第 19 章 土壤

地球薄薄的表层称为土被（regolith），系由岩石以各种方式的分解和不同的过程形成的（照片 100）。因而土壤的性质首先取决于发育成土壤的这种“母”岩。母岩经受着既包括物理过程又包括化学过程（第 4 章）的风化作用的改造和改变。但是，仅仅碎裂的岩石颗粒还不是土壤。此外，还存在着各种生物学过程相互作用的结果，特别是植被层的生长、腐烂和土壤有机体对它的作用。存在着一种循环，因为植物从土壤获取矿物质盐，但当它们腐烂时，这些矿物质盐又回到土壤中。整个动态的和互相依赖的土壤、气候、植被综合体以及综合体的动物群，称为生态系统。生态系统可能达到一定的平衡或稳定，但也可能被自然过程或人类改变。

一定的气候不仅直接通过风化作用，而且间接地藉助于基本上由气候所形成的植被来影响土壤类型（第 20 章）。某一土壤类型可能在中纬度草地下形成，另一种可能在针叶林下形成；某一种土壤类型可能在湿热气候下形成， 另一种类型可能在寒冷的苔原气候下形成。在某一特定的气候条件下往往发育一种特定的土壤类型；在俄罗斯和北美洲，可以划分出呈宽阔带状分布的土壤类型，这些类型与同样宽阔的纬度气候带相对应（图 208）。但在不列颠群岛一类地区，母岩、地形、水系和气候都极为多样，所以土壤类型也极为多样。此外，还必须考虑所有这些因素相互作用的时间。

因此，土壤是由矿物质颗粒、一定比例的腐烂有机体、土壤水、土壤空气和活有机体组成，它们彼此存在于复杂和动态的关系之中。特别重要的是土壤中还存在矿物质和有机质的胶体颗粒即胶粒，虽然极其微小（直径小于

1. ×10-5 厘米）。这些胶粒在土壤化学方面起着极其重要的但又非常复杂的作用。一方面，它们起着物理作用，因为它们使某些土壤成分（特别是粘土颗粒）具有粘附性。另一方面，胶粒又起化学作用，因为它们带电，并能吸持溶质的离子，特别是盐基如钙、镁和钾离子以及氢离子。

土壤矿物质

母质 母质既包括坚硬、抗蚀力强的岩石（如花岗岩和板岩），也包括抗蚀力弱的岩石（如近期火山熔岩和火山灰），和大部分沉积岩（砂岩、粘土和石灰岩）。在不列颠群岛，老的岩石大部分分布在西部和北部，新的岩石主要分布在南部和东部。“高地英国”和“低地英国”之间的区别在土被上有所反映：山地和高地贫瘠的薄层土壤和低地的深厚土壤形成鲜明的对照。

“岩石”这一术语不仅严格地用于花岗岩、砂岩等岩石，而且也用于砾石、粘土和疏松的砂。在近期地质时代杂乱无章地沉积下来的这些物质覆盖着非常广大的地区。许多尚未固结，因而根能容易地扎入；有些物质（象砂和砾石）十分松散，因而最重要的土壤形成过程就是要使游移，不稳定的颗粒有较好的粘结力。另外一些物质，如粘重的冰碛物，本来就有粘结力，是“泥泞”的物质。这些表层沉积通常是“年轻的”，其土壤形成过程一般进行得不深入，但是，有些沉积物本身仅仅是风化作用的产物。例如，黄土颗粒细但多孔隙，紧实而未胶结，黄土中土壤形成过程将会进行得很快。河流形成的冲积层也将如此，亚洲东南部的河流泛滥平原形成了最集约化的耕

地。

石灰岩石灰岩作为一种土壤母质实际上自成一类。它分布普遍，存在的形式各异，但是它基本上是由碳酸钙组成的，这一物质可溶解于含二氧化碳的雨水中。石灰岩还有不同含量的不溶性物质——不纯的石灰岩中多，纯白垩中少。经过长期持续的溶解作用，这些物质被残留下来，值得注意的是称为红色石灰土的一种深厚的红色粘土。呈斑块状分布于英格兰东南部唐斯的夹燧石粘土，在某种程度上是白垩风化的残余物。

石灰岩上形成的土壤大部分既薄又干燥，在陡坡上，土壤甚至可能不存在。但是，在残余物堆积起来，仍含有一些石灰的地方，以喜石灰植物为特征的一种短矮的甜草皮将会得到发育。现已划分出发育于石灰岩上的几种主要土类，包括红色石灰土上的红壤和棕钙土，和白垩上的黑色石灰土。

土壤成分 构成土壤主体的矿物质由二氧化硅（石英）颗粒（最普通的岩石碎裂产物）、硅酸盐（如硅酸铝）和氧化物（特别是各种氧化铁）组成。石英颗粒能抵抗化学风化，因此形成“稳定的”、“惰性的”土壤成分；几乎所有的砂质土壤都主要由这些组成。大部分硅酸盐都经过水化作用，其最终产物是粘土。

土壤还包含其他含量少而且不恒定的成分。但它们极为重要，因为它们为植物提供养分。这些成分包括钙、钠、钾和镁的化合物，氮、硫和磷的化合物（部分从有机质中获得，部分从母岩中获得），以及从水和空气中获得的氧、氢、碳的化合物。另外，还有少量的“微量元素”，如硼、锰和碘。农业实践中的一个重要问题是需要在土壤中恢复连作所带走的元素。轮

作有助于此，因为不同的作物有不同的需求；而豆科植物（如三叶草）能在其根瘤中固定大气中的氮。农家肥料除了其理想的物理学和细菌学的优点以外，还能提供硝酸盐和磷酸盐。“人造肥料”的施用能使缺损的矿物质得到精确的补充；氮由硫酸铵和硝酸钠提供，磷由托马斯磷肥和骨粉提供；钾由钾盐镁矾（粗制硫酸钾）和草木灰提供。

土壤酸度 在许多冷湿地区，渗透的地下水逐渐使可溶性盐基特别是钙淋失，因为雨水（雨水是二氧化碳的弱溶剂）能容易地溶解这些盐基。因此， 土壤逐渐变得缺乏石灰质，换言之，即愈益变酸和有“酸味”。在美国，密西西比河以东地区（年降水量超过 64 厘米（25 英寸），渗溶也微弱得多） 的土壤之间的差异极其明显，因而这些土壤分别划归淋余土（含有较多的氢氧化铝和氢氧化铁）和钙层土（富含碳酸钙）。

酸性和碱性的定量大小用 pH 值来表示。pH 值是用土壤胶体所含有的氢离子浓度来量测的标度，由于浓度值非常小，很不方便，因此采用氢离子浓度的负对数。在纯水中，有一千万分之一离解成氢离子，即 10-7，因而 pH 值为 7，这属于中性状态的酸度。如果一种强碱如苛性钠被溶解于水，则溶液呈强碱性，仅有极少部分（10-14）离解成氢离子，因此它的 pH 值为 14。相反，盐酸溶解于水，则千分之一即 10-3 被离解，pH 值为 3。中性土壤的 pH 值约 7.2，酸性土壤小于 7.2（有时低达 3.0），强碱性土壤约为 8.0 或更高。

野生植物和栽培植物对酸性条件的忍受能力变化都很大。一些荒地植物如石楠，在酸性土壤上生长繁茂，有些植物如杜鹃花和杜鹃花红要求完全不含石灰质的土壤。但是，如果土壤变得过酸，大多数栽培植物都会受害，农民便施用各种形式的石灰以满足土壤的需要。实际上，6.0—6.5 的 pH 值（即极弱的酸性）是理想的 pH 值。石灰不仅有助于中和过多的酸，从而使土壤“变

甜”，而且还促进细菌活动，并有助于改进粘重土壤的质地。

土壤质地 土壤的自然质地在很大程度上取决于各个颗粒的大小，它对于农民或园丁来说是极重要的问题。按照定义，土壤颗粒直径不超过 2 毫米， 任何更大的颗粒属于石子。虽然石子当然会常常出现在土壤里，但它们不是土壤的一部分。一些土壤通常称为“轻质”土，另外一些土壤则叫做“粘重” 土；而介于这二者之间的是受人欢迎的“壤土”。但是存在着许多不同的情况；美国农业部划分出不下 20 种的质地类别。从实践的观点看，区别出三种矿物颗粒等级的土壤就够了，这三种等级是：①粗粒，即沙土；②细粒，即粘土；③中等大小颗粒，即粉沙土。如果人们摸一摸三种土壤中每一种的湿土样品，那么他们会分别有沙性、粘性和柔滑的感觉。

沙质土轻质土主要是由沙即石英颗粒组成，颗粒之间有相当大的孔隙。沙可以是“粗”沙，颗粒直径在 0.2—2.0 毫米之间；也可以是“细”沙，颗

粒直径在 0.05—0.2 毫米之间，肉眼刚刚可以看清。这些轻质土使水能迅速排出，将可溶性植物养分带走。因此，这种土常常是“饥饿”的土壤，它们不仅需要经常施肥，而且在干旱时期可能会干透，以致浅根作物歉收，牧草“烧枯”；然而，它们是通气良好的土壤，春季能迅速变暖，所以倘若植物营养和水能够容易地加以供应，那么它们对于园艺，特别是对于早蔬菜，尤其是力图向深处扎根的块根作物的生产是很为适宜的。在其他地方，沙质土可生长针叶树，这是覆盖着欧石楠的最贫瘠的地区。有时，它们用加泥

（mar-ling），即添加钙质粘土来加以改良，钙质粘土使轻质土具有一些粘着性和“稠性”。

粘质土粘重土壤由大量的粘土即单个颗粒直径小于 0.002 毫米的极细矿物质微粒组成。这些微粒在化学性质上极为复杂，但主要由水化硅酸铝组成。粘土含空气极少，而且它能吸持很多水，因而形成一种胶着力很强的粘性块体。当块体完全干透时，就形成了一个坚硬得象混凝土一样的表面，裂成许多缝隙。有时，粘磐即心土内坚实的固体层的形成，使情况更糟。粘磐常常难以挖掘和犁耕。此外，在英国，粘土从冬季降雨中接纳的水使之成为“冷” 土壤和“迟”土壤，因为春季开始好久，农民才能在这种土壤上耕作。

然而，粘质土常常富含植物养分，因此农民如能适当地进行耕作，并使之保持相当的肥沃，那末它就会生长出比沙土好的庄稼。农民试图保持“团粒结构”，在这种结构中，细小的颗粒聚集成团粒，团粒之间具有空间。秋季作垄，从而使寒冻能够尽可能大地作用于地表；经常施用石灰产生“絮凝” 作用（即细小的颗粒聚集成团粒，从而使质地变粗）；尽可能多地补充腐殖质，这一切将会有助于使粘质土较为适于耕作。

在大部分地区，重粘质土都有选择地混种着多年生草本和三叶草，并长时期地多年休闲，为奶牛和肉牛提供长久性的牧场。有效的排水方法、现代化的机器，和精心施加石灰，能使粘质土生长块根作物、绿色作物和谷类作物。

粉沙质土这是较为优良的土壤，其物理性质处于沙土和粘土之间。粉沙质土的颗粒比粘土大得多，直径从 0.05 毫米到 0.002 毫米，但比沙土细得多。

壤质土最理想的农业土壤是壤质土，壤质土由许多大小不同的颗粒混合物组成。壤质土可以是沙壤土、粉砂壤土或粘壤土，壤质土的优点在于它能持有一定的水分和植物养分，通气和排水良好，而且易于耕作。

土壤有机质

在土壤未成熟、几乎完全由从岩石碎裂而获得的矿物质组成时，这种土壤叫做粗骨土。各种自然的生物学过程能逐渐地增加一定量的有机质或腐殖质。

腐殖质 腐殖质由植物的残体和少量的动物遗体组成，这些残遗体经过细菌和其他微生物的作用分解成一种浅黑色的无定形物质。如果腐烂过程尚未完成，那么通常有可能在腐殖质中可辨认出植物结构的细节。

土壤含有的腐殖质提供的氮和其他元素如磷、钙和钾，它们是由土壤细菌从腐烂植物组织中分解出来的。因此，植物可以通过其根系吸收这些元素。腐殖质还具有改善质地的优良物理作用；一方面，它有助于沙土保持水分， 另一方面它又能使粘质土“开通”和通气。耕种者为了能保持其土壤中所含的腐殖质，他们必须翻埋厩肥或堆肥，即腐变的园地废物。在西约克郡，人们将垃圾废物埋进土壤；在康沃尔郡和布列塔尼，用的是一车车海草。泥炭土几乎完全由腐殖质组成，黑钙土含有约 12—16％的腐殖质，但灰壤仅有 3

％或更少。

腐殖质在自然界一定条件下很容易形成。在落叶林地中，由于秋季落叶， 腐叶便堆积起来；这就是“温性腐殖质”或细腐殖质，pH 值为 4.5—6.5，把它们翻进土壤对园地大为有益。在未开垦的湿草原或干草原，腐殖质层位于表层以下，因为降水不足以把腐殖质带到更大的深度。乌克兰黑钙土的暗色是由于腐烂的草层形成的腐殖质所致，草层的厚度可能超过 0.6 米。

并非所有的天然腐殖质在农业上对土壤都有同样的重要性。与温性腐殖质不同，“半成品腐殖质”即粗腐殖质，能形成于某些环境之中，特别是石楠荒原、泥炭沼泽和松林。整个腐烂过程比较缓慢，这是由于较冷与较潮湿的条件，缺乏蚯蚓与其他土壤有机体，针叶树的针叶坚韧等。通常缺乏盐基

（如钙），因而粗腐殖质明显呈酸性，pH 值低于 3.8。含氮化合物也缺乏， 这一事实使分解作用变慢，因为土壤中微生物需要氮来维持生命。当园丁将落叶、杂草和干草堆成堆肥堆时，他们在每一层上喷洒含氮的“加速剂”来促进分解过程。有一种介于细腐殖质和粗腐殖质之间的有机质形态，称为酸性腐泥。在发生很少分解或不分解的情况时，堆积起来的植物体称为泥炭。

土壤空气和水分

土壤中的空气 土壤中的空气含量对于土壤本身的发育和其中有机体都是非常重要的。除土壤渍水的地方外，都有一定量的空气存在于各个土粒之间。一个直接的作用是被称为氧化作用的化学变化，氧化作用使部分有机质转化为易被植物吸收的氮。另一方面，氧化作用程度过高（有时由于在热带地区过分频繁的犁地而引起）会消耗大量有机质，以致土壤变得越来越贫瘠。

此外，土壤中大多数数量巨大但个体微小的细菌需要氧，它们被称为“好气细菌”。因为这些有机体是引起植物残体分解的部分原因，缺乏空气便限制其活动。蚯蚓对于土壤过程也有重要的作用。

土壤中空气含量通常与土壤含水量有关。渍水土壤实际上没有空气，这就是“嫌气条件”。

土壤中的水 水通过渗透作用（渗透作用取决于土壤的质地或岩石性

质），通过毛细管作用向上移动。水实际上是许许多多无机和有机化合物的稀溶液。土壤内发生的化学过程主要在溶液中进行，而植物通过它们的根从这些溶液中吸取大部分的养分。土壤中的含水量从干早气候下几乎为零到完全渍水状态不等。含水量为零使有机体实际上不可能生存，完全渍水状态排除掉所有的空气，使细菌活动减少，并抑制分解作用。

在潮湿气候中，特别是在蒸发速度低的高纬度地区，水主要趋于向下移动，尤其是在颗粒粗的沙土中。这些水溶解土壤里可溶性物质以及可溶性腐殖质物质，并把两者向下携带，这一过程叫做淋洗或淋溶作用。可溶性物质、腐殖质和较轻的成分由于淋溶作用而向下移动，流出这些物质的表层实际上叫做淋溶层，有时称为 E 层。灰壤（Podzol）是一种典型的淋溶土壤，Podzol 是俄语名词，含义是“灰”，因为其表层常常呈淡灰色或灰色。在英国的许多荒原与泥炭沼泽和欧亚大陆和北美洲的针叶林中都可以看到这种灰壤。在这个淋溶层以下面常出现一坚硬的薄层，它或者是形成黑色、坚硬不透水层的次生腐殖质化合物（泥沼磐），或者是被染成淡红棕色并由渗透溶液沉积而成的铁盐胶结的沙粒或沙砾（铁磐）。其他坚实的层次可能由下淋或合成的粘土（粘磐）、二氧化硅矿物（硬磐）和次生碳酸钙（石灰磐）形成。从上层迁移来的物质在其中发生再沉积的土壤下伏层，称为淀积层。在磐层下面是未发生变化的底土或坚硬岩石。

但是，在炎热干燥的气候中，一年大部分时间蒸发量都超过降水量，结果水趋于向上运动，土壤彻底变干；有些地区地表形成一薄层盐壳。这种盐化过程能形成一种含盐极多的土壤，叫做盐土，例如犹他大盆地、约旦河谷和里海附近就有。

排水土壤中的水显然对土壤形成过程、对于作为栽培植物生长处所的土壤的适宜性，都有深刻的影响。因此，农民非常关注他们土壤的排水。自然排水取决于地表形态、岩石渗透程度、降水量和季节分配以及植被的性质。排水可以是排水过度（在干旱时期，土壤迅速干透）；排水良好（土壤多孔， 因此土壤在颗粒之间容纳水，但它们也有渗透性，因而它们能使多余的水得以排走）；排水不良（大雨时，水不能较快地排走）；或排水困难（土壤几乎总是渍水）。

当农民面临着排水不良或排水困难时，他们不得不采取这样一个应急措施，如地表挖沟，特别是开挖深沟使水能水平渗入，在田地中埋入排水管， 以及采取各种在地下挖沟的方法。

排水过度的问题必须用在薄层沙质或白垩质土壤中施加泥灰和腐殖质以加强其持水能力的办法加以处理。保持耕地表面的小团块以防粘质土的干裂，是“旱作”的基本内容，但是风蚀作用会蚀去这种细粒表层的地方除外。在一些被开垦的荒地区，人们混种特别的草类，这些草类生长快、抗旱，其根系坚韧且有固结力。但在许多干燥地区，解决地下水缺乏的唯一办法是进行灌溉。

土壤剖面

在研究土壤和土壤形成时，必须留心注意地表以下不同深度发生的情况。如果观察一个采石场或一条路堑的边缘，或者挖掘一个深洞，差不多总会有颜色、质地不同的明显的水平层次，它们有时相互逐渐过渡，有时发生

较急剧的变化。这种显示出连续层次的断面叫做土壤剖面，剖面中每一个主要层次或带是“层”。每一种主要土壤类型有其自己的剖面，土壤学家十分仔细地测定其性质。有时，他们将完整的土壤剖面放在土壤盒里带进实验室鉴定。

冷湿气候下，特别是在轻沙质地区如石楠荒地中，往往形成一个有 4 个主要层次的剖面。水的向下渗透淋去可溶性物质，生成灰壤类型。地面植被盖层和粗腐殖质以下为淋溶层，它是土壤剖面的最上层，厚约 0.3—0.6 米。即 A 层。水时常通过此层，不仅盐基而且大部分细粘土及腐殖质颗粒都被淋失，从而形成淡灰色土壤。此层以下为可能有一硬磐的淀积层，即 B 层，大部分被淋溶下来的物质淀积于此层。再往下是 C 层，即部分风化的岩石层， 但此层无来自上层的腐殖质和其他物质。最后是 D 层，即坚硬的基底母岩。

土壤学家将各土层分成比这四层细得多的亚层。在灰壤中有时用 A0 层表示薄的腐殖质表层，部分淋溶层为 A1 层，而其下的灰色土壤用 A2 表示（现在有些土壤学家用 E 层代替 A2 和 A3 层）。另外，在底土由于排水受阻而渍水的地方，氧化作用不可能发生，结果亚铁盐使土壤出现蓝灰色。这叫做潜育，而此层为 G 层，如这一层出现在淀积层时，则称为 Bg 层。

在另一些条件下，可以看到不同的土壤剖面。在落叶林下，形成棕壤或棕色森林土，在中纬度草原下形成黑土（黑钙上）。这两种土壤都含有丰富的腐殖质，只有轻微的淋溶。例如在棕壤中，A 层由分解充分的黑色腐殖质

（细腐殖质）物质组成，这些物质向下逐渐过渡，A 层和 B 层之间几乎没有任何明显可见的分异。

图 207 土壤剖面

这种土壤剖面只有当人类未干扰它们的时候才得以发育。事实上，耕犁和翻土的目的完全在于提供适宜于植物生长的深厚土壤层。园丁不止一次地翻掘土壤，将底土破碎并施以肥料和有机废物，从而更换表层或“一铲深” 层。农民通常只是“浅耕”，偶然也可能“深耕”以破碎 B 层中的硬磐，从而改善排水。因此，耕作土壤与自然土壤的剖面不同；排水、耕犁、施肥和特定农作物的栽培不仅影响表层，而且也影响下层。

主要土壤类型

土壤可分为地带性、隐域性和非地带性土壤三类。地带性土壤最通常出现于起伏和缓的土地上，那里排水通畅，其母质的质地和化学组成都不极端。由于气候对于风化作用、含水量和植被产生如此深刻的影响，因此对于主要的地带性土壤类型进行概略分析的基础是气候学的基础。它们在前苏联（图208）和美国这样一些大面积区域呈纬度地带分布。

隐域性土壤分布于特殊的地形或母质条件对土壤的影响比气候或植被强的地方。它们取决于特定种类的母岩（如石灰岩）、大量盐的存在（如盐土）、大量水的存在（如酸沼泽泥炭、沼泽泥炭或草甸土壤）或滨海生境（盐沼上）。非地带性土壤没有充分发育的特征，这或者是因为它们“年轻”，或者

是因为母质和地形条件阻碍了较明显特征的形成。它们可分成两类：山坡上的石质土（lithsols）、起源于疏松物质如沙、冲积物和火山灰的粗骨土

（regosols）。

图 208 前苏联土壤图

1. 冰沼土和山地上；2.灰壤；3 灰色土（grey earth）；4.黑钙土；5. 栗色土；6.旱境土；包括沙质土、盐渍土等；7.各种高地土壤（高牧地土壤、山地森林土等）。

（注意：苏联边界为 1939 年以前边界）

在提出的所有土壤分类中都能发现不足之处，因为它们不容易用确切的术语来下定义。可以提一提近年来提出的三个分类。1960 年，美国土壤调查局提出了一种称为“第七次草案”的综合分类。这个分类从单个土体（一个1—10 平方米的单位）开始，逐渐上升到较高的等级，最后是土纲。联合国粮农组织和联合国科教文组织为编制其 1：500 万《世界土壤图》制订了一个分类。1973 年，英格兰与威尔士土壤调查局采用了一个新的分类，有 10 个主要土类，44 个土类和 100 个以上的亚类，术语繁多。

主要土类简化分类表 1.地带性土壤

1. 高纬度气候

2. 中纬度气候潮湿

季节性降雨

1. 低纬度气候

干旱

1. 隐域土壤

冰沼土

极地棕钙土

灰 壤 灰棕壤

棕壤（即棕色森林土）

黑 钙 土 湿草原土

半干旱和干旱栗钙土

冷漠境土（灰色土）

潮 湿 砖红壤

热带黑土（基性土） 红色漠境土

1. 由于含盐而形成 盐土

碱土

1. 由于水分过多而形成

草甸土

沼泽泥炭土 酸沼泽泥炭土干泥炭土

1. 由于石灰岩母质形成

1. 非地带性土壤（不成熟土和粗骨土）

黑色石灰土红色石灰土

红色、棕色和褐色地中海土棕色石灰性土

1. 山地土壤 山麓碎石土

2. 冲积土 河成物质

3. 海积土 盐沼土、泥滩土、海成粘土

4. 冰川土 冰碛土、冰水土

5. 风成土（风积土） 沙丘土、黄土、柠檬土

6. 火山土 近期溶岩和火山灰土

地带性土壤

1. 冰沼土 支配冰沼土发育的主要条件是：年平均温度低、永久冰冻的心土、低蒸发率和短暂的植物生长季。化学风化和生物活动都受到严重限制，此外，夏季普遍渍水。典型的冰沼土剖面包括苔藓和地衣形成的地表泥炭层；下层是灰色泥层，冬季冰冻由于缺氧而呈浅蓝色；此层以下为永冻层。在排水较好的地区，可发育称为极地棕钙土的较成熟土壤，特别是在砂岩母岩土。

2. 灰壤 这个土类已经提到过，因为它们广泛分布于湿冷中纬度气候带。

3. 灰棕壤 灰壤和棕壤之间的一个重要的过渡土类，应单独划分为灰棕壤。由于在潮湿的环境下发生淋溶，灰棕壤的性质比棕壤酸性强，灰色的灰化层为含有一些有机质的浅褐色层所取代。这些土壤广泛分布于英国和西欧，以及美国东北角大部分地区。英格兰西部、威尔士和苏格兰许多排水通畅的土壤可能属于这一类。

灰棕壤在农业上虽然不象棕壤那样优良，但如果精心耕作，它们也十分肥沃。在英国，灰棕壤是良好的草地，在美国，则发展着混合农业。

1. 棕壤或棕色森林土 这类土壤是西欧从前覆盖落叶林的大片地区的典型土壤，它们富含有机质，这些有机质是由落叶的积累和腐烂产生的。在农业上这种土壤比灰壤优越得多：表层土通常呈轻质酸性，因为气候潮湿， 发生一些淋溶。这些土壤大部分已耕作了若干世纪，原来森林被覆早已破坏， 因而必须施加肥料和石灰。

2. 黑钙土 这是著名的干草原“黑土”，富含腐殖质，因为雨量不足以将源于禾草的腐殖质带到深处。黑钙土带（除被山脉截断以外，延伸于亚洲中部），从中国东北通过西伯利亚南部和俄罗斯中部，伸进乌克兰（黑钙土带在乌克兰最宽），继而进入罗马尼亚、匈牙利和摩拉维亚。加拿大的黑土属于这个类型，美国从北达科他州向南延伸到得克萨斯州的黑土也属此类。阿根廷大草原部分地区和澳大利亚东南部高地有黑土覆盖，它们可能类似于真正的黑钙土。

这类土壤对于说明其成因主要在于气候而不在于母质提供了一个非常明显的例子，因为它们广泛地发育于各种各样的基岩上。黑钙土质地疏松、易

碎，富含自然植物养分，加上分布于广阔、和缓起伏的地区和有适宜的气候， 使得黑钙土地区成为世界上巨大的产麦区。

1. 湿草原土 这些暗棕色土是潮湿条件下发育的棕色森林土和半湿润或半干旱条件下的黑钙土之间的过渡类型。它们形成于大陆内部，这里降雨虽有明显的季节性，但年总降水量为 60—100 厘米；因而它们是淋余土和钙层土之间的过渡性土壤。这些条件使淋溶能够发生，但淋溶没有强烈到所含大部分钙被淋失的程度，也没有微弱到钙盐积累起来的程度。高草植被有助于形成丰富的腐殖质。这些土壤分布于东欧和美国明尼苏达州南部到俄克拉何马州。

2. 栗钙土 这种土壤基本上是黑钙土在较为干旱的条件下而形成的一个变种，因为它们是降水量仅 2O—25 厘米的稀疏干草原地区所特有的土壤。栗钙土松散，有脆性，由于其自然植被是粗质禾草，因而含有丰富的腐殖质， 但由于降水量少，几乎完全未受淋溶。上层具有明显的暗棕色，随深度增加而变淡。这种土壤分布极广，它们覆盖着俄罗斯黑钙土以南大部分干草原， 并向西延伸到罗马尼亚和匈牙利境内。它们还分布于美国的高平原，阿根廷大草原和南非热带稀树草原较干早地区。

3. 冷漠境土 这是有时称为灰壤（Serozems）的一个土类。它们分布于中纬度较干燥的地区。降雨量少，导致有机质含量少，但也导致极为微弱的淋溶。上层为淡灰色（它们常被称为灰土），向下逐渐变为较深的棕色。上库曼、乌兹别克、塔吉克等里海以东许多地方和美国西部部分地区覆盖着这类土壤。由于它们遭受的淋溶极其微弱，因而这些土壤富含植物养分，如能进行灌溉，这是非常肥沃的土壤。前苏联大部分棉花就种植在这类土壤上。

4. 砖红壤 高温和普遍潮湿的环境、蒸发强烈的热带地区，其特点是化学风化（特别是可溶性盐基和硅酸盐的淋溶）强烈，因而岩石迅速分解。这种分解可能达到相当大的深度，有时深达 30 米（100 英尺）。含铁化合物的普遍存在使风化层形成特有的淡红色，而三氧化二铝使之在潮湿时具有可塑性，因此它们原名为砖红壤（laterite）（拉丁文，later 是砖的意思）。但是，不仅在砖红壤一词的应用上，而且在发育于这种物质上的各种“热带土”之间，都有着很多混乱。现在似乎一致认为，laterite 一词应该仅限于指由于风化表层中金属三氧化二物的集聚而形成的硬壳（这种风化表层也因干燥而成为硬壳）。它们现在有各种不同的名称： cuirass（土甲）； ferricrete 和 lat-eritic horizon（砖红壤层）。如果这个壳又被风化，就形成一层很薄的砖红壤性土，通常生长着粗劣的灌木植被。

砖红壤（latosol）一词用于概括那些不科学地根据颜色来分类的热带土壤类型，包括“红土”、“黄棕砖红壤”（yellow－browu latosol）和“灰色热带土”。人们已经作出了采用较有科学根据的努力，最近绘制的一幅非洲土壤图确定了四种大土类：①铁铝土，风化和淋溶最为强烈；③铁质土；

③含铁土（从前叫红土）和④变性土。前三种带红色，排水通畅；第四种为浅黑色，排水不良。它们的差异主要取决于它们的气候状况，从雨林终年潮湿、森林稠密和腐殖质丰富，到萨王纳季节性明显的降水和干旱度增强各不相同。潮湿热带地区的砖红壤分布于亚马孙河和扎伊尔河流域、中美洲、巴西东岸、马达加斯加东部和印度尼西亚。湿 -干热带地区的砖红壤一般淋溶较强烈，对农业来说其土质较贫瘠，广泛分布于巴西的萨王纳高原、圭亚那、东非、德干高原南部、斯里兰卡、缅甸和越南。当生荒地森林被砍伐以用于

耕种时，它可以暂时提供丰饶的收成，但是可溶性盐基迅速淋失。此时必须大量施肥，因为土壤迅速耗竭，否则就按照游耕制度将土壤弃荒。

1. 热带黑土 这是玄武岩一类基性岩在多雨和高温条件下经过风化而形成的一种热带土壤类型，称为基性土（basisol）。它们的黑色是由于玄武岩基岩中富含钛盐所致。在干季，如果这种土壤被耕过，它们就形成一种容易被碎成尘土的暗灰色或黑色土。但如果未被耕过，那它们就干透，成为有深裂隙的黑色硬板。相反，在湿季，土壤变得具有塑性，甚至有胶粘性。这种土壤的特点是有机质含量低，而且有一个碳酸钙结核带。印度的主要产棉区就是在这些土壤上，此外，还分布于肯尼亚（在那里它们还称为“黑棉土”）、摩洛哥、阿根廷北部，和西印度群岛的一些小块地区。

2. 红色漠境土 这些土壤是扫荒漠红棕色土。它们主要为沙质地， 而且由于缺乏淋溶而富含盐类。

隐域土

1. 盐土 这是一种其中大量存在着可溶性盐类的土壤，它们提供了隐域土的一个实例。这种土壤在热荒漠和较冷的大陆内部（这里夏季的热量能引起季节性蒸发），蒸发足够强烈的地方都有广泛的分布。浓的盐溶液通过毛细管作用上升，在地表形成一层浅灰色的壳，壳下为饱含盐分的团粒层。典型的含盐土壤称为盐土。如果降雨量相当高，地表部分的盐便会被淋溶掉， 结果盐化层位于较低的 B 层，这些土壤是碱土。

2. 泥炭土 土壤渍水时，空气实际上是不存在的，几乎没有有机物能生存，结果细菌活动减少。还原作用取代产生硝酸盐、二氧化碳、硫酸盐和三氧化二铁的化学氧化过程，形成氨、沼气、硫化物和氧化亚铁。植物虽因缺乏氧气而仅部分腐烂，但能使相当厚的泥炭积累起来。随着泥炭增厚，下层便被压缩，但在某种程度上保持其纤维形态。保存于泥炭中的花粉粒，使泥炭的成分能在数千年后予以确定；这种显微镜下的检定被称为花粉分析（孢粉学），这是探究既往气候和植被条件的一种有用的方法。此外，泥炭中植物组织的碎片可以用 C14 技术来确定时代。

泥炭不是土壤，它是一种有机物质。但是，当自然变化如干旱加剧，或者人类活动、特别是排水和深耕使土壤形成过程能作用于泥炭堆积时，泥炭可能形成一种富含有机质的土壤，如在英吉利芬兰兹（English Fenlands） 就有这种情况。

沼泽泥炭土 沼泽泥炭堆积于水中含有来源于石灰岩或其他碱性盐的大量石灰性物质的地区。石灰性物质中和植物腐烂时释放出腐殖质酸，因而形成厚层黑色海绵状“软性”泥炭，这种泥炭排水后就象在英吉利芬兰兹那样形成肥沃的农业土壤。但是值得注意的是，这个地区反复地耕作促进了原来大部分有机质的氧化，结果“团粒”结构已代之以颗粒较细的土壤。这种土壤不仅必须施以粪肥和化肥，而且必须注意使细粒表土免受风的侵蚀，在芬兰兹，风蚀正在使人们感到忧虑。

草甸土 草甸土与沼泽泥炭土类似，它们形成于河流泛滥平原。这些泛滥平原在一年部分时间内发生泛滥，并伴有淤泥的广泛堆积，但是植被生长相当快。其表层为黑色，含有许多有机质，但其下的 G 层（渍水的结果）非常明显。

酸沼泥炭土 酸沼泥炭土形成于潮湿地区，特别是高酸沼地，在这些地方，植物腐烂生成的腐植酸未被中和。因此这种粗腐殖质呈强酸性。在这样的母质上难以发育优良的农业土壤；农民不得不进行排水和深耕，把泥炭与沙或淤泥混合在一起，并施用大量的石灰。

干泥炭土 这是一类干的酸性泥炭，它们可发育于沙质荒地，常常仅厚几厘米，由藓类、地衣和石楠根形成。在这种沙地上，淋溶强烈，因此在泥炭下面形成一个典型的灰壤剖面。实际上，泥炭层是前面已提到过的 A0 层。

1. 石灰性土（钙成土）石灰岩作为母质，其特点已经进行过讨论；有若干种土类发育于石灰性母质上。

黑色石灰土这种土壤是黑色的，具有疏松的、本为团粒状的壤土表层。壤土表层位于含石灰岩或白垩碎片的心土之上，心上又位于坚硬的岩石之上。这一类型是反映特殊母岩影响的一个例子。在处于同样气候条件的其他地方，发育的是棕壤。发育于白垩的类似土壤分布于英格兰东南部相当大的地区。白垩除了富含碳酸钙以外，它的另一个特征是有极大的渗透性。若干世纪以来，这类土壤都是牧场，“山地牧场”或“基本牧场”，但现在大面积种植着专门培育的小麦和大麦品种。

红色和棕色地中海土这类土壤通常在半干旱气候条件，或至少在象地中海地区那样夏季长期干早的条件下，发育于堆积在石灰岩洼地中的淡红色残余物质（红色石灰土）上。在西班牙部分地区、法国南部科斯（Causses）、意大利北部、马耳他和南斯拉夫的喀斯特和希腊北部，陡峭的山坡、集中的冬雨和迅猛的径流导致形成被冲进裂缝、洞穴和盆地的不溶解的石灰岩残余物。在夏季干旱时间长而且明显的地方，可发育颜色较淡的褐土。

另一个类型是棕色石灰性土，这种土壤独特地发育于侏罗纪石灰岩上， 例如在英格兰的陡坡地区。这些石灰岩遗留下不溶解的残余物，其上可能曾一度生长过灌木丛或欧石南植被；由于其厚度较大，它们可能持有相当多的水分，如果多施肥，可成为良好的耕地。

非地带性土壤

在典型剖面发育以前，风化作用和其他土壤形成过程需要进行相当长的时间，才能变为成熟土壤。新近的土壤形成物质可能由于河流、海、冰川或风的作用沉积而成。冲积层不是土壤，但 它们通常象在尼罗河谷地那样形成可用于耕作的一种中介物质（所以叫做冲积土）。

1. 山地土 在不稳定的石质地表如岩屑坡，或在冰川堆积物上，土壤在很大程度上由岩石碎片组成，这些岩石碎片主要由于寒冻作用而发生物理性裂解，但是几乎不发生化学变化。这些土壤称为岩屑土。

土壤冲蚀和土壤蠕动常常使较细的物质沿坡地向下移动。但如果岩屑表层由于生长山地植物（如粗质禾草、越桔和苔藓）而变得较为稳定，那么它们就会由于山地常出现的丰沛降雨而遭受淋溶。淋溶的产物沿山坡向下移动到较低的山坡或谷底，并在那里堆积起来，形成富含盐基的土壤，称为淋积土。这种沿坡地向下的运动形成一系列有关联的土壤，称为土链。

1. 冲积土 冲积土由沙、淤泥和粘土的混合物构成，这些混合物是被流水搬运、成水平层次沉积，并在洪水期间加积的充分混合的岩石风化碎屑物。由于质地细，成水平层状沉积，因此冲积层成为良好的农业土壤。这是

一层“年轻的”沉积物，尚未失去其含有的矿物质。此外，这种土壤通常位于致使其沉积的河流附近，因而有可能进行灌溉。有些冲积平原，特别是东南亚的冲积平原，已成为精耕细作和人口稠密的广阔地区。同样，在不列颠群岛和西欧，凡是泛滥平原未沼泽化或能排水的地方，都能成为良好的农业土壤。在荷兰，覆盖马斯河和莱茵河支流泛滥平原的河成粘土被筑上了堤， 以防洪水并且可排水。

1. 海积土 来源于海洋的物质通过人工改造措施所加强的自然过程， 以土堤、沙洲和沙丘的形式被堆积于低平海岸。在比利时、荷兰、德国和丹麦的沿海，过去的海底地区（称为圩田）被堤围住，然后排水，形成发育于海成粘土（有时称为“海泥”）的各种土壤。土壤的性质取决于目前人工控制的水位高低。水位高的地方，常见的是泥炭土，土地主要用作牧场；但在水位低的地方，重粘质土占优势。将石膏（水化硫酸钙）施入土壤可以加速盐的排出，石膏与氯化钠化合，形成氯化钙。氯化钙极易溶解，可以很容易地被洗掉。

2. 冰川土 这种土壤发育于冰碛物和冰水物质，它们在北半球广泛分布。冰川沉积物的种类有冰碛物、冰水沙和冰水砾，和冰川湖中经过分选沉积的粘土。

3. 风积土 形成沙原、沙丘和黄土的风的沉积作用前已述及。中国西北部的黄土（照片 101），东、西德的波尔德（Börde）的黄土，比利时和法国东北部的柠檬土（limon）能发育成质地较好、容易耕作的土壤，这种土壤深厚，排水良好，有一层良好的耕作层。由于黄土是崩解作用的产物，因此它的土壤形成过程很迅速，并且形成西欧最重要的农业地区。无柠檬土覆盖的巴黎盆地的博斯和布里石灰岩高原部分地区，生长着稀疏的牧草并用以牧羊；而柠檬土覆盖的地区则是主要的小麦和甜菜产地。

4. 火山土 近期火山活动沉积了溶岩：火山灰和浮石，它们容易风化，并被雨水和洪流沿火山山坡向下搬运到较低处。高处新的熔岩形成无植被的灰白色片原，而低处的风化物质非常肥沃。维苏威火山和埃特纳火山山坡附近有着不少村庄和葡萄园，尽管过去曾反复出现灾难，并经常有再次发生火山活动的威胁。

英国的土壤

在小比例尺世界主要土壤类型图上，英国大部分地区和附近的欧洲地区属于灰壤和棕壤类型，高地上为粗骨土地区，河谷和沿岸为未成熟土地区。英国土壤有三大类别。第一，是发育于下伏坚硬岩石（或者是北部和西

部抗蚀力强的古老岩石，或者是东南部平行陡崖区较新的粘土、泥灰岩和白垩）的土壤。第二，是发育于覆盖英国许多地区的大面积冰川沉积物（包括冰碛物、冰川壤土、沙和砾石、砖红土等类型（有点类似于柠檬土））的土壤。还有在唐斯，呈斑块状分布的夹燧石粘土、河流泛滥平原的冲积层、沃什湾沿海的海成淤泥上发育的土壤。第三，是发育于有机沉积物的各种土壤， 包括腐殖质土、软沼泽泥炭和酸性沼地泥炭。

土壤调查研究委员会（The Soil Survey Research Board）于 1947 年建立，以便协调英国的土壤调查。英格兰与威尔士土壤调查局总部设在罗桑姆斯特（Rothamsted），而苏格兰土壤调查局则由阿伯丁附近的马考利研究

所（Macaulay Institute）兼办。英国许多地区正在积极开展土壤调查；这些土壤调查一方面是为纯科学目的，另一方面是为实践目的（为农业、林业和将来土地利用的规划）获得系统的资料。现已绘制出英国各地区不同比例尺的土壤图，还提出了有关调查报告。

每一个主要土壤类型内的亚类型，都作为土系被绘制在图上，每一土系都具有在特定母质上形成的一系列独特的剖面特征，并具有一定的排水条件。这些土系一般根据它们第一次被标在图上的地点来命名；例如温彻斯特土系（Winchester Series），广泛分布于英格兰南部白垩地区的夹燧石粘土上。

土地分类

用 L·D·斯坦普的话说，“近代的土壤研究可以说成是对这一问题的哲学的探讨，因为土壤作为一个实体起初是为了研究而进行研究的，而不是就它可能有的用途去进行研究”。虽然地理学家不是土壤学家，但他们应该大致了解有关土被由此得到发育和正在发育的过程，主要土壤类型和它们对于植物生长的潜力，以及可能由于有害和不适当的农业实践所引起的对土壤的损害等一些知识。地理学家所感兴趣的是既作为覆盖于坚硬岩石并在不小的程度上形成景观特征的各种土被本身，又作为植物生长的介质（因而又是人类大部分粮食和大部分原料的生产场所）的土壤。

但是，对于地理学家来说，比土壤分类更重要的是土地分类（对于规划工作者实际上也是如此）。当然，土地分类与土地利用紧密相关。

L·D·斯坦普提出了土地分类的三个大类和 10 个类型，其根据是：①地点的性质（高度、坡度和方位）；②土壤的性质（土壤深度、水分条件和质地）。这个分类的细节，被斯坦普列入了《英国的土地：它们的利用与滥用》

（The land of British：

Its Use and Misuse）（1848 年）。

在 1979 年，出版了官方的英格兰和威尔士的《土壤调查土地利用潜力纲要》。这是一个按土地的种类或农业利用的灵活性所作的土地分类，主要根据土系，但不涉及经济标准。它将土地分成 7 级以及 5 个亚级，从 1 级（没有或极少自然限制的土地，能持续生产）一直到 7 级（有极严重限制如高山、裸岩和房屋密集区的土地）。

土壤侵蚀

我们已经多次提到人类增进土壤效益的工作——排水、耕作、翻土作垄、施用粪肥和堆肥、施化肥、撒施石灰和施用泥灰等。人类采取各种各样的这些措施，其目的是为了维持甚至改善人类粮食供应主要依赖的土壤的质量。

另一方面，如果土壤不加以精心耕作，那末土壤就可能退化。一个错误是从土壤中太快地带走过多的某一种物质。但是人类对土被造成最有害的影响是，使土壤的侵蚀比土壤可能形成的过程要快。这就是土壤侵蚀。防止土壤侵蚀是世界上的重大问题之一。

土壤侵蚀可分为四个主要类型：风蚀片蚀、细沟侵蚀和沟蚀。虽然每一类型的具体原因不同，但基本原因都是破坏了使土壤得以保持、固定的植被。

开垦草地或砍伐森林可能引发一系列的事件，其影响变得越来越严重（照片102，103）。

风蚀 风的侵蚀力和运输力引起干燥松散物质的实际迁移。本世纪初， 农民大量开垦美国中西部的草原地区，吸引他们的是这些处女地所积累的肥力和后来证明是比平常潮湿的若干年份。后来，一系列干旱年份使得这些边缘地部分被放弃，但现在已失去了它们的草本植被保护层。风能将表层较细的土粒吹走，因而这个地区以“尘碗”而名闻天下。许多繁荣的农场因表土被吹走而破产；尘碗地区以外的其他农场也部分地被风吹扬起来的物质所掩埋。

只是在近年以来，问题才系统地得以解决。主要的解决办法是尽可能多地保持植被覆盖（“覆盖作物”）的土地，而仅仅耕种有限的地带。另一个办法是种植若干长条树木带作为防风林。旱地农业实践（在地表保留细的耕层以防止蒸发）已不得不在许多地区被放弃。

风蚀有时在英格兰东部发生，不象美国的那么触目惊心，但它累积的破坏作用是严重的。剑桥郡西部的轻沙质土（发育于下部绿沙层）、剑桥郡北部和林肯郡的部分沼泽泥炭地区，以及诺福克郡西部的沙质土等，都容易被“吹扬”开，特别是在一个异常干旱的春季接着是 4 月和 5 月刮大风的时候。特别容易遭吹蚀的是加以粉碎以便为糖用甜菜和萝卜提供适宜苗床的土壤。在比利时和荷兰的石南荒地区，尽管种植了将土地分隔成正方形的杨树防风林，但大量细粒沙尘还是持续不断地从新近耕过的田地上吹走。

片蚀、细沟侵蚀和沟蚀 这些类型的土壤侵蚀主要是由于水的作用引起的。片蚀是水逐渐沿坡地向下流时大面积表层土的普遍移动。细沟侵蚀和沟蚀较为局限，它们在形成一股集中径流的一次突然性暴风雨使土地上切开缝隙时发生。这几种侵蚀的原因也是植被特别是具有分布广泛、有固结力树根的树木的破坏。这些类型的侵蚀在密西西比河流域表现非常明显。田纳亚河流域过去主要居住着采用原始方法的贫困农民，当人口增加时，他们便砍伐山坡上的森林，烧毁较低的植物，然后在光裸的山坡上种植玉米。土壤很快便失去肥力，于是农民抛弃它们，到植被新近被破坏的地区去，结果洪流冲刷没有保护的土壤，并把它们冲入田纳西河。田纳西河成为一条饱含泥沙的棕色河流而流入俄亥俄河，然后由此流入密西西比河。据计算，平均已经有1 米深的土壤从田纳西河流域被冲走，留下了深邃的干沟或被侵蚀过的岩

坡。美国的统计学家说，每年仍有 30 亿吨表土从美国土地上吹走或冲走。这些形式的土壤侵蚀在世界上广泛存在——在西班牙、意大利和希腊等

地中海地区，在印度和斯里兰卡的季风区，在爪哇和苏门答腊，在非洲的萨王纳地区等都有分布。游耕的“条行耕作”取代了“覆盖耕作”，过度放牧

（特别是山羊）、砍伐森林、烧荒，为期望过高的种植园农业计划而进行的普遍开垦——所有这些都能使十分强烈的侵蚀得以发生。即使在雨林地区（过去曾认为，这里稠密的有保护作用的植被使之有一定的稳定性），侵蚀也可能十分强烈（这是造成不稳定坡地的深度化学风化的结果），特别是在农业导致了森林破坏的地方，如在爪哇和马来西亚。

在高地英国，土壤侵蚀可能是由于绵羊的过度放牧，沼地烧荒以清除矮生灌木和石南，路上行人脚印的集中（特别是国家公园游人集中的游览点）， 以及自然地（细沟水流、片蚀和风）或人为地（挖掘用作燃料）搬除泥炭而引起。

正象对待风蚀一样，减轻水蚀的办法是保持有效的植被。意大利半岛的部分、西西里岛和塞浦路斯岛的土地改良计划包括在山坡上部广泛种植树木和灌木。在斯里兰卡，海拔 1500 米（5000 英尺）以上不允许砍伐丛林。在位于山坡的耕地上，等高耕作正在取代顺坡犁沟。人们用修筑梯田来拦截沿坡地向下流的水，或者使水缓慢地下渗，或者让横穿坡地的排水沟将水带走。

人们在沟内筑上坝或填以灌木，以帮助保持土壤。

在美国，田纳西河流域管理局（The Tennessee Valley Authority）已采用一个统一的计划解决了这一地区的全部问题，这个计划包括用一系列大小堤坝和蓄水库的办法防洪，利用由此获得的水建设水力发电站和广泛的社会和物质性的改良。防止土壤侵蚀的措施除所有重要的防洪措施以外，还包括在广大地区内重新造林或种草（流域内种植了 1.5 亿棵树）。予以改进的农业实践，包括制造和销售肥料，实行等高耕作，播种“覆盖作物”植物， 农业的多样化经营代替从前玉米和棉花的单一经营，和促进科学的农业教育。田纳西河流域管理局起到了联邦政府提出的“多种目的、长期发展机构” 的作用，提出了在大约 10.9 万平方公里（4.2 万平方英里）的区域内恢复繁荣的一个完整协调的计划。

种植业、土壤和农业工程局（美国农业部）正在实行一项“全国协作土壤调查”。已经绘制出分县的基本土壤图、土地利用潜力图、“侵蚀危险” 图等，并附有说明资料。这些图和资料对于农民和农业机构有巨大的实用价值。