中国土壤系统分类方案形成于2001年。2013年提出了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。此分类方案顺应了当今世界土壤分类的主要发展方向,是具有国际影响的土壤分类方案之一。在中国,与土壤发生学分类体系并用。
中国土壤系统分类
中国土壤学家针对中国土壤特点,依据土壤发生过程所形成的土壤本身性质,采用可定量观察和测定的诊断层、诊断特性、诊断物质等为鉴定标准建立的多等级可检索的土壤分类系统。
- 英文名称
- Chinese Soil Taxonomy
- 所属学科
- 农业资源与环境
土壤学发源于温带人为作用强度不大的地区,而中国地域广阔,自然条件复杂多样,农业历史悠久,人为活动影响剧烈。像中国这样既有温带又有热带、既有湿润区又有干旱区、既有自然土壤又有大面积人为土的国家,其土壤类型的多样性在世界上是罕见的。因此,国际上任何一个土壤分类都不可能完全适合于中国,必须立足国内,面向世界创建适合于中国实际的土壤分类。自1954年开始,中国学习苏联土壤地理发生分类思想,建立和应用的是土壤发生学分类体系(见中国土壤发生分类)。随着科学的进步,在实践过程中,土壤发生学分类中存在的问题逐步显现出来。20世纪六七十年代,是国际土壤系统分类大发展时期。在此期间,中国的土壤分类却停滞了10年。改革开放以后,国际上的土壤分类思想传入中国,针对中国土壤分类存在的问题,顺应国际土壤分类发展趋势和潮流,1984年中国开始了土壤系统分类研究。
在中国土壤系统分类研究的初期(1982~1984),中国土壤学家邀请国外专家来华讲学,介绍土壤分类的思想和方法,广泛掌握国外土壤分类进展情况,编译出版《美国土壤分类检索》(1985)和《国际土壤分类述评》(1988)等著作。同时编辑了30年代以来中国土壤分类文献索引,制作了土壤比色卡,制订了土壤野外描述规范、水热动态观测方法和信息系统方案,以及土壤实验室分析方法规范等,为中国土壤系统分类顺利开展奠定了理论和实践基础。
1985年中国土壤系统分类研究工作启动。在中国科学院和国家自然科学基金委员会的持续资助下,在李庆逵、李连捷、唐耀先、孙鸿烈和赵其国等土壤学家的支持下,由中国科学院南京土壤研究所龚子同主持,于1985年开始了20多年的中国土壤系统分类研究。先后共有全国38个科研单位和高等院校240多人参加,发表了七个版本的分类方案:从《中国土壤系统分类》(初稿,1985),经二稿(1987)、三稿(1988),到《中国土壤系统分类》(首次方案,1991)、《中国土壤系统分类》(修订方案,1995),于1999年出版总结性专著《中国土壤系统分类——理论·方法·实践》;经进一步修改完善后,2001年出版了《中国土壤系统分类检索》(第三版)。至此,比较完善的中国土壤系统分类高级单元框架(14个土纲、39个亚纲、138个土类、588个亚类)已经建立。
相比之下,中国土壤基层分类研究基础还很薄弱,因此中国土壤系统分类研究从90年代后期开始将重点方向转向了基层分类的研究。在1996年1月召开的中国土壤系统分类土壤基层分类研讨会上,决定以土系作为中国土壤系统分类的基层分类单元。1999年国家自然科学基金委员会启动重点项目“中国土壤系统分类中基层分类研究”,着重研究和构建划分土系的原则、方法、标准等理论体系,在全国近20个样区开展了土系划分研究和区域制图实践,出版了《土系研究与制图表达》。
在2009~2013年和2014~2018年,由中国科学院南京土壤研究所张甘霖研究员牵头,组织全国20所高等科研院校土壤分类专家分别开展了中国土系调查与《中国土系志》编制、中国土系调查与《中国土系志》中西部卷编制。通过全国大范围、大规模土壤调查实践,制定了中国土壤系统分类土族和土系划分标准,标志着一个从土纲到土系完整的中国土壤系统分类体系已经建立。
中国土壤系统分类方案主要参照美国土壤系统分类的思想原则、方法和某些概念,吸收西欧、苏联土壤分类中的某些概念与经验,针对中国土壤而设计的,以土壤本身性质为分类标准的定量化分类系统,属于诊断分类体系。
中国土壤系统分类共设11个诊断表层,即:有机表层、草毡表层、暗沃表层、暗瘠表层、淡薄表层、灌淤表层、堆垫表层、肥熟表层、水耕表层、干旱表层和盐结壳;20个诊断表下层,即:漂白层、舌状层、雏形层、铁铝层、低活性富铁层、聚铁网纹层、灰化淀积层、耕作淀积层、水耕氧化还原层、黏化层、黏盘、碱积层、超盐积层、盐磐、石膏层、超石膏层、钙积层、超钙积层、钙磐和磷磐;2个其他诊断层,即:盐积层和含硫层;25个诊断特性,即:有机土壤物质、岩性特征、石质接触面、准石质接触面、人为淤积物质、变性特征、人为扰动层次、土壤水分状况、潜育特征、氧化还原特征、土壤温度状况、永冻层次、冻融特征、n值、均腐殖质特性、腐殖质特性、火山灰特性、铁质特性、富铝特性、铝质特性、富磷特性、钠质特性、石灰性、盐基饱和度及硫化物物质。在中国土壤分类系统中,还把在性质上已发生明显变化,但尚未达到诊断层或诊断特性规定指标,在土壤分类上又具有重要意义,足以作为划分土壤类别依据的土壤变异现象称为诊断现象(主要用于亚类一级)。截至2020年,已建立的诊断现象20个,即:有机现象、草毡现象、灌淤现象、堆垫现象、肥熟现象、水耕现象、舌状现象、聚铁网纹现象、灰化淀积现象、耕作淀积现象、水耕氧化还原现象、碱积现象、石膏现象、钙积现象、盐积现象、变性现象、潜育现象、富磷现象、钠质现象和铝质现象等。
中国土壤系统分类为多级分类,共六级,即土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系。前四级为高级分类级别,后两级为基层分类级别。
土纲的辅助级别,主要根据影响现代成土过程的控制因素所反映的性质(如水分状况、温度状况和岩性特征)划分。例如,人为土纲中按水分状况划分为水耕人为土和旱耕人为土;干旱土纲中按温度状况划分为寒性干旱土和正常(温暖)干旱土;新成土纲中按岩性特征划分为砂质新成土、冲积新成土和正常新成土。此外,个别土纲由于影响现代成土过程的控制因素差异不大,所以直接按主要成土过程发生阶段所表现的性质划分,如灰土纲中的腐殖灰土和正常灰土。截至2020年,共划分出39个亚纲。
亚纲的续分。土类类别多根据反映主要成土过程强度或次要成土过程或次要控制因素的表现性质划分。如正常有机土中反映泥炭化过程强度的高腐正常有机土、半腐正常有机土和纤维正常有机土土类;正常干旱土中根据钙化、石膏化、盐化、黏化、土内风化等次要过程划分为钙积正常干旱土、石膏正常干旱土、盐积正常干旱土、黏化正常干旱土和简育正常干旱土等土类;根据次要控制因素的表现性质划分的有反映母质岩性特征的钙质干润淋溶土、钙质湿润富铁土等。截至2020年,共划分出138个土类。
土类的辅助级别,主要根据是否偏离中心概念,是否具有附加过程的特性和是否具有母质残留的特性划分。代表中心概念的亚类为普通亚类,具有附加过程特性的亚类为过渡性亚类,如灰化、漂白、黏化、龟裂、潜育、斑纹、表蚀、耕淀、堆垫、肥熟等;具有母质残留特性的亚类为继承亚类,如石灰性、酸性、含硫等。截至2020年,共划分出588个亚类。
土壤系统分类的基层分类单元。是在亚类的范围内,主要反映与土壤利用管理有关的土壤理化性质发生明显分异的续分单元。同一亚类的土族划分是地域性(或地区性)成土因素引起土壤性质变化在不同地理区域的具体体现。不同类别的土类划分土族所依据的指标各异。供土族分类选用的主要指标是剖面控制层段的土壤颗粒大小级别,不同颗粒级别的土壤矿物组成类型、土壤温度状况、土壤酸碱性、盐碱特性、污染特性,以及人为活动赋予的其他特性等。
土壤系统分类中最基层的分类单元。是发育在相同母质上、处于相同景观部位、具有相同土层排列和相似土壤属性的土壤集合(聚合土体)。其划分依据应主要考虑土族内影响土壤利用的性质差异,以影响利用的表土特征和地方性分异为主。相对于其他分类级别而言,土系能够对不同的土壤类型给出精确的解释。
《中国土壤系统分类》采用分段连续命名。即土纲、亚纲、土类、亚类为一段。在此基础上加颗粒大小级别、矿物组成、土壤温度状况等,构成土族名称,而其下的土系则另列一段,单独命名。名称结构以土纲名称为基础,其前叠加反映亚纲、土类和亚类性质的术语,以分别构成亚纲、土类和亚类的名称。性质术语尽量限制为两个汉字,这样土纲名称一般为三个汉字,亚纲为五个汉字,土类为七个汉字,亚类为九个汉字。个别类别由于性质术语超过两个汉字或采用复合名称时,可略高于上述数字。如斑纹简育湿润淋溶土(亚类),属于淋溶土(土纲)湿润淋溶土(亚纲)简育湿润淋溶土(土类)。如为复合亚类,在两个亚类形容词之间加连接号“—”,如石膏—盐盘盐积正常干旱土。土纲的名称均为世界上常用的名称。土族命名采用亚类名称前以土族主要分异特性连续命名,如石灰淡色潮湿雏形土(亚类),其土族可分别命名为黏质蒙脱温性石灰淡色潮湿雏形土,黏质蒙脱混合型温性石灰淡色潮湿雏形土,壤质水云母型温性石灰淡色潮湿雏形土等等。土系命名选用该土系代表性剖面(单个土体)点位或首次描述该土系的所在地的标准地名直接定名,如陈集系、固镇系等。
中国土壤系统分类是一个检索分类。各级类别是通过有诊断层和诊断特性的检索系统确定的。使用者需严格按照顺序检索,自上而下逐一排除那些不符合某种土壤要求的类别,就能找出待分类土壤的正确分类位置,彻底免除同名异土、同土异名的弊病。
中国土壤系统分类与中国以前的土壤分类相比,具有以下几方面的特点:
以诊断层和诊断特性为基础。中国土壤系统分类结合中国实际,在总结已有资料的基础上,经过四次修改,拟订了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。就诊断层而言,36.4%是直接引用美国系统分类的,27.2%是引进概念加以修订补充的,而有36.4%是新提出的。在诊断特性中,则分别为31.0%、32.8%和36.2%。还有一个完整的检索系统,反映了当前国际土壤分类的潮流和方向(定量化),也便于土壤分类的自动检索。
以发生学理论为指导。诊断层和诊断特性的确定和划分,均是在土壤发生学理论指导下进行,即每一个诊断层和诊断特性都具有特定的成土条件和形成过程,是土壤发育的结果。土纲的设置同样也遵循土壤发生学理论,每一个土纲都是依据土壤是否具有特定的诊断层来确定;特别是将发育微弱的A-C型剖面土壤、发育未成熟的土壤A-(B)-C剖面的土壤分别设置为新成土纲和雏形土纲,将它们与发育成熟具有黏化层的淋溶土纲(A-B-C型剖面土壤)分开,体现出土壤发育阶段。考虑到亚热带具有低活性黏粒的土壤,其主要过程已由淋溶过程发展为富铁铝过程,因此富铁铝过程在土纲一级上加以反映,而黏淀过程在其下的单元中体现,据此划分出富铁土和铁铝土纲。由此可见,中国土壤系统分类以土壤发生学理论为指导,将历史发生学和形态发生学结合起来,以土壤本身性质(土壤发育形成的诊断层和诊断特性)定量划分土壤类型(符号含义见土层符号)。
面向世界,与国际接轨。首先采用国际上已经成熟的诊断层和诊断特性,新创的部分,也依据同样的原则和方法来划分;其次土壤分类的各级单元的划分,亦按谱系式分类的方法来划分,高级单元基本上可与世界上的美国土壤系统分类、联合国世界土壤图例和世界土壤资源参比基础对应。增加了人为土,细分了干旱土和始成土。对亚热带地区土壤的分类不像美国土壤系统分类制那样强调盐基饱和度,而强调阳离子代换量。在土壤命名上,采用了连续命名法,并结合汉语言特点而尽量简化,也便于国际交流。
充分注意中国特色。中国地域辽阔,土壤类型众多,有许多特点是其他国家所不具备的。首先是人为土壤,此系统根据中国实情,提出了灌淤表层、堆垫表层、肥熟表层和水耕表层系列,建立了包括灌淤土、堆垫土、肥熟土、水耕土等多种类型的人为土纲。其次,针对中国季风亚热带土壤所具有的强淋溶和相对弱风化的特点,建立了低活性富铁层,并据此划分出富铁土纲;再次,根据土壤本身性质划分出干旱表层和盐盘等诊断标准,并据此划分出干旱土纲,而不像美国土壤系统分类制那样根据气候特点划分干旱土;最后被称为“世界屋脊”的青藏高原土壤,具有类似于极地而又不同于极地土壤特点,对于高山土壤,除划分出草毡表层外,还分别作为寒性干旱土和寒冻雏形土两个亚纲划分出来。
中国土壤系统分类是第一次由中国土壤学家自己制定的一个完整的、定量的、可检索、谱系式的中国土壤系统分类体系。中国土壤系统分类发表以后,受到学者和国际机构的高度评价,已成为世界主流土壤分类之一。国际土壤科学联合会全面介绍中国土壤系统分类(ISAS/ISRIC,1995),全盘采用中国人为土分类(IUSS/FAO/ISRIC,1998);美国《土壤科学手册》《土壤百科全书》等也将中国土壤系统分类作为专门词条列出;日本农林水产省国际农林水产研究中心全文翻译了《中国土壤系统分类(修订方案)》(中井信泽,1997),日本土壤学会将中国土壤分类作为世界三大分类之一向全国土壤学家介绍。人为土纲的建立是中国土壤系统分类的重要创新之处。中国土壤系统分类是亚洲土壤分类的基础,提出与定义的中国独特的诊断层和诊断特性也为世界土壤学分类与发展做了贡献。
中国土壤系统分类是中国土壤分类由定性向定量的跨越,是中国土壤分类历史上的里程碑。在中国,中国土壤系统分类已进入《土壤地理学》《土壤学》等主流教科书,且被《农业大词典》(1998)等辞书和专著引用。2005年,“中国土壤系统分类研究”获得国家自然科学奖二等奖。
扩展阅读
- 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.
- 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,黄荣金,张甘霖.中国土壤地理.北京:科学出版社,2014.
- 张甘霖,王秋兵,张凤荣,等.中国土壤系统分类土族和土系划分标准.土壤学报,2013,50(4):826-834.