張鳳榮

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京

相對于二十世紀(jì)八九十年代完成的“1：100萬土地類型圖”，“二普”土壤圖實(shí)際上是增加了土屬和土種兩個(gè)層級的四層級的土地類型分類圖，可用于不同尺度的土地適宜性評價(jià)。土類和亞類這兩個(gè)層次的土壤圖圖斑主要反映的是氣候和地形地貌等地理空間信息，對種植制度區(qū)劃和土地利用規(guī)劃來說，土類和亞類圖斑所提供的信息比較粗糙。如今地質(zhì)調(diào)查部門已經(jīng)有了比40多年前更精細(xì)的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)，有必要用今天的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)來更新土屬的分類和命名，可服務(wù)于評價(jià)土地整治工程的難易、指導(dǎo)土地工程規(guī)劃設(shè)計(jì)。土種提供的土壤剖面信息反映了土壤的保水持水能力和肥力水平，可用于大比例尺土地適宜性評價(jià)，指導(dǎo)田間水肥管理。但受制圖比例尺、時(shí)間和調(diào)查人員水平所限，各個(gè)層級的土壤“二普”土壤圖存在“名實(shí)不副”在所難免，特別是土類和亞類。由于土層的厚薄、不同質(zhì)地土層的剖面構(gòu)型以及黑土層厚度等這些土種分類標(biāo)準(zhǔn)可以用于評價(jià)耕地的持水保水能力、水分運(yùn)行狀況和肥力水平，對于提出因地制宜實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)安全生產(chǎn)的田間管理至關(guān)重要，因此，土壤“三普”土壤類型圖校核的重點(diǎn)應(yīng)放在土種層級上。

1土壤發(fā)生分類系統(tǒng)及其分類思想與分類標(biāo)準(zhǔn)

土壤發(fā)生分類系統(tǒng)及其分類思想與分類標(biāo)準(zhǔn)第二次全國土壤普查(以下簡稱土壤“二普”)時(shí)用于調(diào)查制圖的土壤分類系統(tǒng)是土壤發(fā)生學(xué)分類系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)只有土類、亞類、土屬和土種4個(gè)層級，并沒國標(biāo)《中國土壤分類與代碼》(GB/T17296-2000)中的土綱和亞綱兩級。土綱和亞綱是土壤“二普”完成后，為了進(jìn)一步歸納土類而形成的高級分類。土壤“二普”土壤發(fā)生學(xué)分類系統(tǒng)中最核心的分類層級是土類。根據(jù)土壤發(fā)生分類理論，土類是在一定的成土因素綜合作用下，經(jīng)過一定的成土過程，形成的具有特定土壤發(fā)生(層)特征的一類土壤;土類之間的差別，無論在成土因素、成土過程，還是在土壤發(fā)生學(xué)特征方面，都具有質(zhì)的差別。如磚紅壤土類是熱帶雨林下發(fā)生脫硅富鋁化過程，氧化鐵、氧化鋁富集的酸性土壤;黑土是溫帶濕潤半濕潤草原下腐殖質(zhì)積累具有黑土層的土壤(張鳳榮等，2012)。因此，有理由認(rèn)為，土類的分類思想和分類標(biāo)準(zhǔn)源自于土壤發(fā)生的“地理學(xué)基因”。亞類是土類的續(xù)分，分類依據(jù)是向其他土類過渡的成土因素或附加的其他土類的某些性質(zhì)，但對決定其土類歸屬來說是次要的。如褐土的主導(dǎo)成土過程是黏化過程和鈣積過程，典型亞類屬于這個(gè)土類的“模式”土壤，即在黏化過程和鈣積過程作用下產(chǎn)生了黏化層和鈣積層。而當(dāng)?shù)叵滤畢⑴c成土過程，則在心底土中形成銹紋銹斑或鐵錳結(jié)核，是潴育化過程的結(jié)果;褐土如果附加了潴育化過程及其結(jié)果就是褐土向潮土過渡的過渡亞類，稱為潮褐土。由此看出，亞類也是按照成土因素—成土過程—土壤剖面形態(tài)特征綜合劃分。因此，亞類分類也是源自于土壤發(fā)生的“地理學(xué)基因”。根據(jù)土壤發(fā)生學(xué)分類理論，土屬屬于“承上啟下”的分類層級，即上承土類和亞類、下聯(lián)土種。土屬主要根據(jù)成土母質(zhì)類型或巖性等因素進(jìn)行劃分，如母質(zhì)可粗略地分為殘積物、坡積物、洪積物、沖積物、湖積物、海積物、黃土狀物質(zhì)等，其中，殘積物根據(jù)巖性的礦物學(xué)特征細(xì)分為硅質(zhì)巖類、石灰?guī)r類、砂頁巖類;洪積物和沖積物可再根據(jù)質(zhì)地分為礫質(zhì)的、砂質(zhì)的、壤質(zhì)的和粘質(zhì)的等。土屬分類的目的是反映“母質(zhì)”對土壤發(fā)生發(fā)育的影響。因此可以說，土屬的分類思想和分類標(biāo)準(zhǔn)源自于土壤發(fā)生分類的“地質(zhì)學(xué)基因”。事實(shí)上，在土壤學(xué)還沒有從地質(zhì)學(xué)獨(dú)立出來的時(shí)候，土壤就是按照風(fēng)化殼類型劃分的，如花崗巖土、石灰?guī)r土、沖積土等。

土種根據(jù)土壤發(fā)育程度和剖面的土層質(zhì)地構(gòu)型來劃分。如黑土、黑鈣土根據(jù)腐殖層(所謂“黑土層”)的厚度劃分土種;鹽化土壤根據(jù)鹽化程度劃分土種;對于山地殘積物、坡積物上發(fā)育的土壤，則根據(jù)土層厚度分為薄層(北方<30厘米，南方<40厘米)、中層(北方30~60厘米，南方40~80厘米)和厚層(北方>60厘米，南方>80厘米)三個(gè)土種;對于沖積物上發(fā)育的土壤，如潮土，則根據(jù)土壤剖面的質(zhì)地層次的排列組合來劃分土種;對于夾沙或夾粘土層，可根據(jù)該沙土或粘土層出現(xiàn)的部位高低分為淺位(距地表20~40厘米)中位(距地表40~70厘米)、深位(距地表大于70厘米)，也可根據(jù)夾層的厚度分為薄層(10~20厘米)、中層(20~50厘米)和厚層(>50厘米)。可見，土種分類標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)影響土壤持水保水能力和水分運(yùn)行狀況的土層厚薄、不同質(zhì)地土層的剖面構(gòu)型以及土壤肥力等土壤性質(zhì)。因此，土種分類是基于田間管理的考慮，源自于“農(nóng)學(xué)基因”。

2“二普”土壤圖不同層級圖斑內(nèi)涵解析

2.1以土類和亞類名稱命名的土壤圖圖斑

根據(jù)土壤發(fā)生分類理論，土類是根據(jù)成土因素、成土過程和土壤剖面發(fā)生特征來綜合劃分的。但是，土壤是一個(gè)歷史自然體，目前看到的成土因素與剖面發(fā)生層未必一致。比如，理論上褐土是半干旱半濕潤森林灌木下具有黏化層和鈣積層的土壤，但由于土壤侵蝕造成土壤淋溶黏化發(fā)生過程的不穩(wěn)定，或者成土母質(zhì)并不含碳酸鹽，導(dǎo)致目前半干旱半濕潤森林灌木景觀下的土壤未必有黏化層和鈣積層。

亞類依據(jù)向其他土類過渡的成土因素或附加的其他土類的某些發(fā)生特征來劃分。但由于氣候、植被和地形都是連續(xù)體，亞類圖斑界線很難十分精準(zhǔn)。比如，根據(jù)定義，地形上潮褐土是褐土向潮土過渡的褐土的一個(gè)亞類，潮褐土和褐潮土二者都有粘化過程產(chǎn)生的粘化層和潴育化過程產(chǎn)生的銹紋銹斑，讓調(diào)查者根據(jù)粘化層明顯還是銹紋銹斑特征明顯，或根據(jù)粘化層位置和銹紋銹斑特征層位置是靠上還是靠下來判別潮褐土和褐潮土是很困難的。若依據(jù)地形或地下水位高低來劃分，由于數(shù)據(jù)限制也很難精確。因此，如果在土壤“二普”土壤圖上的一個(gè)圖斑內(nèi)挖掘剖面，發(fā)現(xiàn)與命名圖斑的土類和亞類的類型概念不符，并不足為怪，特別是那些所謂的“過渡性”亞類的分類就更難做到精準(zhǔn)了。

究其原因，一方面，土壤“普”時(shí)給出的土壤分類系統(tǒng)只是個(gè)分類表，對各個(gè)土類和亞類并沒有詳細(xì)的定義，尤其是因?yàn)闆]有類型檢索表，當(dāng)一個(gè)剖面具有多種發(fā)生學(xué)土層(特征)時(shí)，對于分類位置的擺放，調(diào)查者的知識背景和經(jīng)驗(yàn)的“裁量權(quán)”就很大。另一方面，在調(diào)查制圖過程中，由于人力物力和時(shí)間成本的限制，不可能挖那么多的剖面，對定義土類和亞類的發(fā)生學(xué)土層或特征的鑒別也就不可能有統(tǒng)計(jì)意義的精度。因此，野外劃定土類和亞類的圖斑界線往往只能根據(jù)成土因素來劃分。比如，在華北山地丘陵區(qū)，棕壤土類和褐土土類及其亞類的劃分，一般是根據(jù)海拔高度劃分(主要考慮海拔高度造成了氣候與植被類型的變化)。

2.2以土屬名稱命名的土壤圖圖斑

土屬一般根據(jù)成土母質(zhì)劃分。在土壤“二普”過程中，有地質(zhì)圖的地方，且調(diào)查員能夠準(zhǔn)確定位所在調(diào)查點(diǎn)的地質(zhì)圖位置，若以地質(zhì)圖上的巖性或沉積物類型來確定士屬，那這個(gè)土屬命名和圖斑界線就是當(dāng)時(shí)的地質(zhì)圖的精度。但在調(diào)查中，有些地方并沒有地質(zhì)圖，那土屬命名和圖斑界線的精度就取決于調(diào)查人員的業(yè)務(wù)水平和經(jīng)驗(yàn)了。

2.3以土種名稱命名的土壤圖圖斑

土種往往是大比例尺，不是依據(jù)調(diào)查人員掌握的土壤發(fā)生學(xué)知識和豐富的野外經(jīng)驗(yàn)等鑒別土壤發(fā)生層，而是依據(jù)相對容易量測的士層厚度(山區(qū)范圍)和剖面土壤質(zhì)地構(gòu)型(平原范圍)。當(dāng)然，在野外調(diào)查制圖時(shí)，調(diào)查人員的手摸感觸、培訓(xùn)和熟練掌握程度等，對圖斑界線的精度影響很大。但是，只要野外調(diào)查制圖安排的主剖面、副剖面、土鉆數(shù)量足夠，調(diào)查人員經(jīng)過培訓(xùn)并認(rèn)真實(shí)踐，土種一級圖斑界線精度還是能保證的。山區(qū)受地形、成土母質(zhì)和土壤侵蝕等影響,其土層厚薄變異很大，加之山區(qū)制圖比例尺較小、交通和挖掘剖面不便，即使只是探測剖面深度這么項(xiàng)簡單的工作也并不容易，要保證山區(qū)土種圖斑界線的精準(zhǔn)度難度較大。而平原地區(qū)因?yàn)榈匦巫儺惒幻黠@，一般采用內(nèi)插法劃定圖斑邊界：而且平原往往是耕地，一般制圖的比例尺大，挖剖面較多，因此其圖斑界線的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)大于山區(qū)。

2.4土壤圖圖斑內(nèi)的土壤并非只包含命名圖斑的土壤類型

實(shí)際上，一個(gè)圖斑內(nèi)并非只包括用來命名該圖斑的土壤類型定義的土壤，還可能包括符合其他土壤類型定義的土壤或非土壤的東西。其原因有三:第一，我們是以研究土壤樣本(土壤剖面)來鑒別土壤的，由于對土壤類型概念的理解不準(zhǔn)確或野外鑒別剖面存在誤差，可能造成對觀察土壤剖面的類型鑒別不準(zhǔn)確。第二，土壤的變化是連續(xù)的，在保證對土壤剖面的類型鑒別準(zhǔn)確的前提下，由于野外調(diào)查時(shí)采用內(nèi)插法尋找邊界，即使觀察剖面密度很大，圖斑界線存在誤差也很自然。第三，由于制圖比例尺的限制和當(dāng)時(shí)采用的是單一土壤類型名稱命名圖斑，使圖斑內(nèi)包含不同于命名圖斑的土壤是很自然的。

3土壤“二普”土壤圖實(shí)際是四層級的土地類型圖，可用于多尺度的土地適宜性評價(jià)

二十世紀(jì)八九十年代，中國科學(xué)院主持編制“中國1:100萬土地類型圖”和《中國1:100萬土地資源圖》。“1∶100萬土地類型圖”雖然研究了土地類型分類系統(tǒng)，提出了制圖規(guī)范，但沒有完成全國1:100萬土地類型圖制圖，只完成了八幅分幅圖。《中國1:100萬土地資源圖》不但研究了土地資源分類系統(tǒng)，提出了制圖規(guī)范，而且編制出版了《中國1:100萬士地資源圖》。相較而言，《中國1:100萬土地資源圖》將土地類型分類與土地利用分類相結(jié)合，不但考慮土地的自然適宜性，而且重視土地利用現(xiàn)狀，對于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)區(qū)劃或者空間規(guī)劃更具現(xiàn)實(shí)性和可行性。

事實(shí)上，無論是土地類型圖，還是土地資源圖，都是依據(jù)降水量、溫度等大尺度的氣候要素、大地貌類型以及由氣候、大地貌影響的相應(yīng)的土壤、植被類型劃分。用于小比例尺的土地類型制圖，目的是揭示我國土地資源的地域分異規(guī)律，正確認(rèn)識我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，用于宏觀尺度的土地適宜性評價(jià)，服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)劃或土地利用規(guī)劃。但它們都沒有進(jìn)行更大比例盡的編圖，也就沒能提供進(jìn)行中觀和微觀尺度的土地適宜性評價(jià)的地理空間信息。

對比土壤“二普”土壤發(fā)生分類系統(tǒng)和土地資源類型分類系統(tǒng)，本質(zhì)上，它們都屬于對土壤——大氣——-植物三維空間連續(xù)體即自然地理綜合體的分類。土壤“二普”以土類和亞類為制圖單元的土壤調(diào)查制圖成果，與“1:100萬土地類型圖”和土地資源圖一樣，都是反映降水量、溫度等大尺度的氣候要素、大地貌類型以及由氣候、大地貌影響的相應(yīng)的土壤、植被類型。不過，土壤發(fā)生分類系統(tǒng)通過土壤形成過程將成土因素與土壤發(fā)生特征聯(lián)系起來，形成了以發(fā)生學(xué)為分類脈絡(luò)的分類系統(tǒng);而土地類型分類只是根據(jù)各種地理因素變異性的大小放置在不同的層次上作為分類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的分類系統(tǒng)。

總的來說，土壤“二普”土壤圖不但為宏觀尺度的土地適宜性評價(jià)提供了氣候、地形地貌等地理空間信息，而且也為中觀和微觀尺度的土地適宜性評價(jià)提供了地質(zhì)(母質(zhì))和土壤等地理空間信息，這是因?yàn)橥寥?ldquo;二普”在土類和亞類層級以下還開展了土屬和土種層級的土壤調(diào)查制圖。土壤“二普”土屬層級圖斑主要反映成土母質(zhì)即巖石或沉積物類型，可服務(wù)于評價(jià)風(fēng)化成土的難易以及進(jìn)行土地整治或農(nóng)田工程建設(shè)的可行性。特別是土壤“二普”土種級別調(diào)查制圖，獲取了土層厚度、剖面質(zhì)地構(gòu)型等土壤屬性，可以作為進(jìn)行耕地質(zhì)量評價(jià)和服務(wù)農(nóng)田灌溉管理的數(shù)據(jù)支撐。這就是為什么原國土資源部開展的農(nóng)用地分等工作根據(jù)土壤“二普”土壤圖獲取的有效土層厚度、土壤剖面構(gòu)型、土壤有機(jī)質(zhì)含量等分等定級指標(biāo),完成了全國的農(nóng)用地(耕地)的自然質(zhì)量等別。但需要說明的是，全國農(nóng)用地(耕地)自然質(zhì)量分等中有關(guān)氣候和地形的數(shù)據(jù)并非取之于土壤“二普”土壤圖，而是直接用氣象臺站數(shù)據(jù)和地形圖數(shù)據(jù)應(yīng)用空間插值技術(shù)得到的。

4土壤“三普”土壤類型圖的校核重點(diǎn)

土壤“二普”高級分類的土類和亞類，主要目的是探究成土因素和土壤發(fā)生層的關(guān)系。因此，以土類和亞類為制圖單元的“二普”土壤圖，從宏觀、中觀尺度上揭示了土類、亞類的地理分布規(guī)律，但土類和亞類提供的信息對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或土地評價(jià)并非不可或缺。這是因?yàn)?，土類和亞類圖斑提供的諸如氣候和地形等成土因素信息完全可以從氣象臺站數(shù)據(jù)和地形圖數(shù)據(jù)獲取，且其精度比從土壤圖上獲取的更精準(zhǔn)。比如，黑土給予的氣候信息是地處溫帶的土壤，但從南至北的吉林、黑龍江兩省黑土的積溫差異是很大的。吉林南部的黑土，即使種植生長期150天的晚熟玉米(產(chǎn)量高)，積溫仍然有剩余;但黑龍江北部的黑土卻只能種植生長期小于80天的早熟玉米(產(chǎn)量低);要精準(zhǔn)決定是種植早熟玉米還是中熟玉米、晚熟玉米，利用氣象臺站數(shù)據(jù)插值更靠譜。同理，根據(jù)黑土定義,黑土地形是“漫崗”;但在坡頂、坡中和坡底，其是水土流失區(qū)還是水土積聚區(qū)，只有高精度的DEM才能獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。至于土類和亞類能夠提供的土壤發(fā)生層信息，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)意義不大。比如黏化層，只是說它比其上覆和下伏土層的黏粒含量高些，并沒有高多少的定量表述，即使土壤黏粒含量高3%也是黏化層。因此，黏化層的保水持水作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)比由于因沖積物質(zhì)地不同造成的沉積層理的水分運(yùn)行作用要小得多，比如砂蓋黏、黏蓋砂的土壤質(zhì)地差一個(gè)等級的沖積物質(zhì)地分異。

至于土屬，前文說過，其提供的信息精度取決于當(dāng)時(shí)地質(zhì)圖的精度和調(diào)查員對于辨識巖石和沉積物的地質(zhì)學(xué)知識水平。如今地質(zhì)調(diào)查部門已經(jīng)有了比40多年前更精細(xì)的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)。因此，第三次全國土壤普查(以下簡稱土壤“三普”)有必要用今天的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)來更新土屬的分類和命名。

那么，土壤“三普”土壤類型圖的校核重點(diǎn)是什么?筆者認(rèn)為是土種。因?yàn)橥翆拥暮癖?、不同質(zhì)地土層的剖面構(gòu)型以及黑土層厚度等這些土種分類標(biāo)準(zhǔn)可以用于評價(jià)耕地的持水保水能力、水分運(yùn)行狀況和肥力水平，對于提出因地制宜實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)安全生產(chǎn)的田間管理至關(guān)重要。

但如前文2.4所述，即使是土種這種大比例尺的詳細(xì)土壤調(diào)查，在土壤“二普”土壤圖中出現(xiàn)圖斑內(nèi)的土壤與圖斑名稱不符的情況，甚至一個(gè)圖斑內(nèi)包含多種土壤類型很常見。因此，從這個(gè)角度看，土壤“三普”應(yīng)該對土種進(jìn)行校核。從校核的難度來看，進(jìn)行土層的厚薄、不同質(zhì)地土層的剖面構(gòu)型以及黑土層厚度等土種分類標(biāo)準(zhǔn)的校核顯然比進(jìn)行用于土類和亞類的發(fā)生層或發(fā)生特征的校核要容易得多，經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查人員完全能夠勝任。

特別要提出的是，土壤“三普土壤圖的土種圖斑名稱要盡可能由現(xiàn)在的單一類型名稱改為多于一種類型名稱命名。在土壤剖面野外調(diào)查規(guī)范中，要求調(diào)查人員在電子圍欄內(nèi)選擇3個(gè)踏勘點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行剖面的挖掘、描述分類和采樣，如果這3個(gè)踏勘點(diǎn)以取土鉆方式探查有效土層厚度和質(zhì)地，認(rèn)真觀察記錄，判斷土種分類標(biāo)準(zhǔn)，得到這3個(gè)踏勘點(diǎn)的土種類型，并結(jié)合周圍地質(zhì)地貌景觀，探究土種類型組合規(guī)律，形成不同土壤景觀的土種類型組合模式，以土種類型組合命名圖斑是可能做到的。