桂花苗:该剖面并非是当地板岩坡积物母质发育的

　　神农架高山有灰土，亚类——棕色暗针叶林土。它在寒湿气候和巴山冷杉、杜鹃植被作用下灰化过程十分S著。灰白色的E层pH值为3.86;棕红色的氏层明显淀积了铁锰物质。对大神农架3052m主峰灰土层形态研究表明，该层有多量椭圆形或浑圆形锈斑，从而证实土壤灰化作用是存在的。对B层粘粒的X射线衍射分析表明，该层粘土矿物以蛙石、水云母和高岭石为主，而高岭石正是灰化作用下2:1型粘土矿物受强酸蚀变的结果^。
　　微形态特征与土壤分类、分布的关系
　　神农架山地土壤微形态研究，对探讨本区土壤分类及其垂直分布规律能提供重要的证据。神农架山地黄褐土与鄂北、鄂西北广大地区基带黄褐土。即使发育在同一Q;黄土母质上，它们的土壤微形态特征也是有明显区别的。这主要表现在山地黄褐土B层微形态中，沿孔隙壁淀积的光性定向粘粒胶膜和铁锰浓聚物明显比海拔400m以下基带黄褐土要少。这自然与不同髙程的水热条件差异有关。故对神农架阳曰湾黄褐土名称冠以”山地“二字，称为山地黄褐土，以区别水平地带黄褐土，这是必要的。
　　神农架山地黄棕壤。以其B层微形态中的各种粘粒、游离铁锰形成物等特征。作为划分该类型的依据。至于山地黄棕壤分布上限。这是个有争议的问题。有文章认为。它的上限为海拔1800m,但把神农架红坪林场、酒壶林场（海拔1600m）和西蒿坪团堡（海拔1150m）山地黄棕壤剖面微形态同相邻的房县南部、保康县西部山地黄棕壤形态进行了对比研究（这两县山地黄棕壤分布均未超过海拔1600m），发现神农架1600m山地黄棕壤微形态与保康望佛山横冲1550m山地黄棕壤微形态是十分接近的。而神农架海拔1800m处土壤剖面微形态和横冲药材场海拔1650m典型山地棕壤微形态均发生了明显变化。这说明把海拔1600m定为山地黄棕壤分布上限是完全合理的。
　　神农架山地棕壤如前所述，若剖面中存在古红壤残遗特征，在分类时则应以土属单独划分。暗棕壤以层的暗棕色基质和B2层的铁锰锈斑、少量粘粒体为其特点，这是区别山地棕壤和棕色暗针叶林土，划分该土类的重要微形态特征。

　　花苗灰土在神农架高山是否存在。这是有不同看法的。据实地考察。神农架海拔3000m以上山峰，多为密闭的巴山冷杉林和高山杜鹃灌丛，并非完全是草甸植被。有人把该垂直带土壤定名为灰化草甸暗棕壤，这是不确切的。关键在于：它并不是仅有灰化作用的暗棕壤亚类，而是另一个土类一灰土。神农顶（3105.4m）棕色暗针叶林土在腐殖酸螯合淋淀作用下，土壤剖面分异明显，E层（漂灰化层或漂白层）和B,,B2层（灰化淀积层）用肉眼都能分辨。然而，在偏光显微镜下观察大神农架山峰土壤薄片时，发现并无明显漂灰化层。这点与四川西部冷杉林下棕色暗针叶林土相似。据中科院南京土壤研究所制订的《中国土壤系统分类方案》（二稿）关于灰土的分类，现在我国要用灰土B层灰化淀积层来作为它的诊断层，而不再用灰土E层作为其诊断层［6］。对大神农架山顶土壤B,、B2层进行微形态研究发现，这两层均有大量红棕色腐殖质与铁锰锈斑凝结的胶膜，它显然是灰化淀积层的重要形态诊断特征，并且是本文断定在神农架3000m以上顶峰存在灰土的主要依据。
　　花苗结束语
　　神农架山地土壤微形态研究，为本区土壤发生分类和确定土壤垂直分带提供了重要证据。这些微形态研究资料表明：参考文献［1］应用其他测试资料，关于神农架山地土壤类型及其垂直带谱的划分。特别是关于山地黄棕壤分布上限的确定，是完全正确的。
　　花苗花苗神农架山地土壤微形态研究。不仅为各类山地土壤补充了重要的形态特征资料。而且还解决了其他手段难以解决的土壤多元发生、剖面发育重叠的问题，本文阐述的阳日湾山地黄褐土含红壤残遗特征，这表明神农架山麓曾出现过中更新世（Q」）高温多雨气候，并形成了红壤，后来晚更新世（Q;）气候干冷，普遍沉积了富含钙质的黄土，并使红壤发生了复钙成土过程，形成黄褐土。本文土壤微形态资料充分反映了上述土壤多元发生过程，并使我们对神农架山区古气候演变有了新的认识。
　　神农架天门垭山地棕壤剖面形态研究表明，它是以古红壤为母质，在棕壤的气候生物条件下发育的剖面，含有明显的古红壤残遗特征。这种发育重叠的剖面。出现在海拔2100m山地，与海拔2050m在亚热带气候形成的燕子洞（灰岩溶洞）相互映证，从而充分说明本区经历了多次新构造隆升运动。故此，继续深入研究本区土壤微形态，对探讨神农架地貌形成发育问题，无疑会有很大帮助神农架山地土壤微形态研究，为本区灰土的确立提供了重要的微形态依据。另一方面，由于母质通常是划分土属的根据，而微形态研究法是辨别母质。特别是古土壤的有效工具，因此土壤发生分类要充分应用土壤微形态研究成果。鉴于不同母质发育的土壤自然肥力有很大差别，故土壤微形态研究，不仅在解决土壤分类、分布问题方面，而且在研究神农架土壤资源开发利用方面，都是有重大意义的。
　　花苗致谢：本项研究用的土壤薄片承湖北省地矿局戴臣元技师协助磨制；偏光显微镜下土壤微形态电脑控制摄影，承湖北大学实验中心王庆平助理实验师协助完成，谨此深表谢忱。
　　照片I山地黄褐土A层为禽红壤残遗的胶凝基质。在孔隙横切面四周壁上分布了光性定向粘粒胶膜（中央圆形黑色体为孔隙。四周白色镶边为粘粒胶膜）正交偏光照片2山地？黄渴土屋孔隙发育（左上方白色条带部分）并含古红壤残留的大量浑圆形铁质凝闭（中部两块浑岡形黑色体）单偏光
　　照片3山地黄褐土C层在氣化铁浸染胶凝基质中；V大坫铁锰浓聚物（左I:方和右卜_//黑色体）周闱布满粘粒胶膜（黑色体同WA色部分）正交偏光照片4山地黄棕壤A层由微团聚体构成的团粒状垒结（中部黑色粒状体）并含腐殖化枯物残体（下方椭圆形黑色条带）单偏光照片5山地黄棕壤A层含黑色碳化的植物残体。其细胞构造相当清楚（小央黑色体屮岡形A色部分）单偏光照片6山地黄棕壤BC层中沿孔隙壁淀积的光性定向粘粒（中央圆形黑色部分为孔隙，四周环形部分为粘粒）还右铁质凝粒（1：方与左方黑色体）正正交偏光照片7山地棕壤B,层在古红壤残遗的胶凝基质中含有多量铁质凝团。凝块（左边中部浑圆形黑色体）单偏光照片8山地棕壤R层在斑晶骨骼嵌埋状垒结中含大量石英、长石矿物颗粒（中部多边形白色体）及铁质凝块（四周块状黑色体）止交偏光
　　照片9暗棕壤A层W粒状垒结含较多腐殖化和’半分解梢物残体。「1见细胞构造（中央圆形物为植物残体横切而）中。偏光X1（）照片1（）暗棕壤13层注单粒状垒结中壤嵌了各种矿物骨骼颗粒（中部多边形A色体）并含不规则铁铽形成物（巾块状黑色体）正交偏光照片11棕色暗针叶林上A层沿根孔分布的棕黑色腐解的植物残体和黑褐色碳化木纤维（中部横向的两条黑色条带）单偏光照片12棕色暗针叶林土B,层在粉砂状垒结中含多边形带棱角的岩矿颗粒（中部白色体）和大量铁锰浓聚物（四周黑色体）正交偏光【参考文献】

　　郑泽厚。神农架森林土壤特性及其垂直分布规律探讨，湖北大学学报（自然科学版），1986帕尔费诺娃，E?A?雅丽洛娃。土壤微形态学指南。莫斯科：科学出版社，1977:1—郑泽厚。鄂北豫两南第四纪地层中的古土壤问题，土壤，1988,20曹升赓。我i红壤的微形态特征，土壤专报第40号。北京：科学出版社，1986:1—郑泽厚。川东山地土壤的微形态特征，山地研究。1986,4：125—高以信。我国灰土的分类。土壤，1989,21土壌微形态学在第四纪研究中的应用
　　国际土壤学界一致公认奥地利土壤学家W.L.Kubiena是土壤微形态学的创始人和奠基人。他在1938年出版的专著《微土壤学》，标志着一门新的土壤学分支土壤微形态学的诞生。这门分支学科是借助各种放大仪器，主要是光学显微镜（以偏光显微镜为主）和电子显微镜（以扫描电镜和电子探针为主），研究原状土壤物质的微形态特征。通常还是利用偏光显微镜观察土壤薄片，这仍然是土壤微形态的主要研究手段。
　　土壤微形态学建立至今已有50多年了，这门新兴学科在世界各国得到蓬勃发展，它不仅在土壤学的许多研究领域，例如土壤发生与分类、耕作土壤结构与肥力、土壤有机质、土壤生态、古土壤等等作出了很大贡献。而且在其他一些学科中的应用也日益增多，例如在第四纪、工程地质和考古研究中的应用均有报道。本文则是笔者多年来应用土壤微形态学方法研究第四纪问题的一些认识与体会。
　　花苗进行土壤微形态研究。首先是野外考察并对典型土壤剖面分层采集未经扰动的原状土壤样品和第四纪成土母质样品。在室内，笔者先配制武汉生产的191型号或者196型号不饱和聚酯树脂一丙酮混合液，再向此混合液加人由过氧化苯甲酰与邻苯二甲酸二丁酯配制的催化剂B，并充分搅拌，然后用小烧杯将供试土壤和母质小块原状样品浸人上述混合液中。受浸样品需经50°C热水浴自然挥发数天，再减压抽气灌胶数小时，随后将装有样品的小烧杯送进烘箱逐渐升温（不超过80°C）进行热同化，最后将固结土样磨成0.03mm厚的土壤薄片，在偏光显微镜下观察并拍照。笔者自1982年以来，先后对鄂北岗地、鄂西北河谷盆地、川东山地和鄂西神农架山地开展了土壤及其母质微形态与第四纪有关问题的研究。兹将体会与认识综述如下。
　　运用土壤微形态研究第四纪古气候
　　为了研究某地区土壤发生与分类，首先有必要揭示该地区地表发展历史4寺别需要重建该地区第四纪古地理与古成土过程。由于土壤形成物是反映特定土壤形成过程的产物，因而土壤剖面中那些不能用现代气候生物条件和现代成土过程来解释的作者：郑泽厚
　　原裁北大地貌专业纪念义集《地貌与第四纪环境研究文集》海洋出版1996年9月第1版继承性土壤形成物，即土壤残遗体是古成土过程和古土壤的重要证据，而土壤微形态方法则是研究土壤剖面中土壤残遗体或残遗特征的有力手段。通过对古土壤残遗体的微形态研究，就能正确地判断其古气候环境。
　　笔者在研究鄂北鄂丙北黄褐土形成问题和鄂北豫西南第四纪地层中的古土壤问题时。就是运用土壤微形态方法来探讨这两个问题并揭示上述地区古气候的。

　　研究表明，在鄂北、豫西南和鄂西北许多岗地和高阶地上广泛分布着由中更新统网纹红土和棕红色粘土母质发育的古红壤，以及由上更新统黄褐色亚粘土母质发育的古黄棕壤。这两种古土壤均可经过后期复钙成土过程并在现代自然条件下形成黄褐土。这是在同一土壤剖面中发生的新成土过程对古成土过程的”发育重叠“，即土壤的多元发生过程。土壤薄片镜鉴表明，在某些黄褐土微形态中，有大量古红壤残遗特征：氧化铁浸染基质在透射光下呈现红棕色，色调在5YR?7.5YR范围，亮度5,彩度8;铁锰浓聚物较多，主要为浑圆形铁质凝团、凝块，在透射光下呈暗棕色，在斜反射光下呈红棕色；沿孔隙壁淀积了大量光性定向粘粒胶膜。它在单偏光下颜色比周围基质鲜艳，呈亮黄棕，在正交偏光镜下具有髙双折射率，旋转载物台时可见到黑色消光带在粘粒胶膜上移动。上述均为土壤脱硅富铁铝、粘粒淋淀和气候湿热的重要微形态标志，而这些都是与当今鄂北鄂西北气候条件不相谐调的，唯一可用古红壤予以解释。更有意义的是，在许多黄褐土剖面中有大量钙质结核（当地称料姜），其中含有数粒铁锰结核（铁子）。用偏光显微镜观察料姜薄片也证实有这种”钙包铁“现象存在（这是土壤复钙的有力证据），且发现有方解石晶体从孔隙壁析出。按照地球化学元素迁移规律，当土体中铁铝明显聚集时，游离碳酸钙早已从土体中淋失。因此，对于这种料姜包裹铁子（说明料姜形成于铁子之后）现象，只能如此推论：土壤在湿热气候条件下盐基淋失并产生了铁子。随后又发生了富含钙质的黄土状物质沉积于古土壤之上（即复钙过程），当时气候相对干冷，后来在漫长的成土过程中，发生钙质淋淀并以古土壤中的铁子为核心聚集成钙质结核，进而形成直径数厘米的料姜（又名砂姜）。当地钻孔资料表明，桂花苗第四纪地层中有多层料姜出露，这也说明曾出现沉积过程大于成土过程和成土过程大于沉积过程的两种地表历史阶段的多次更替，以及气候的干湿冷热周期性变化。野外考察土壤剖面和室内进行土壤微形态研究表明，在鄂北豫西南第四纪地层中，古红壤是出现在网纹红土之后及黄褐色亚粘土之前，由此可推断，在中更新世与晚更新世的过渡时期，本区气候是很湿热的。
　　运用土壤微形态研究第四纪构造运动
　　我国许多土壤地质学家认为，土壤剖面可因新构造运动而产生”母质重叠“和”发育重叠“现象，而且还认为新构造运动会影响各种成土因素状况、强弱、主次位置和产生的具体作用。鉴于这些现象和作用会在土壤剖面中得到反映，因此笔者认为，对土壤剖面微形态的研究，就能反过来帮助我们对当地新构造运动进行很好地分析。
　　笔者曾研究神农架山地土壤微形态特征以及新构造运动对该山地土壤形成的影响。笔者在神农架林区多处见到深切峡谷、嶂谷和深切河曲，这说明本区新构造运动上升速度与幅度是很大的。例如，南河深切河曲就十分典型，两岸平展着四级阶地，第四级阶地上还具有磨圆良好的古河床相砾石层。南河支流马栏河上游红塔处可见到三级阶地，在三级阶地砾石层、粉砂层上面，普遍发育了一层2m厚的网纹红土和棕红色粘土，其上为4m厚的黄褐土母质层黄褐色亚粘土所覆盖。土壤薄片镜鉴表明，该第四系地层剖面中的红土是一种被埋藏的古红壤。笔者还在青阳河海拔930m的二级阶地地层中发现，有被坡积物覆盖的、约1m厚的黑色淤泥层，经用土壤微形态方法研究，土样中含半腐解植物纤维并有其他特征，被定为埋藏的古草甸沼泽土。上述阶地上发现的古土壤均离开了它们应该所处的地形部位。如今已分布在高阶地上，这说明是本区新构造运动呈间歇性抬升的结果。
　　桂花桂花特别有意义的是，笔者不仅在鄂西山地，而且在川东山地海拔1600m以上的地形部位，经常可以发现发育在中更新统网纹红土之上的古红壤。这种湿热气候条件下才可能形成的红壤，如今出露在不是红壤气候环境的山地棕壤位置，这显然是新构造运动隆升的结果。原处在山麓基带的红壤一旦上升到海拔千米之上，必然要在新的气候、生物条件下接受新的成土过程。这就不可避免地出现土壤剖面发育重叠。研究这一现象并可发现古土壤的手段，无疑就是土壤微形态学方法了。笔者曾对神农架天门垭海拔2100m的山地棕壤剖面B层进行过微形态研究。结果发现，该剖面并非是当地板岩坡积物母质发育的一般山地棕壤。而是古红壤接受新成土过程的发育重叠剖面。经测定，该土层pH值为5.40,其土壤薄片用单偏光镜观察，有较多铁锰浓聚物，在透射光下呈暗棕红色；用正交偏光镜观察，见有大量沿孔隙壁淀积的、金黄色的光性定向粘粒胶膜，加上铁铝土所具有的絮凝基质等微形态特征，这些都是附近一般坡积物发育的山地棕壤薄片所看不到的。笔者还在川东巫溪县胡家垭海拔1580m山地发现过网纹红土母质发育的古红壤。经取样制作土壤薄片和镜鉴，在单偏光下可见亮棕黄的泉华状光性定向粘粒胶膜含量丰富，约占薄片面积的50%;在斜反射光下呈淡红棕（5YR5/8）的铁锰胶膜、铁质凝块、凝粒也很多，还有红壤型垒结方面的微形态特征。该古红壤最初形成于山麓基带，后来由新构造运动抬升至现今高度。值得注意的是，鄂丙川东山地的多次剥夷期、多级剥夷面及其分布的古红壤是完全可以对比的。若干资料说明，鄂西川东山地在早更新世期间，地壳运动相对宁静，有一个剥蚀夷平与相关堆积的地貌演化过程，与此同时普遍发育了亚热带岩溶地貌。后来，早更新世末元谋运动使地壳间歇性抬升。致使本区不仅到处发育了V型峡谷及其两岸悬谷、悬挂的岩溶泉暗河出口、多层溶洞及多级阶地等，而且早更新世地壳相对稳定时期形成的剥夷面已被抬升到海拔2800m以上。高温多雨气候条件下发育的岩溶地貌组合、红色石灰土和红壤，也在地壳同步间歇性抬升运动影响下上升到不同高度。例如，笔者曾考察过的川东巫溪县海拔1800m的红池坝岩溶盆地、鄂西神农架区海拔1750m的大九湖岩溶盆地。它们的面积均为2km2左右，且周闱分布着许多灰岩峰丛、落水洞、漏斗、溶蚀洼地和溶洞等。它们在地貌形态上如此相似，在高度上又如此吻合，这不能不说是经受了同样构造运动的影响。更有意思的是，笔者在上述两处均发现了网纹红土和红色粘土，有的学者认为这些红土是石灰岩溶蚀后留下的含铁铝氧化物的粘土，而笔者经过土壤微形态研究则认为，它们是石灰岩在中更新世湿热气候条件下形成的红色石灰土?有的进一步发育为红壤，即古红壤。而溶洞中的红色粘土往往是古土壤经侵蚀、搬运后再堆积的产物。鉴于无论鄂丙还是川东，当今海拔1800山地的水热条件是不可能形成红色石灰土或红壤的。W此，鄂西川东高山岩溶地貌与古红壤是对古气候的有力的印证。并得出一个重要结论：本区强烈上升的第四纪新构造运动是客观存在的。
　　桂花运用土壤微形态研究第四纪沉积物

　　桂花众所周知，土壤发育离不开母质，而母质系指借以形成土壤的成土物质，按其发生或物质来源可分为残积母质、坡积母质、洪积母质、冲积母质、湖积母质、风积母质等等。我们在野外调查并研究土壤发生与分类时，必然要观察土壤剖面中A、B、C各土层，而C层母质层实际上就是第四纪沉积层。用该层土壤薄片观察其第四纪沉积物矿物组成、颗粒大小、磨圆度、层理、排列和分布等特征，就可以确认其物质来源、沉积环境、沉积方式，进而判断其成土过程和土壤特性。还可以通过对比土壤剖面上层与母质层矿物组成、颗粒大小分布和磨圆状况的连续性和差异性来解决是同源母质还是异源母质的问题。
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