中国东北地区火山灰土诊断特性与系统分类研究

长期以来，我国对火山灰土的分布、形态、发生和诊断等缺乏系统研究，一些重要特性研究不足甚至还没有开展，火山灰土分类是中国土壤系统分类中较为薄弱的环节之一，其中心概念和诊断特性大多依据国外经验，缺乏基础研究，因而存在与实际不符的问题。开展火山灰土诊断特性和系统分类研究对于深入理解这类性质上甚为特殊的重要土壤资源，完善中国土壤系统分类，以及应用于农业和森林管理都具有重要意义。中国东北地区有新生代火山500多座，火山喷出物的喷出时期和物质成分各异、类型丰富，是研究火山灰土形成发育、诊断特性和系统分类的理想区域。本研究拟采集不同成土条件下火山喷出物发育的土壤，通过土壤形态和微形态特征、理化性质、矿物学特征等的比较分析，揭示火山喷出物发育土壤的发生学特征，界定火山灰土的诊断特性，提出修订或完善火山灰特性和火山灰土分类检索的建议，完善火山灰土的系统分类，并为进一步修订和完善中国土壤系统分类提供科学依据。

火山灰土是非地带性土壤，主要分布在活火山和休眠火山及其周围，分布面积虽小，但有不同于其它土壤的独特性质，代表了一种重要的土壤资源类型。基于我国对火山灰土的特性及其分类研究薄弱的状况，选择火山分布较集中且喷发期次多、喷发物类型丰富，火山地质学研究又十分详尽的中国东北地区作为研究区，开展了火山灰土特性及其分类研究。中国东北地区火山灰土的特性表现在：土壤颜色较深，土壤颗粒粒径变化范围很大，细土含量低，土壤结构较弱、疏松，土壤的黏着性和可塑性差；具有较小的容重和较高的持水性；具有高氟和高磷酸盐吸附能力；选择性溶解浸提的各形态铝表现为：络合铝（Alp） < 游离铝（Ald）< 活性铝（Alo）；土壤矿物多为非晶质矿物，原生矿物以火山玻璃为主，黏土矿物以水铝英石为主。. 根据《中国土壤系统分类检索（第三版）》、借鉴美国《土壤系统分类检索》第12版，对供试土壤分类的结果表明：玄武岩熔岩发育的土壤均不是火山灰土，火山碎屑物发育的土壤也不完全是火山灰土。五大连池老黑山和火烧山，于1719 ~ 1721年新喷发的火山物质没有形成稳定、连续的土壤层，多是母质；喷发时间较长、人为活动影响较小的东焦得布火山中部的土壤检索为火山灰土。长白山天池火山北坡、沿二道白河方向沉积的火山物质冲积物发育的土壤均不是火山灰土，西坡海拔1100 ~ 1900 m处的土壤被检索为火山灰土。辽宁宽甸县火山的中、上部，吉林辉南县龙湾火山和黑龙江镜泊湖火口森林火山发育的土壤被检索为火山灰土。火山碎屑物首先发育为新成土；随着发育程度的加深会形成土壤结构体，进而发育成火山灰土或雏形土；之后，火山玻璃逐渐蚀变减少，黏土矿物逐步发展为层状硅酸盐矿物，土壤进一步发育为淋溶土。. 研究区的火山灰土多为：中粒-浮石质玻璃质非酸性温性－普通简育湿润火山灰土，中粒-浮石质非酸性冷性－暗色干润玻璃火山灰土。. 中国土壤系统分类对“火山灰特性”的界定不够准确和完整，而且在“火山灰特性”的界定中，有时需要测定土壤颗粒组成和火山玻璃含量，但采用何种测定方法缺少明确的规定。因此，提出了修订和完善“火山灰特性”的建议；探讨了火山灰土颗粒组成测定的前处理方法，提出了（NaPO3)6－超声波联合分散法实验条件的设置建议；对氢氟酸溶解测定火山玻璃含量方法进行了改进。研究结果为进一步修订和完善中国土壤系统分类提供了科学依据。