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土壤形成理論概述

人類從開始農耕就開始接觸和認識土壤。據考古研究,湖南有很多史前水稻遺存,而且是最古老的壹種。在《論中國水稻起源》壹文中,中國農科院郭文韜研究員初步統計了中國史前水稻遺存109處,其中長江下遊36處,長江中遊47處,長江上遊8處,黃河流域9處,閩粵兩省10處。表2-1根據有關資料列出了中國南方史前稻作遺存。從表中可以看出,最古老的稻作遺存在湖南道縣玉蟾巖,年代應屬舊石器時代晚期或晚期;從9000年前的澧縣蓬頭山到4000年前的平江土上坪,在湖南發現的水稻遺存最多,連續性較好。迄今為止,湖南可以被認為是水稻種植的故鄉。

表2-1華南古栽培稻出土地點及時間

道縣玉蟾巖(照片2-1):1993 11湖南省考古研究所首次發掘,發現古栽培稻和原始陶片;1995 10湖南省考古研究所結合農業、環境等學科組織了此次重新發掘,發現了古栽培稻、米和原始陶片。4個樣本經北京大學14C實驗室檢測,數據為12320 ~ 14810年前。水稻被中國農業大學張教授鑒定為“具有野、參、粳綜合特征的最原始的古代栽培稻,早期由普通野生稻演化為栽培稻”。同時,沈積物土壤樣品的電鏡分析顯示“水稻矽酸鹽具有雙峰乳突和扇形形態特征”;1995 65438+2月被評為“中國十大考古發現”;2001年3月,被列為20世紀中國100項重大考古發現。2001國務院批準為第五批全國重點文物保護單位;2004年6月,中美聯合考古隊又進行了壹次考古發掘。該團隊由來自中國、美國和以色列的超過65,438名教授、研究人員和博士生導師組成,其中包括許多世界知名的考古和農業考古專家。中國領隊是教授,美國領隊是奧弗教授,田野考古領隊是袁研究員,壹位得力的副手。經過壹個月的挖掘,在堆積的泥土中發現了7顆原始米粒。道縣玉蟾巖人工栽培水稻的發現,證明湖南省是世界上最早的農業產地,說明土壤是最早被認識和利用的。此外,澧縣“中華第壹城”城頭山遺址(照片2-5、照片2-6)發現600多平方米(發掘面積)由南向北延伸,三a古稻田平行排列,田埂長30多米,也有人工挖塘、溝渠等初步配套的灌溉系統。古水稻土經14C和熱釋光測定,下層為6600 ~ 6000年前,上層為6300 ~ 6200年前。這是國內外發現的最古老的稻田,所以也說明湖南是最早使用土壤的地方。

我國對土壤的認識最早見於夏代愚公的《尚書》(距今約4100年),該書概括了九州土壤的壹些特征、地理分布和肥力等級。這也是世界上最早的土壤學專著,是世界古代土壤學發展的壹大創舉。此後的《李周》、《管子》、《呂春秋》、《白虎通》、《氾勝之書》、《齊姚敏書》、《農政全書》等古籍都有關於土壤的論述。然而,土壤學作為壹門獨立學科的形成和發展是在18世紀以後,其中幾種有代表性的成土理論和觀點簡述如下。

1.農業地質土壤理論

農化土壤學的觀點著眼於土壤供給植物養分的能力,將土壤視為化學和生化反應的介質。他們很少了解土壤是地理景觀的壹部分,所以難免會提出壹些片面的結論。農業化學土壤學觀點的弱點暴露後,到19世紀上半葉,德國地質學家F.A .弗洛、F.V .李希霍芬和E .拉曼用地質觀點研究土壤,形成了農業地質土壤學觀點。他們把土壤形成的過程看作是巖石的風化過程,認為土壤是巖石風化形成的地表疏松層,即巖石風化的產物。土壤的類型取決於巖石的風化類型,認為土壤是壹種不斷變化和破碎的巖石。

農業地質學和土壤學的觀點揭示了風化作用在土壤形成過程中的重要性,但它們只強調土壤、巖石和母質之間的相互關系,卻混淆了土壤、巖石和母質之間的本質區別,把風化過程當作成土過程,把風化產物當作土壤。即便如此,農業地質土壤學的觀點在土壤學發展史上也起到了積極的作用,開辟了從礦物學研究土壤的新領域,深化了土壤基本“骨架”礦物的研究。

2.成土因素理論

圖2-1道縣玉蟾巖古文化遺址

圖2-2道縣玉蟾巖被列為全國重點文物保護。

圖2-3道縣玉蟾巖古栽培稻發掘現場

圖2-4道縣玉蟾巖的五種碳化栽培稻。

圖2-5禮縣城頭山遺址

圖2-6禮縣城頭山遺址剖面圖

65438+上世紀七八十年代,俄羅斯學者多庫恰耶夫(ввдокучаев,1846 ~ 1902)。這種觀點認為,成土過程是由巖石風化成土過程驅動的。他在1883年出版的名著《俄羅斯黑鈣土》中,認為土壤有自己的發生發展史,是獨立的歷史自然體。影響土壤發生發展的因素可概括為成土母質、氣候、生物、地形、土地年齡等五大因素,提出了五成土因素理論。提出地球上土壤的分布具有地帶性規律,建立了土壤地帶性理論。道庫恰耶夫的成土因素理論和土壤地帶性理論已被許多土壤學家所接受和發展。比較重要的是:

1)1895h . m . Sibirtsev把成土因素分為主導因素和輔助因素兩大類。根據主導因素將地理分布規律深化為土壤地帶性的概念,壹定的土壤類型與壹定的氣候植被或地理區域有關。他的土壤地帶性概念對以後的土壤學產生了廣泛的影響,如美國農業部1938頒布的土壤分類系統,中國從20世紀50年代到第二次全國土壤普查壹直使用的分類系統,都源於土壤地帶性理論。

2) B.P .威廉姆斯提出了統壹成土理論。該理論強調生物因素在土壤形成中的主導作用和人類生產活動對土壤的巨大影響。認為各種成土因素對土壤形成的影響不能壹概而論。也就是說,各種土壤類型是在不同的成土因素組合下形成的,其中有壹個因素是主要因素,即主導因素,其他因素(輔助因素)也是主導因素。顯然,生物是主導因素。

3)1948 H. Jenny認為成土因素的主導因素並不是處處相同,不同地區、不同類型的成土主導因素可以不同,即隨著條件的變化,主導因素可以變成輔助因素,而壹個輔助因素可以變成主導因素。

4)在1973中,科夫達提出了地球深部因素對土壤形成的影響。地球深部因素包括火山爆發、地震、新構造運動、深層地下水和地球化學富集等內部地質作用。地球深層因素的作用揭示了土壤形成中表層與地球內部的相互依賴關系。因此,它是對成土因素理論的重要發展和補充。此外,隨著科學的進步和生產力的發展,人類生產活動對土壤形成過程的方向、土壤肥力和土壤性質的影響和作用越來越大,成為壹些人工成土的主導因素;同時,由於人類對土壤的開墾和利用不當,會造成水土流失、土壤汙染和土壤退化,成為破壞土壤的主要因素。

各成土理論的發展關系如圖2-1所示。

圖2-1成土理論及其發展網絡圖

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