首幅土壤颜色地图描绘“中国肤色”

陕西科技报 2020-09-24 09:35 大字

土壤是地球活的皮肤，不同颜色的土壤将地球装扮得五彩斑斓。“肤色”各异的土壤蕴藏着地球生命的密码，有的带有远古气息，有的则映衬着人类活动的蛛丝马迹。

我国国土面积广大，土壤景观复杂多样，如何绘制较为精细的全国土壤颜色空间分布图，颇具挑战。2009-2019年，从事土壤研究的学者们在全国各地选取了近6000个样点，进行典型土壤剖面调查。他们取回的一抔抔土，建成了我国土壤系统分类基层分类单元土系及土系数据库。

在此基础上，本月初，中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室张甘霖团队绘制生成了我国第一幅高精度土壤颜色地图——全国土壤颜色三维分布图，该研究成果近日发表于国际著名土壤学期刊《国际土壤科学》上。腐殖质、矿物质都是土壤的调色师

土壤的形成源自地壳表层岩石的风化。风化壳的表层就是形成土壤的物质基础——成土母质。暴露在地表的成土母质不仅仍然受风化作用的影响，而且还要与周围的环境（包括大气、水、植物）相互作用，发生一系列的物质和能量交换，才能形成具有肥力特征的土壤。这就是土壤的形成过程。“土壤颜色一定程度上反映了土壤的物质组成，可以直观地传达出土壤属性、土壤肥力等信息，在实际应用中有着非常重要的价值。”论文的通讯作者、土壤与农业可持续发展国家重点实验室主任张甘霖研究员说。

这些颜色各异的土壤，究竟是什么力量塑造的？据了解，土壤里腐殖质含量的多少和矿物质成分的差异，会让土壤呈现不同的颜色。土壤腐殖质由动植物残体演变而成，一般粘附在土粒的表面，它的多少会影响土壤颜色的深浅。黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的，因为腐殖质呈黑色和棕色;腐殖质含量较少时，土壤则呈现灰色或灰白色。从灰到黑，颜色随腐殖质含量的升高呈梯度变化。

论文第一作者、中科院南京土壤研究所刘峰副研究员说，然而并不是所有土壤的颜色都随深度变化，比如黄土高原一些植被覆盖不佳的黄土剖面，上下就都是很均一的黄色。

各地自然环境造就不同“肤色”

此次发表的高精度土壤颜色地图，从2009-2019年采集的土壤剖面的孟塞尔颜色数据中，选取了大约4600个土壤剖面，进行数字制图。“这些土壤剖面取土点最高在西藏海拔约5700米高山上，最低在接近海平面的沿海地区，我们将土壤属性与气候、地形、植被、土地利用、土壤母质等40多个环境参数结合，进行了土壤颜色的预测分析。”刘峰说，在我国西北部的沙漠、荒漠和戈壁地区，土壤有机质含量低，游离碳酸盐或盐分含量高，土壤颜色以白色和灰色为主。

中部的黄土高原，包括甘肃、宁夏、陕西、山西和河南西部等地，土壤颜色主要是黄色；东北和青藏高原东部等较湿润的高寒地区，植被条件好，植物根系残体和凋落物日积月累，土壤有机质不易矿化且含量较高，土壤颜色较暗较黑。

南方土壤颜色偏红，尤其是江西、湖南和云南一些区域颜色最红。“这些地区土壤的母质经历较为快速的风化和淋溶后，土壤相对富含氧化铁、氧化铝，所以呈现红色。”刘峰说。

东部地区的长江、淮河和黄河的下游以及鄱阳湖周围土壤呈淡褐色，趋于灰青色。土壤颜色地图也刻画出土壤颜色变异的空间细节，如西安和成都区域，就显示出土壤颜色随着地形地貌的改变而发生变化。

“这幅高精度土壤颜色地图，提供了我国第一个标准一致、详细的土壤颜色视图，是土壤肥力质量评价与空间管理的关键参照。”张甘霖说，土壤颜色地图还可为法庭土壤物证溯源提供支撑，例如根据鞋上粘的泥土颜色、泥土中的有机质，从而判断相关对象是否去过某个区域。不过，要想精准锁定泥土来源地，测定精度还需不断提高。

(据科技日报)

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