是可供草根和灌木生长所需的物质。他划分出六大土地类是适于生长不同作物的。古代罗马科学家M.P.凯托[注]按耕地适宜性划分了九类土壤,对生产粮食与纤维作物有指导意义。在古代罗马的农书《农业论》中,公元前60年L.J.M.科卢梅拉[注]将土壤按好坏分为若干等级:丰富且松软、丰富而干旱、排水优良,以及干旱、松散和瘦瘠等,与植物生长状况的好坏联系起来。1812年A.D.泰伊尔[注]根据土壤适种性分为小麦土、大麦土、燕麦土和黑麦土等,并进一步区分相应等级;还根据土壤质地划分出黏土壤土、砂壤土、壤砂土、砂土与腐殖土。19世纪中叶,西欧出现了分别由法鲁和里希特霍芬制定的土壤分类系统。他们将土壤看作地质形成物,因而地质起源、岩石组成、地貌类型等地质因素和土壤质地等成为土壤分类的主要依据。这些分类被称为农业地质学派,大家虽然熟知,但没有被世界各地的自然科学家完全认同。类似的分类也出现在美国。1820年美国A.伊顿[注]T.R.贝克[注]将纽约州土壤列为冲积形成。细分为残积与运积两种。把残积物细分为五种,运积物细分为四种。如粒状土、硬磐、岗地壤土、岗地黏土与低地壤土。

19世纪末至20世纪初,俄国V.V.道库恰耶夫根据土壤剖面发生层的特性与环境条件统一的原理,创立了土壤地带性学说,奠定了土壤学作为一个独立学科的理论基础,土壤分类走向自然分类阶段。

道库恰耶夫于1883年出版了《俄罗斯黑钙土》,奠定了土壤发生学说和土壤分类学基础。见土壤发生分类

美国的土壤调查开始于1899年,当时分类主要倾向于地质学成因的单因子技术分类,是三级分类。最高层次代表了自然地理省(大土壤省),以下两级是土系和土型。然而这一系统从未被描述为土壤分类系统。1914年格林卡以德文出版《土壤形成类型及其发育》,系统介绍了道库恰耶夫学说,见土壤发生分类

道库恰耶夫和西比尔采夫的基本思想在第一次世界大战后才在欧洲科学家中流行起来。西欧的土壤学家改变了过去农业地质学派的观点,接受了俄国土壤发生学观点和土壤地带性学说,提出了多个土壤自然分类,总体上可归为形态发生学土壤分类(见土壤分类制)。例如W.L.库比纳[注]1953年提出的德国土壤分类,运用土壤微形态观点,主张土壤分类应根据土壤的整体性状作为自然体进行分类。他的分类系统是按未发育土壤(A-C型)到深度发育土壤(A-B-C型)的顺序排列。E.穆根浩森[注]于1962年提出的德国土壤分类,与库比纳的分类一脉相承,均以门为最高单元,共分陆上土壤门和半陆上土壤门、水下土壤门和泥炭土门;土纲以发育程度划分,并依次划分为若干土类及亚类。法国于1956年在研究了非洲、南美等土壤后,也拟出了涉及范围广泛的分类系统。这一分类吸收了西欧、美国分类的一些原则,以发育程度由弱到强划分出(A)C,AC,A(B)C和ABC等剖面和水成等特征进行分类,并拟订了各级分类单元。由此可见,两次世界大战之间的这段时间,世界土壤分类的指导思想,特别是美国与苏联两个主流学派,提出的土壤命名和类型划分都非常明显具有“因素-发生学”思路的烙印。例如苏联的草甸高山土、棕色森林土以及美国的草原土壤。

自道库恰耶夫以后,苏联土壤学家们一直遵循道库恰耶夫的土壤发生学说和地带性土壤地理分布规律学说,逐步形成了地理发生分类(或称生态发生分类)、形态发生分类和历史发生分类(以柯夫达为代表)三个主要学派,其中以伊万诺娃为代表于1976年提出的苏联地理发生学派占有主导地位。美国的土壤学家们逐步认识到,苏联的土壤地理发生学土壤分类存在许多缺陷。于是自1951年起,美国转向拟订新的土壤分类系统研究,于1975年出版了《土壤系统分类》(Soil Taxonomy),标志着国际土壤分类历史上一个新的里程碑,使世界土壤分类进入以土壤属性为主的诊断分类阶段。具体见美国土壤系统分类。许多国家直接采用美国系统分类,更多的国家在应用本国分类的同时应用美国系统分类,甚至长期坚持地理发生学土壤分类的俄罗斯也在分类观念、划分标准等重大原则问题上发生转变,提出了新的土壤分类方案,逐步向定量化的诊断分类方向靠拢,使世界土壤分类的主流方向趋于融合。

因全世界尚无一个统一的土壤分类制度,联合国粮食及农业组织及教科文组织为编制l∶500万世界土壤图,于1974年出版了《世界土壤图图例系统》,1988年出版了修订版。图例单元虽非土壤分类单元,但相当于一个不完全的土壤分类制。它采用了诊断层和诊断特性的概念,将图例单元分为三级,一级单元有28个,大致相当于美国、苏联土壤分类中的大土类;二级单元共153个,大致相当于亚类。

为提供一个国际间可以相互比较的土壤分类体系,世界土壤资源参比基础应运而生。并于1998年、2006年和2014年出版第1版、第2版和第3版。世界土壤资源参比基础方案并不主张建立一个完整的体系,而只建立其高级单元,即集合土类,其下由各国自行设计。

各学派土壤科学工作者对土壤认识的观点不同,虽然是对同一个土壤客体,但归纳综合的原则、方法、方案不同。截至2020年还没有世界统一的土壤分类系统。当前国际上土壤分类逐步形成以俄罗斯为代表的土壤发生学分类学派、西欧的土壤形态发生学派、以美国为代表的土壤系统分类学派、以欧洲土壤学家认可的世界土壤资源参比基础等几个流派。其中,以俄罗斯为代表的土壤发生学分类国际影响力逐渐变小,而以美国土壤系统分类在国际上的影响越来越大。

中国近代土壤分类工作始于20世纪30年代初,当时受美国C.F.马伯特[注]土壤分类的影响,曾经制定了一个包含近20个土类和2000余土系的土壤分类系统。中华人民共和国成立后,又借鉴苏联土壤发生学分类的方法,确立了若干新的土类。1978年,中国土壤学会召集全国土壤分类会议,根据成土条件、成土过程与土壤属性统一的原则,制定订了一个包含46个土类和130余个亚类的《中国土壤分类暂行草案》。1984年,全国土地资源调查办公室又草拟了《中国土壤分类系统(第二次土壤普查分类系统)》(修订稿)。1985年,中国土壤学会在全国土壤基层分类会议上进一步明确了以土种为主要分类单元的分类指标和依据。随着国际土壤分类向标准化、定量化、国际化方向发展,1985年开始开展中国土壤系统分类研究,于2003年建立了中国土壤系统分类的从土纲到亚类的高级分类单元。从2009年开始,由中国科学院南京土壤研究所张甘霖研究员牵头,开展了中国土系调查与《中国土系志》编制,制订了野外调查描述采样和室内分析规范。2013年提出的中国土壤系统分类土族和土系划分标准,标志着一个完整的中国土壤系统分类体系已经建立,成为世界三大主流土壤分类制之一。代表传统的中国土壤发生分类和顺应国际发展方向的中国土壤系统分类体系共存并用。

当前国际土壤分类的趋势可概括为三点:即定量化、标准化和国际化。

土壤分类的发展从朴素的土壤分类发展到发生分类是一大进步,但是认识土壤发生过程是一个漫长的过程。各国土壤学家由于所处环境和学术观点不同,所以建立在发生概念基础上的分类往往难于取得一致,在这种情况下土壤分类定量化是一种必然趋势,也是土壤科学发展对土壤分类的严肃要求。美国土壤学家首先提出了诊断层和诊断特性的概念,它的定义和指标,用可计量的指标来体现发生过程,既有中心概念,又强调边界概念,以检索系统代替分类的判断。国际上已出现了以土壤分类定量化为特点的各学派之间的相互渗透。

在定量化的基础上实行标准化,如诊断层、诊断特性都有其特定的指标,如果采用这些层次和特性必须同时采用其相应的指标,所以世界各国采用相同的标准进行土壤分类的越来越多。

若将世界土壤资源参比基础土壤分类、俄罗斯罗札诺夫土壤分类、联合国世界土壤图图例系统、美国土壤系统分类和中国土壤系统分类等几大主流土壤分类系统进行比较,可发现它们之间有许多相似之处,存在差异的部分往往可在不同级别中找到对应关系,说明各国土壤分类在交流中逐渐趋于统一,表现出显著的国际化特征。从长远来看,要建立一个统一的世界性的土壤分类是完全可能的。国际土壤科学联合会(IUSS)顺应这一发展趋势,组织世界各国专家,成立了专门工作组,正尝试研究建立世界统一的土壤分类系统。

  • 王云森.中国古代土壤科学.北京:科学出版社,1980.
  • 林蒲田.中国古代土壤分类与土地利用.北京:科学出版社,1996.
  • 龚子同,张甘霖,陈志诚,等.土壤发生与系统分类.北京:科学出版社,2007.
  • 龚子同.中国土壤系统分类——理论•方法•实践.北京:科学出版社,1999.
  • 中国科学院南京土壤研究所土壤地理研究室.国际土壤分类述评.北京:科学出版社,1988.

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