本文主要介紹影響土壤顏色的因素、中國(guó)常見(jiàn)土壤顏色成因。
土壤對(duì)我們有多重要?
土壤，對(duì)我們熟悉而陌生?，F(xiàn)在，隨著城市化、工業(yè)化的發(fā)展，除了街邊的綠化帶、陽(yáng)臺(tái)的花草下，大多數(shù)人很少接觸到土壤，進(jìn)而對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展之本淡忘了、疏遠(yuǎn)了。不過(guò)，在我們內(nèi)心中，依然記得華夏文明的字里行間里都記載著黃土地、黑土地、紅土地……上的平凡的、不平凡的往事。
今天，依然立足于大地上，和其他絕大多數(shù)生物一樣，我們離不開(kāi)土壤。只是文明發(fā)展到今天，讓社會(huì)分工愈發(fā)專(zhuān)業(yè)、細(xì)致，只保留了很少人在土地上生產(chǎn)糧棉絲麻油蔬肉等產(chǎn)品。
《牛津高階英文詞典》(第十版)中對(duì)土壤的解釋很簡(jiǎn)潔：soil--thetoplayeroftheearthinwhichplants,trees,etc.grow.意為可供植物、樹(shù)木生長(zhǎng)的地球表層。在土壤的表層和內(nèi)部，是絕大多數(shù)地球生物的棲息地。正是從這個(gè)角度來(lái)看，土壤可以為人類(lèi)提供最基本的衣食需求，且不可替代。
土壤為何有不同顏色?
顏色是土壤最明顯的特征，土壤的顏色受其成分組成決定。雖然土壤顏色對(duì)土壤性狀、應(yīng)用的影響不大，但可以作為判斷其他性質(zhì)和狀況提供線(xiàn)索。
一般來(lái)說(shuō)，土壤由固相、液相、氣相物質(zhì)組成，所占體積比例分別為：約50%、15-30%、15-35%。其中，氣相、液相體積變化，此消彼長(zhǎng)。
土地上的植被
氣相，對(duì)應(yīng)土壤中的空氣，主要成分為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等。若土壤孔隙度大，空氣多，植物扎根深，有利于吸收水分、養(yǎng)分;若土壤板結(jié)，空氣不足，根系短粗，根毛少，不利于吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
液相，對(duì)應(yīng)土壤水分和土壤溶液，是根系吸收營(yíng)養(yǎng)成分的媒介。
固相，對(duì)應(yīng)土壤中礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)，其中礦物質(zhì)為土壤骨骼和養(yǎng)分的重要來(lái)源，占固相的95%左右;有機(jī)質(zhì)源于生命物質(zhì)，其主要組成部分為腐殖質(zhì)，一般占有機(jī)質(zhì)總量的50～70%。有機(jī)質(zhì)可使土壤保持良好結(jié)構(gòu)，且保持大量微生物，有利于保持肥力和水分。
土壤顏色的影響因素
影響土壤顏色的主要因素有：有機(jī)質(zhì)含量、含水量、鐵錳的氧化物及其含量。
有機(jī)質(zhì)含量高，土壤顏色較深。這是由于有機(jī)質(zhì)包裹著礦物質(zhì)，使土壤顆粒本身顏色比較暗。因?yàn)楦迟|(zhì)呈黑色和棕色，腐殖質(zhì)含量極高呈現(xiàn)黑色;腐殖質(zhì)含量少，土壤則呈現(xiàn)灰色或灰白色。比如，中國(guó)東北地區(qū)的黑土，“抓把土能攥出油”。
東北黑土土壤
含水量大，相對(duì)應(yīng)的土壤顏色比較深。含水量并非直接影響土壤顏色：含水量影響空氣含量，進(jìn)而影響土壤里有機(jī)質(zhì)的含量。水分還會(huì)影響鐵錳氧化物的成分和含量。
礦物質(zhì)的對(duì)土壤顏色的影響。不同水分條線(xiàn)下，土壤中的礦物質(zhì)被氧化程度不同，令土壤呈現(xiàn)不同的顏色特征。鐵的氧化物，在土壤里經(jīng)常發(fā)生變化。潮濕且排水不佳中，氧化鐵容易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)槠S色的水化氧化鐵，使土壤常顯黃色。
濕潤(rùn)且排水條件較好的地區(qū)，鐵的氧化物以高價(jià)的氧化鐵為主，多呈現(xiàn)紅色，如江南丘陵的紅壤。干旱地區(qū)，方解石、水溶性鹽類(lèi)物質(zhì)讓土壤泛白。我國(guó)西北部的沙漠、荒漠和戈壁地區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，且游離碳酸鹽或鹽分含量高，土壤顏色以白色和灰色為主。
插圖江西撫州紅壤
不同地區(qū)的土壤顏色，成為區(qū)域獨(dú)特的標(biāo)識(shí)。如熱帶和亞熱帶偏向紅色，溫帶地區(qū)以暗灰、棕色為主，干旱地區(qū)更偏向白色。
西北部的沙漠、荒漠和戈壁地區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，游離碳酸鹽或鹽分含量高，土壤顏色以白色和灰色為主。
中部黃土高原，包括甘肅、寧夏、陜西、山西和河南西部等地，土壤顏色主要是黃色;
東北和青藏高原東部等較濕潤(rùn)的高寒地區(qū)，植被條件好，植物根系殘?bào)w和凋落物日積月累，土壤有機(jī)質(zhì)不易礦化且含量較高，土壤顏色較暗較黑。
南方土壤顏色偏紅，尤其是江西、湖南和云南一些區(qū)域顏色最紅。其土壤的母質(zhì)經(jīng)歷較為快速的風(fēng)化和淋溶后，土壤相對(duì)富含氧化鐵、氧化鋁，所以呈現(xiàn)紅色。
東部地區(qū)的長(zhǎng)江、淮河和黃河的下游以及鄱陽(yáng)湖周?chē)?，地?shì)低洼，排水不暢，母質(zhì)多為河湖相沉積物，故土壤呈淡褐色，趨于灰青色。
我國(guó)常見(jiàn)土壤的成因
我國(guó)地域遼闊，自然地理環(huán)境地域差異顯著。我國(guó)古代，一直存在著“社稷祭祀”的制度。以五色土建成的社稷壇包含著古代人對(duì)土地的崇拜，五種顏色的土壤，由全國(guó)各地納貢交來(lái)，以表明“普天之下，莫非王土”之意。
紫色土的形成
紫色土在我國(guó)主要分布在四川盆地。它由侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)紫色砂巖、泥巖時(shí)代形成的紫色或紫紅色砂巖、頁(yè)巖巖層上發(fā)育而成的土壤。紫色砂巖和頁(yè)巖原本易風(fēng)化，而濕熱環(huán)境更有利于巖石風(fēng)化和土壤形成。紫色砂頁(yè)巖吸熱快、放熱快快，若晝夜溫差大，物理風(fēng)化顯著，原本完整的巖體逐步被分解為碎屑。
紫色砂頁(yè)巖中的鐵、硅、碳酸鹽等復(fù)雜化合物，以較穩(wěn)定的膠膜包裹在礦物質(zhì)顆粒表面，削弱了化學(xué)風(fēng)化，保留下了一些品質(zhì)優(yōu)良的黏土礦物。紫色土多分布在地形起伏明顯的丘陵坡地，受水土流失影響顯著，而紫色土土層淺薄，造成植被生長(zhǎng)狀況較差，導(dǎo)致其有機(jī)質(zhì)和全氮含量一般不高，而且表土也缺少明顯的腐殖質(zhì)聚積層。
黑色土的形成
沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心根據(jù)黑土形成發(fā)育的時(shí)間，結(jié)合地質(zhì)背景、地形地貌、植被、氣候等條件，分析我國(guó)東北黑土成因：
一是距今2.5億年以來(lái)，大小興安嶺及長(zhǎng)白山脈隆升、松遼坳陷盆地形成，決定了黑土形成僅限于松遼平原及三江平原范圍內(nèi)。
二是距今6500萬(wàn)年以來(lái)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁發(fā)生，松遼平原東部河湖相沉積物、中部的黏土質(zhì)沉積物和西部的沙質(zhì)沉積物的形成，為黑土形成奠定了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。距今1萬(wàn)年以來(lái)的區(qū)域內(nèi)溫暖濕潤(rùn)，使得東北平原草甸草原植被廣泛發(fā)育，每年產(chǎn)生大量的有機(jī)質(zhì)，在冬季漫長(zhǎng)的低溫環(huán)境和沉積物中黏土礦物的環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)被不斷積累，最終形成深厚的黑土。
紅色土成因
我國(guó)紅壤帶分布于長(zhǎng)江以南的16個(gè)省、自治區(qū)境內(nèi)的低山丘陵地區(qū)，面積為218萬(wàn)平方千米。紅壤帶內(nèi)的耕地面積占全國(guó)耕地總面積的36%，生產(chǎn)的稻米占全國(guó)稻米總產(chǎn)量的90%以上。第四紀(jì)紅色黏土、新近紀(jì)時(shí)期的紅砂巖、千枚巖、花崗巖及片麻巖，在高溫多雨的環(huán)境下，風(fēng)化作用顯著，各種堿性風(fēng)化物被向下淋溶，土壤酸性不斷增加。隨著土壤粘粒與次生粘土礦物不斷形成，鐵的氧化物明顯積聚，并以氧化鐵為主，故呈現(xiàn)出深淺不同的紅色。黃色土的形成
當(dāng)氧化鐵與水作用時(shí)，能轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色的水化氧化鐵，低洼潮濕的環(huán)境是這一變化的適宜條件。因而在這種地方，土壤常顯黃色。不過(guò)，黃土高原的黃土成因存在多種學(xué)說(shuō)：風(fēng)成說(shuō)、水成說(shuō)和風(fēng)化殘積說(shuō)。其中，風(fēng)成說(shuō)的歷史最長(zhǎng)，影響最大，支持者多。1870年，旅居中國(guó)多年的德國(guó)地理學(xué)家李?；舴?，見(jiàn)識(shí)了黃土高原上西北風(fēng)的狂暴力量，最先提出黃土高原的風(fēng)成假說(shuō)。
黃土風(fēng)成說(shuō)認(rèn)為，像亞洲中部(包括我國(guó)北方地區(qū)在內(nèi))的黃土，是由內(nèi)陸干旱荒燥、半荒燥區(qū)強(qiáng)大的反氣旋風(fēng)從中部吹向外圍，把大量的黃土物質(zhì)吹送到生長(zhǎng)草本灌木的草原地帶，逐漸堆積而成的，故稱(chēng)荒漠黃土。支持理由如下：
①黃土分布區(qū)以北依次出現(xiàn)沙漠和戈壁，三者逐漸過(guò)渡，并成帶狀排列。
②黃土區(qū)內(nèi),自西北向部分靠近沙漠地區(qū)的黃土顆粒由粗變細(xì)。
③黃土覆蓋在多種成因的、形態(tài)起伏顯著的各種地貌，且厚度相差不大。
④黃土層中發(fā)育有隨下伏地貌形態(tài)變化的多層埋藏古土壤層。
⑤黃土中含有陸生草原動(dòng)植物化石。
⑥黃土的礦物成分具有高度的一致性，但與所在區(qū)域的下伏基巖關(guān)系不大。
白色土形成
常常是與土壤里的鹽分變化緊密相連。如碳酸鈣、碳酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉等鹽類(lèi)，以及高嶺土、氫氧化鋁等物質(zhì)在土壤中呈粉末狀存在時(shí)，都可能讓土壤呈現(xiàn)偏白的顏色。
結(jié)束語(yǔ)
作為自然地理環(huán)境的主要因素，土壤通過(guò)物質(zhì)遷移和能量交換，聯(lián)系了四大圈層里的有機(jī)界、無(wú)機(jī)界，對(duì)區(qū)域性、全球性的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深刻而廣泛的影響。如亞馬孫地區(qū)的土壤為根深葉茂的熱帶雨林提供了足夠的水分和養(yǎng)分，從而對(duì)調(diào)節(jié)全球氣候、維護(hù)生物多樣性等方面起到了至關(guān)重要的作用;而干旱地區(qū)的草原為牛肥馬壯提供了豐富牧草，從而為文明的興盛、衰落創(chuàng)造了良好的條件。
廣東土壤標(biāo)本展廳
土壤是維持人類(lèi)生活的主要支撐系統(tǒng)，為根系提供固定場(chǎng)所，長(zhǎng)期容納植物生長(zhǎng)所需的水分，提供維系生命的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。人類(lèi)應(yīng)當(dāng)節(jié)約集約用地嚴(yán)守耕地紅線(xiàn)。
對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，人口眾多，保障國(guó)家糧食安全，需要繼續(xù)堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，嚴(yán)守耕地保護(hù)紅線(xiàn)。
