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                首幅土壤顏色地圖描繪“中國膚色” 來看看你的家鄉是什麽色號!

                2020-09-18 科技日報 金鳳
                【字體:

                語音播報

                高精∮度土壤顏色地圖,提供了我國第一個標準★一致、詳細的土壤顏色○視圖,是土壤肥力質量評√價與空間管理的關鍵參照

                  土壤是地球的皮膚,“膚色”各異的土壤蘊藏著地球生命的密碼,有的帶有遠古氣息,有的則暗藏人類活動的蛛絲馬跡。

                  我國國土面積廣大,土壤景觀復雜多樣,如何繪制較為精細的全國土壤顏色空間分布圖,頗具挑戰。2009—2019年,從事土壤研『究的學者們在全國各地選取了近6000個樣點,進●行典型土壤剖面調查。他們取※回的一抔抔土,建成了我國土壤系統分類基層分類單元土系及土系數據庫。

                  在此基︾礎上,本月初,捕鱼提现(以下簡稱中科院)南京●土壤研究所土壤與農業可持續發展國家重點ぷ實驗室張甘霖團隊繪制生〓成了我國第一幅高精度土壤顏色地圖——全國土壤顏色三維分布圖,該研究成果於月初發表於國際著名土壤學期刊《國際土壤科學》上。

                  腐殖質、礦物質都是土壤的調色師

                  土壤的形成源自地殼表層巖石的風化。風化殼的表層就是形成土壤的物質基礎——成土母質。暴露在地表的成土母質不僅仍然受風化作用的影響,而且還要與周★圍的環境(包括大氣、水、植物)相互作用,發∏生一系列的物質和能量交換,才能形成▓具有肥力特征的土壤。這就是土壤的形成過程。

                  “土壤顏色一定程度上反映了土壤的物質組成,可以直觀地傳達出土◥壤屬性、土壤肥力等信息,在實際應用中¤有著非常重要的價值。”論文的通訊作者、土壤與農業可持續發展國家重點實驗室主任張甘霖研究員說。

                  這些顏色各異的土壤,究竟是什麽力量塑◢造的?

                  據了解,土壤裏腐殖質含量的多少和礦物質成分的差異,會讓土壤呈現不同的顏色。

                  土壤腐殖質由動植物殘體演變而成,一般粘附在土粒的表面,它的多少會影響土壤顏色的深▼淺。黑色的土壤一般是腐殖質含量較高的,因為腐殖質呈黑色和棕々色;腐殖質含量較少時,土壤則呈現灰色或灰白色。從灰到黑,顏◤色隨腐殖質含量的升高呈梯度變化。

                  此外,礦物質也會影響土壤的顏色。比如,氧化鐵就是土壤礦物質中的“調色高手”,當它在土壤中的含量高時,土色會呈現為偏紅色↑或棕紅色。同時,氧化鐵又是一種善變的物質,在土壤裏它■的性狀經常發生變化。在低窪潮濕的環境中,氧化鐵極易與水發生化學反應,轉變為偏黃色的水化氧化鐵,因而這種地方的土壤常顯黃色。當通風不良、氧氣缺乏時,土壤中的氧化鐵又變成了氧化亞鐵,氧化亞鐵積累較多時,土壤就ζ 呈現出灰藍色。又如,碳酸鈣、碳酸鈉、氯化鈉等鹽類,或氫氧化鋁等物質在土壤中呈㊣粉末狀存在時,都可能讓土壤呈現偏白的顏色。

                  在此次研■究中,研究∩團隊對5、10、15、25、35、50、75、100、125厘米共9個深度的土壤顏色進行了推測制圖,發現總體上土壤顏色隨深度增加而ω變淺。“一個重要原因是植物雕亡融入土壤形成有機質,在土壤上部累積較多,所以顏色較深,越往下有機質♂含量往往急劇下降,因此顏色較淺。”論文第一作者、中科院南京土壤研究所劉峰副『研究員說,然而並不是所有土壤的顏色都隨深度變化,比如黃土高原一些◥植被覆蓋不佳的黃土剖面,上下就都是很均一的黃色。

                  各地自然環□境造就不同“膚色”

                  2009—2019年,10年間采集的土壤大數據,終於在2020年迎來“出彩”的高∴光時刻。

                  此次發表的高精度土壤顏色地圖,從10年間采集的土壤剖面的№孟塞爾顏色(比較色法的標準,常用於泥↘土研究中顏色描述)數據中,選取了︻大約4600個土∏壤剖面,進☆行數字制圖。“這些土壤剖面取土點最高在西藏海拔約5700米的高山上,最低在接近海平面的沿海地區,我們將土壤屬性與氣候、地形、植被、土地利用、土壤母質等40多個環境參數結合,進行了土壤顏色的預測分析。”劉峰說。

                  據劉峰介紹,在我國西北部的沙▓漠、荒漠和【戈壁地區,土壤有╳機質含量低,遊離碳酸鹽或鹽分含量高,土壤顏□ 色以白色和灰色為主。

                  中部的黃土高原,包括甘肅、寧夏、陜西、山西和河南西部等卐地,土壤顏色主要是黃色;東北和青藏高→原東部等較濕潤的高寒地區,植被條件好,植物根系殘體和雕落物日積月累,土壤有機質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、湖南和雲南一「些區域顏色最紅。“這些地區土壤的母質經歷較為快速的風化和淋溶後,土壤相對富含◢氧化鐵、氧化鋁,所以呈現紅色。”劉峰說。

                  東部→地區的長江、淮河和黃河的下遊以及鄱陽湖周圍土壤呈淡褐色,趨於↑灰青色,“因為這些區域地勢低窪,排水不暢,母質多為河湖相沈積物。”劉峰說。

                  同時,土壤顏色地圖也刻畫出土壤顏色變異的▃空間細節,如西安和成都區域,就顯示出土壤顏色隨著地形地貌的改變而發生變化,主要表現為:在25厘米深度處,西安北部的黃土高原地區土◤壤呈黃色,中部的渭河谷地呈淺黃色,南部的秦嶺地區則呈褐色。同樣深度的↓成都地區,西北部的山區呈褐色,東南側▅的四川盆地地區則呈紅色。

                  “這幅高精度土壤顏色地圖,提供了我國第一個標準一致、詳細的土壤顏色視圖,是土壤肥力質量評價與空間▲管理的關鍵參照。”張甘霖說,土壤顏色地√圖還可為法庭土壤物證溯源提供支撐,例如根據鞋上粘的泥土顏『色、泥土中的有機質,可以大致分析出泥土來自哪個區域,從而判斷相關對象是否去過某個區域。不過,要想精準鎖定泥土來源地,測定精度還需㊣ 不斷提高。

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                  6000個剖面破譯土壤“密碼”

                  土壤類型和屬性的空間分布信息是生╲態水文模擬、全球變化研究、資源環境管理所需的基▽礎數據。

                  2009年,科技部基礎性工作專項“我國土系調查與《中國土』系誌》編制”項目啟動。此後的10年,土壤研究者們在我國31個省市區共調查了◥近6000個典型土壤剖面,建立了4420個土系,最終建立了我國土壤系統分類基層分類單元土系及土系數據庫,為我國數字土壤建設提供了重要支撐。

                  作為該項目的主持單位,中科院南●京土壤研究所至今保留著項目中收集到的土壤樣♀本。

                  中科院南京土壤研究所劉峰副研究員曾在2011年赴安徽采集土壤剖面樣本。“我們在︻平原、丘陵、沿江、山地等地貌不同的景觀部位選擇了約180個代表典型景觀條件的地點挖掘土壤剖面,每個土坑寬1.2米、深1.5—2米、長2米。”劉峰說,土壤剖面通常都是由人工挖掘,土坑的深度以露出母質→層為宜。

                  據了解,自然土壤自上而⊙下依次為表層、腐殖質層、淋溶層、澱積層、母質層和母巖層。而一般典型的自然土壤剖面分為A層(表層、腐殖質層、淋溶層)、B層(澱積層)、C層(母質層、母巖層)。對B層發育不完整(不發育)的山々地土壤,只采A、C兩層。在對土壤剖面進行采樣時,研究人員要根□據顏色、結構、質地、松緊度、溫度、植物根系分布等指標□標定區分出各土層,並進行仔細觀察;將剖面形態、特征自上而下逐一記錄。隨後在各土層的中間位置自下而上逐層采樣,每個采樣點的取土深度和取樣量應一致。

                  劉峰介紹說,研究人員將土壤』樣品帶回實驗室後,要分析土壤的有機質、PH值、陽離△子交換量、碳酸鈣、氮磷鉀含量等基本土壤〓屬性,從而獲得覆蓋全國的第一手土壤樣本資料。

                打印 責任編輯:張芳丹

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