河南省典型含有人工制品土壤的系統(tǒng)分類(lèi)研究*

吳克寧 高曉晨 查理思 李方鳴 鞠 兵 李 玲 劉 歡

（1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

（2 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035）

（3 河北省不動(dòng)產(chǎn)登記服務(wù)中心，石家莊 050051）

（4 廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣州 510320）

（5 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008）

（6 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002）

河南省典型含有人工制品土壤的系統(tǒng)分類(lèi)研究*

吳克寧1，2高曉晨3查理思4李方鳴1，2鞠 兵5李 玲6劉 歡1，2

（1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

（2 國(guó)土資源部土地整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100035）

（3 河北省不動(dòng)產(chǎn)登記服務(wù)中心，石家莊 050051）

（4 廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣州 510320）

（5 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008）

（6 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002）

選取河南省10個(gè)典型含有人工制品的土壤剖面和3個(gè)自然土壤剖面作為研究對(duì)象，基于剖面形態(tài)和理化性質(zhì)的分析，根據(jù)世界土壤資源參比基礎(chǔ)（WRB）、美國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)（ST）、中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)（CST），對(duì)供試土壤進(jìn)行分類(lèi)研究。結(jié)果表明，WRB中關(guān)于人工擾動(dòng)的前綴修飾詞或后綴修飾詞不能完全適宜于中國(guó)地區(qū)的含有人工制品的土壤，而在ST中，含有人工制品的土壤類(lèi)型出現(xiàn)在各個(gè)土綱及其包含的亞類(lèi)單元，CST中缺乏明確的診斷依據(jù)來(lái)描述、解釋含有人工制品的土壤特征。參照WRB和ST中關(guān)于人工制品類(lèi)別相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出CST中含有人工制品的土壤定義，新增“技術(shù)擾動(dòng)層”診斷特性，制定CST人工制品類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)，并將這一標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)在CST土族命名中，該分類(lèi)方案能有效體現(xiàn)不同人為活動(dòng)對(duì)土壤的影響結(jié)果，一定程度上填補(bǔ)我國(guó)對(duì)這類(lèi)土壤分類(lèi)研究的空白。

土壤系統(tǒng)分類(lèi)；人工制品；河南省

土壤分類(lèi)反映了土壤科學(xué)發(fā)展水平，是進(jìn)行土壤研究、開(kāi)發(fā)與利用土地資源的基礎(chǔ)，是國(guó)內(nèi)外土壤信息交流的重要媒介，具有學(xué)術(shù)理論和生產(chǎn)實(shí)踐意義［1］。目前土壤及相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)家學(xué)者多把研究重點(diǎn)放在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)或森林土壤上，分析不同土壤生產(chǎn)性能間的相似性和差異性，以期引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。然而從古至今，非農(nóng)業(yè)利用方式下形成的土壤，因土體中侵入的人工制品，其形態(tài)特征、理化性質(zhì)不同于自然土壤，尤其以強(qiáng)烈的人類(lèi)活動(dòng)影響、不規(guī)則的變換、外來(lái)材料的加入為特征［2-3］。例如，在古文化遺址土壤中常見(jiàn)灰坑、灰燼層的人為土層，以及陶片、石器等與古人類(lèi)活動(dòng)相關(guān)的侵入體［4-8］。礦區(qū)復(fù)墾形成的土壤中常見(jiàn)因客土形成的人為土層，以及煤矸石、粉煤灰與采礦活動(dòng)相關(guān)的侵入體［9-14］，城市土壤中常見(jiàn)塑料、混凝土、磚塊、生活垃圾等與生活生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)的侵入體［15-19］。目前中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中尚未明確的診斷依據(jù)來(lái)表征含有人工制品的土壤特征，隨著工業(yè)化和城市化不斷加快，人為擾動(dòng)作用對(duì)土壤的影響愈發(fā)顯著，若不加強(qiáng)對(duì)含有人工制品土壤的研究，部分土壤產(chǎn)生的變化將無(wú)法得到合理的解釋。特別是古文化遺址土壤、復(fù)墾土壤和城市土壤不是分類(lèi)學(xué)上的概念，在現(xiàn)行中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)中缺乏對(duì)其定義與分類(lèi)。目前，國(guó)內(nèi)外土壤學(xué)家已對(duì)工礦和城市土壤分類(lèi)開(kāi)展研究，在人為土或新成土土綱中提出了新的分類(lèi)檢索建議，這些可值得借鑒［20-25］。

本文以河南省典型含有人工制品土壤剖面（簡(jiǎn)稱(chēng)人為土壤）為研究對(duì)象，并選取相同區(qū)域內(nèi)無(wú)人工制品土壤剖面（簡(jiǎn)稱(chēng)自然土壤）作為理化性質(zhì)對(duì)比，得出人為土壤的理化特征。然后根據(jù)世界土壤資源參比基礎(chǔ)（WRB）、美國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)（ST）、中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)（CST），對(duì)本文人為土壤剖面進(jìn)行分類(lèi)歸屬研究，探討建立該類(lèi)土壤特有性質(zhì)的診斷層、診斷特性，提出適用于中國(guó)的含有人工制品土壤分類(lèi)的建議方案。

1 材料與方法

河南省具有豐富的歷史，從人類(lèi)活動(dòng)影響的歷史進(jìn)程和方式上看，既有代表性的古文化遺址，也有現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)留下的并正在影響土壤屬性和類(lèi)型的痕跡，如礦山廢棄地、垃圾堆疊地等。因此，以河南地區(qū)的代表性剖面作為研究對(duì)象具有一定的代表性。

1.1 研究剖面

3個(gè)古文化遺址土壤剖面分別采自澠池縣仰韶村遺址，洛陽(yáng)市漢魏洛陽(yáng)故城遺址、偃師市二里頭遺址區(qū)（圖1），5個(gè)城市土壤剖面采自澠池縣城（圖1），2個(gè)礦區(qū)復(fù)墾土壤剖面采自平頂山市（圖2）。3個(gè)自然土壤剖面采自澠池縣和平頂山市，其中澠池縣2個(gè)（圖1），平頂山市1個(gè)（圖2）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

基本物理性質(zhì)分析：顆粒組成（激光粒度儀法）和容重（環(huán)刀法），基本化學(xué)性質(zhì)分析：pH（電位法）、有機(jī)碳（重鉻酸鉀—硫酸氧化法）、全磷（H2SO4-HClO4混合酸溶，鉬銻抗比色法）和全氮（開(kāi)氏法）。

圖1 澠池縣及周邊地區(qū)含有和不含有人工制品土壤剖面Fig. 1 Soil profiles with and without artifacts in Mianchi County and its surrounding areas

圖2 平頂山市含有和不含有人工制品土壤剖面Fig. 2 Soil profiles with and without artifacts in Pingdingshan City and its surrounding areas

2 結(jié) 果

2.1 土壤顆粒組成

本文按照美國(guó)制判斷土壤質(zhì)地，粗骨物質(zhì)含量按粒徑2～75 mm的碎屑所占體積計(jì)算。自然土壤的黏粒含量隨深度增加而增加，其中澠池縣黏粒含量變化范圍為14.11%～19.72%，平均值為17.16%；平頂山市黏粒含量變化范圍為10.64%～13.28%，平均值為12.07 %。人為土壤黏粒含量變化較復(fù)雜，因人類(lèi)活動(dòng)類(lèi)型不同產(chǎn)生較大差異。其中遺址土壤黏粒含量變化范圍為11.31%～22.13%，平均值為16.12%，因古人類(lèi)用火產(chǎn)生大量粗顆粒物質(zhì)，降低了黏粒百分含量；城市土壤黏粒含量變化范圍21.21%～29.21%，平均值為26.38%，因客土較為黏重的土壤或疏松表土層被剝離；礦區(qū)復(fù)墾土壤黏粒含量變化范圍為11.81%～14.73%，平均值為13.34%，因客土偏粗。此外，人為土壤剖面的粗骨物質(zhì)含量遠(yuǎn)超過(guò)自然土壤剖面，以城市土壤表現(xiàn)最為顯著，粗骨最高含量可達(dá)到90%。

2.2 土壤容重

自然土壤的容重隨著深度增加而增加，其中澠池縣土壤容重變化范圍為1.24～1.52 g cm-3，平均值為1.39 g cm-3；平頂山市土壤容重變化范圍為1.50～1.57 g cm-3，平均值為1.54 g cm-3。人為土壤的容重變化較復(fù)雜，因人類(lèi)活動(dòng)類(lèi)型不同產(chǎn)生較大差異。其中遺址土壤容重變化范圍為0.79～1.44 g cm-3，平均值為1.31 g cm-3，因古人類(lèi)用火產(chǎn)生大量疏松灰燼物質(zhì)，容重變?。怀鞘型寥廊葜刈兓秶鸀?.22～1.77 g cm-3，平均值為1.57 g cm-3，受道路建設(shè)、垃圾堆積等現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)影響，土層被擠壓，容重變大；礦區(qū)復(fù)墾土壤容重變化范圍為1.31～1.61 g cm-3，平均值為1.49 g cm-3，受復(fù)墾翻動(dòng)影響，土層變疏松，容重變小。

2.3 pH

自然土壤pH較穩(wěn)定，變化幅度不大，其中澠池縣土壤pH變化范圍為8.21～8.82，平頂山市土壤pH變化范圍為7.31～7.84。而人為土壤pH相比波動(dòng)較大，因人為活動(dòng)產(chǎn)生的侵入體，改變了土壤穩(wěn)定的pH環(huán)境。其中遺址土壤pH變化范圍為7.91～8.96，因古人類(lèi)用火產(chǎn)生大量偏堿性的草木灰物質(zhì)侵入某一土層，導(dǎo)致pH變化較大；城市土壤pH變化范圍為7.88～8.79，因混凝土、石灰性建筑材料等堿性物質(zhì)和生活垃圾等酸性物質(zhì)侵入不同土層，導(dǎo)致pH變化復(fù)雜；礦區(qū)復(fù)墾土壤pH變化范圍為8.03～8.39，因粉煤灰、煤矸石等堿性物質(zhì)侵入土體，pH相比較一致。

2.4 有機(jī)碳

自然土壤有機(jī)碳含量隨著深度增加而減少，其中澠池縣土壤有機(jī)碳變化范圍為2.96～10.19 g kg-1，平均值為5.88 g kg-1；平頂山市土壤有機(jī)碳變化范圍為4.12～8.36 g kg-1，平均值為6.07 g kg-1。人為土壤有機(jī)碳含量變化較復(fù)雜，因人類(lèi)活動(dòng)類(lèi)型不同產(chǎn)生較大差異。其中遺址土壤有機(jī)碳含量變化范圍為2.10～11.32 g kg-1，平均值為6.43 g kg-1，古人類(lèi)存儲(chǔ)糧食和填埋生活垃圾，增加了土壤有機(jī)碳含量；城市土壤有機(jī)碳含量為1.50～11.45 g kg-1，平均值為6.67 g kg-1，受現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)影響，如填埋生活垃圾等，增加了土壤有機(jī)碳含量；礦區(qū)復(fù)墾土壤有機(jī)碳含量變化范圍為1.69～3.07 g kg-1，平均含量為2.30 g kg-1，受現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)影響，填埋粉煤灰和煤矸石等，地表植物被破壞，土壤有機(jī)碳含量減少。

2.5 全氮和全磷

自然土壤全氮含量隨著深度增加而減少，其中澠池縣土壤全氮含量變化范圍為0.30～1.07 g kg-1，平均值為0.59 g kg-1；平頂山市土壤全氮含量變化范圍為0.29～0.57 g kg-1，平均值為0.44 g kg-1。人為土壤全氮含量變化較復(fù)雜，因人類(lèi)活動(dòng)類(lèi)型不同產(chǎn)生較大差異。其中遺址土壤全氮含量變化范圍為0.16～1.06 g kg-1，平均值為0.55 g kg-1，相較自然土壤，古人類(lèi)活動(dòng)對(duì)全氮含量基本沒(méi)有影響；城市土壤全氮含量變化范圍為0.27～1.75 g kg-1，平均值為0.61 g kg-1，受填埋生活垃圾等人為活動(dòng)影響，全氮含量增加；礦區(qū)復(fù)墾土壤全氮含量變化范圍為0.11～0.27 g kg-1，平均值為0.22 g kg-1，受人工采挖等活動(dòng)影響，全氮含量最多的表層被剝離，客土全氮含量較低，且自然補(bǔ)給緩慢，全氮含量減少。

自然土壤全磷含量隨著深度增加而逐漸減少，其中澠池縣土壤全磷含量變化范圍為0.52～1.45 g kg-1，平均值為0.88 g kg-1；平頂山市土壤全磷含量變化范圍為0.84～1.31 g kg-1，平均值為1.14 g kg-1。人為土壤全氮含量變化較復(fù)雜，因人類(lèi)活動(dòng)類(lèi)型不同產(chǎn)生較大差異。變化范圍為0.27～4.64 g kg-1，平均值為1.44 g kg-1。其中遺址土壤全磷含量變化范圍為0.9～4.64 g kg-1，平均值為2.76 g kg-1，因古人類(lèi)居住、飲食活動(dòng)增加了土壤全磷含量；城市土壤全磷含量變化范圍為0.30～0.68 g kg-1，平均值為0.39 g kg-1，現(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)減少了土壤全磷含量；礦區(qū)復(fù)墾土壤全磷含量變化范圍為0.39～1.36 g kg-1，平均值為0.97 g kg-1，受人工采挖等活動(dòng)影響，全磷含量最多的表層被剝離，客土全磷含量較低，并且自然補(bǔ)給緩慢，全磷含量減少。

3 討 論

3.1 WRB對(duì)含有人工制品土壤的分類(lèi)

根據(jù)WRB（2014）方案，剖面1有雛形層，被劃分為雛形土，剖面2、3分別有黏化層、雛形層，被劃分為淋溶土和雛形土，其他土壤剖面被劃分為技術(shù)土，詳見(jiàn)表1。

技術(shù)土一級(jí)單元的前綴修飾詞中表征了“薄層”、“封閉”、“緩滲”、“城市”、“工業(yè)廢棄物”等人工制品的特性，其他一級(jí)單元如剖面2和剖面3的雛形土和淋溶土的后綴修飾詞中也有“技術(shù)”前綴表征人工制品的影響。WRB設(shè)立技術(shù)土一級(jí)單元，且在其他一級(jí)單元中也有技術(shù)（Technical）、有毒（Toxic）和運(yùn)移的（Transporting）等后綴修飾詞較好地體現(xiàn)了土壤受人工制品侵入影響的特性。但前綴修飾詞或后綴修飾詞不能完全適宜于中國(guó)土壤，如參照WRB確定土壤剖面2、剖面11和剖面12的類(lèi)型時(shí)，可供選擇的修飾詞不能完全體現(xiàn)該剖面的特性。

表1 河南典型含有人工制品的土壤WRB分類(lèi)Tab1e 1 WRB classification of soil profiles with artifacts typical of Henan Province

3.2 ST對(duì)含有人工制品土壤的分類(lèi)

根據(jù)ST（2014）分類(lèi)方案，剖面1、剖面2、剖面3和剖面6中雖含有人工制品，但是因其有雛形層或黏化層，被劃分到始成土或淋溶土中，其他土壤剖面被劃分到新成土中，詳見(jiàn)表2。

新成土均在其亞類(lèi)中體現(xiàn)人為運(yùn)移擾動(dòng)特征，且在土族命名中加入人為擾動(dòng)和人為運(yùn)移物質(zhì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化人工制品的類(lèi)型和含量等，充分體現(xiàn)了土壤受人類(lèi)擾動(dòng)的程度。然而人為運(yùn)移擾動(dòng)特征只在新成土中有所體現(xiàn)，而其他土綱中未體現(xiàn)該特征，這使得具有其他土壤特性的含有人工制品的土壤參照ST分類(lèi)時(shí)，只能體現(xiàn)自然成土特征，而忽略人為運(yùn)移擾動(dòng)特征。

表2 河南典型含有人工制品的土壤ST分類(lèi)Table 2 ST classification of soil profiles with artifacts typical of Henan Province

3.3 CST對(duì)含有人工制品土壤的分類(lèi)

根據(jù)CST（2001）分類(lèi)方案，剖面1、剖面3和剖面6因有雛形層，被劃分為雛形土，剖面2因有黏化層，被劃分為淋溶土，剖面7～剖面12被劃分為干潤(rùn)正常新成土土類(lèi)，再根據(jù)是否具有石灰性分為石灰干潤(rùn)正常新成土和普通干潤(rùn)正常新成土，這些土壤類(lèi)型中均沒(méi)有體現(xiàn)含有人工制品的特點(diǎn)。

含有人工制品的土壤參照CST，被劃分為正常新成土，屬最適合的類(lèi)型。但該類(lèi)型土壤并不能體現(xiàn)土壤中包含人工制品等侵入體的特性，故不能完全描述含有人工制品的土壤。所以目前CST分類(lèi)方案缺乏明確的診斷依據(jù)來(lái)描述、解釋含有人工制品的土壤特征。

3.4 我國(guó)含有人工制品的土壤分類(lèi)劃分標(biāo)準(zhǔn)建議

參考WRB和ST的研究成果，根據(jù)河南典型含有人工制品的土壤特征對(duì)現(xiàn)行中國(guó)土壤系統(tǒng)分類(lèi)提出分類(lèi)建議。建議含有人工制品的土壤定義為：礦質(zhì)地表至200 cm以上范圍內(nèi)有“技術(shù)擾動(dòng)層”的土壤。新增一個(gè)“技術(shù)擾動(dòng)層次”診斷特性，定義為“在非農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響下形成的擾動(dòng)層”。根據(jù)供試土壤剖面的野外觀察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在非農(nóng)業(yè)活動(dòng)擾動(dòng)下，土壤粒度、容重、pH、有機(jī)碳、全氮和全磷變化情況復(fù)雜，這表明人類(lèi)活動(dòng)明顯干擾了土壤自然發(fā)生發(fā)育過(guò)程，且不同的活動(dòng)類(lèi)型和強(qiáng)度對(duì)土壤造成不同影響，目前得出較為共性且明顯直觀的診斷特征是侵入體的含量及人為形成土層的穿透性。故對(duì)“技術(shù)擾動(dòng)層次”診斷特性提出以下條件：（1）礦質(zhì)土表至100 cm（或者淺于100 cm的石質(zhì)或準(zhǔn)石質(zhì)接觸面）范圍內(nèi)含有≥20%（體積計(jì)，加權(quán)平均）的人為技術(shù)物質(zhì)；或（2）礦質(zhì)土表至200 cm（或者淺于200 cm的石質(zhì)或準(zhǔn)石質(zhì)接觸面）范圍內(nèi)有一厚度≥50cm的層次中含有≥40%（體積計(jì)，加權(quán)平均）的人為技術(shù)物質(zhì)；或（3）礦質(zhì)土表至200 cm范圍內(nèi)具有任何厚度的、人工構(gòu)造的、水平連續(xù)的、緩?fù)杆虿煌杆娜藶榧夹g(shù)層。

為最小限度地改變?cè)蚣?、概念和定義，關(guān)于含有人工制品的土壤高級(jí)分類(lèi)劃分標(biāo)準(zhǔn)提出以下建議方案：將“技術(shù)擾動(dòng)層次”這一診斷特性加入到人為新成土的檢索范圍內(nèi)，擴(kuò)充新成土亞綱中人為新成土的定義，具體改為，新成土中在礦質(zhì)土表至50cm范圍內(nèi)有技術(shù)擾動(dòng)層次或人為擾動(dòng)層次或人為淤積物質(zhì)。在人為新成土亞綱下新增“技術(shù)人為新成土”土類(lèi)，并最先被檢索出來(lái)，定義為“人為新成土中在礦質(zhì)土表至50cm范圍內(nèi)有技術(shù)擾動(dòng)層次”。在“技術(shù)人為新成土”土類(lèi)下設(shè)石灰技術(shù)人為新成土、酸性技術(shù)人為新成土、普通技術(shù)人為新成土三個(gè)亞類(lèi)。具體劃分方案如下：

N新成土

亞綱的檢索

表3 河南典型含有人工制品的土壤CST分類(lèi)Table 3 CST classification of soil profiles with artifacts typical of Henan Province

N1 新成土中在礦質(zhì)土表至50cm范圍內(nèi)有技術(shù)擾動(dòng)層次或人為擾動(dòng)層次或人為淤積物質(zhì)。

人為新成土

N1 人為新成土

土類(lèi)的檢索

N1.1 人為新成土中在礦質(zhì)土表至50cm范圍內(nèi)有技術(shù)擾動(dòng)層次。

技術(shù)人為新成土

N1.1 技術(shù)人為新成土

亞類(lèi)的檢索

N1.1.1 技術(shù)人為新成土中有石灰性。

石灰技術(shù)人為新成土

N1.1.2 其他技術(shù)人為新成土中在礦質(zhì)土表至50 cm范圍內(nèi)鹽基飽和度均＜50%或pH＜5.5。

酸性技術(shù)人為新成土

N1.1.3 其他技術(shù)人為新成土。

普通技術(shù)人為新成土

土族作為系統(tǒng)分類(lèi)的基層單元，攜帶有用以定義高級(jí)單元從土綱到亞類(lèi)以及自身的一系列土壤性質(zhì)，是所屬高級(jí)分類(lèi)單元的續(xù)分。當(dāng)含有人工制品的土壤不滿(mǎn)足以上制定的技術(shù)人為新成土高級(jí)診斷特征時(shí)，建議在土族增加人工制品類(lèi)別，以區(qū)別含有人工制品土壤和其他土壤的不同。由以上研究結(jié)果，根據(jù)人工制品類(lèi)型和含量的不同對(duì)土壤中水分、養(yǎng)分等運(yùn)移的影響差異進(jìn)行人工制品類(lèi)型分析，在土族劃分中加入人工制品類(lèi)別特征，其中“柏油”、“混凝土”、 “煤燃燒物”和“少人工制品”參照ST的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，“工礦垃圾”、“城市垃圾”和“有機(jī)垃圾”參照WRB技術(shù)土的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，借鑒ST相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)增加“灰燼”。該特征與其他四個(gè)土族鑒別特征一起使用，具體的土族名稱(chēng)描述按以下順序組合而成。（1）顆粒大小級(jí)別與替代；（2）人工制品類(lèi)別；（3）礦物學(xué)類(lèi)型；（4）石灰性和酸堿反應(yīng)類(lèi)別；（5）土壤溫度狀況。

人工制品類(lèi)別的控制層段是從礦質(zhì)土表向下延伸至下列深度較淺者：A 200 cm，或B含有人工制品的最深的土層下邊界；或C石質(zhì)或準(zhǔn)石質(zhì)接觸面。

人工制品類(lèi)別檢索標(biāo)準(zhǔn)如下：

A礦質(zhì)土壤在人工制品類(lèi)別的控制層段有下列特征之一：

1. 土體中有一層厚度≥7.5 cm的土層，有大于35%（體積計(jì)）直徑大于2 mm的瀝青（柏油）。

柏油

或

2. 其他土壤中有一層厚度≥7.5 cm的土層，有大于35%（體積計(jì)）直徑大于2 mm的混凝土。

混凝土

或

3. 其他土壤中有厚度≥7.5 cm的土層，有大于35%（體積計(jì)）直徑大于2 mm的煤燃燒副產(chǎn)物（例如底灰或煤渣）。

煤燃燒物

或

4. 其他土壤中有一層厚度≥7.5 cm的土層，有≥1 5%（體積計(jì)）的植物等燃燒后的灰燼（0.02～0.25 mm）。

灰燼

或

5. 其他土壤中有一層厚度≥20 cm的土層，有≥20%（體積計(jì)）的人工制品，其中35%為工業(yè)廢棄物如煤矸石、爐渣、碎石、粉煤灰、瓦礫等。

工礦垃圾

或

6. 其他土壤中有一層厚度≥20 cm的土層，有≥20%（體積計(jì)）的人工制品，其中35%為城市垃圾如磚頭、瓦片、碎片和生活居住區(qū)的垃圾等。

城市垃圾

或

7. 其他土壤中有一層厚度≥20 cm的土層，有≥20%（體積計(jì)）的人工制品，其中35%為有機(jī)廢棄物。

有機(jī)垃圾

或

8. 其他土壤中有一層厚度≥50 cm的土層，有≥15%（體積計(jì)）的人工制品。

少人工制品

B所有其他土壤：無(wú)人工制品類(lèi)別的應(yīng)用。

3.5 按建議方案河南省含有人工制品的土壤分類(lèi)歸屬

如表4所示，6個(gè)剖面在新成土中體現(xiàn)了人為技術(shù)擾動(dòng)特點(diǎn)，所有剖面在土族名稱(chēng)中體現(xiàn)所含人工制品類(lèi)型，表明受到人為影響。與WRB相比，該建議方案既能體現(xiàn)土壤自然發(fā)生過(guò)程，又能表征非農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)土壤的影響，分類(lèi)更加具體細(xì)致；與ST相比較，該建議方案不僅在新成土而且在淋溶土、雛形土等土綱中，均能體現(xiàn)含有人工制品的特點(diǎn)。

4 結(jié) 論

參照WRB和ST中的人工制品、人為技術(shù)物質(zhì)和人為技術(shù)層的定義，借鑒ST中對(duì)含有人工制品的土壤土族劃分標(biāo)準(zhǔn)，以及人為改變和人為運(yùn)移物質(zhì)等級(jí)的理念，結(jié)合中國(guó)含有人工制品土壤的性質(zhì)，提出CST中含有人工制品的土壤定義，新增“技術(shù)擾動(dòng)層次”診斷特性，并參照WRB和ST中人工制品類(lèi)別相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，制定CST人工制品類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)，并將這一標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)在CST土族劃分中，該分類(lèi)方案能有效體現(xiàn)人為活動(dòng)對(duì)土壤的影響結(jié)果。

本研究中的10個(gè)典型含有人工制品的土壤剖面，按照建議方案，將其中6個(gè)劃分到技術(shù)人為新成土土類(lèi)中，符合客觀實(shí)際。但與此同時(shí)，此方案可能忽略了受到人為擾動(dòng)、但不符合技術(shù)人為新成土的土壤，如本研究中的剖面1、2、3、6，雖然在土族中對(duì)人工制品有所體現(xiàn)，但僅表現(xiàn)了其類(lèi)別，并不能體現(xiàn)診斷特征。故筆者建議在中國(guó)土壤分類(lèi)系統(tǒng)檢索中加入“技術(shù)擾動(dòng)層次”診斷特性，放置在人為土土綱中，從而使含有人工制品的土壤最先被檢索出來(lái)，并在人為新成土亞綱中補(bǔ)充不滿(mǎn)足“技術(shù)擾動(dòng)層次”診斷特性的含有人工制品的土壤類(lèi)型，這樣使得含有人工制品的土壤分類(lèi)更加全面。下一步，將增加含有人工制品土壤的樣本數(shù)量，系統(tǒng)分析該類(lèi)型土壤的形態(tài)特性、理化性質(zhì)及變化規(guī)律，完善劃分標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化劃分方法。

表4 河南典型含有人工制品的土壤CST建議方案Table 4 Proposed CST classification of soil profiles with artifacts typical of Henan Province

致 謝中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所張甘霖和趙玉國(guó)研究員、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)張鳳榮教授、北京師范大學(xué)趙燁教授、北京林業(yè)大學(xué)孫向陽(yáng)教授和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)袁大剛副教授。

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Soil Taxonomy of Artificial Soils Containing Artifacts Typical of Henan Province

WU Kening1，2GAO Xiaochen3ZHA Lisi4LI Fangmin1，2JU Bing5LI Ling6LIU Huan1，2
（1School of Land Science and Technology，China University of Geosciences，Beijing100083，China）
（2Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation Ministry of Land and Resources，Beijing100035，China）
（3Real Estate Registration Center of Hebei，Shijiazhuang050051，China）
（4School of Public Administration，Guangdong University of Finance and Economics，Guangzhou510320，China）
（5Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Nanjing210008，China）
（6College of Resources and Environment，Henan Agricultural University，Zhengzhou450002，China）

【Objective】As of yet Chinese Soil Taxonomy（CST）doesn’t have any explicit diagnostic basis for characterizing soil profiles with artifacts. With rapid development of industrialization and urbanization，the impact of human disturbance on soil is becoming more and more significant. It is，therefore，essential to intensify the research on soils containing artificial artifacts，or it would be very hard to explain reasonably how some changes occur in pedogenesis.【Method】In this paper，10 soil profiles containing artificial artifacts（shortened as artificial soil）typical of Henan Provinc were selected as objects for the study，including 3 at ancient cultural relic sites，5 at urban sites and 2 at reclaimed farmland sites in industrial and mining areas.Besides 3 natural soil profiles（free of any artificial artifacts）were chosen in the same regions as control for comparison in configuration and physic-chemical property. Then the 10 soil profiles were classified in line with world soil resources reference basis（WRB）and Soil Taxonomy（ST）and CST and analyzed for soil diagnostic layer and diagnostic characteristic specific of these profiles. On such a basis，a proposed scheme was put forward，applicable to classification of the artificial soils specific of China.【Result】Artificial soils are complicated in structure and property and vary sharply in particle size，bulk density，pH，and contents of organic carbon，total nitrogen and total phosphorus with type and intensity of human activities. The most intuitive feature is the fact that the content of coarse particles is much higher in the artificial soil profiles than in the natural soil profiles. The urban soils，in particular，are very high in content of coarse particles，up to 90%，and peculiar in soil penetrability，which is hindered by a soil layer formed of miscellaneous construction waste in these soils. In view of the characteristics of these artificial profiles，WRB is found not fully suitable soils because it lacks sufficient modifying prefix or suffix to describe diagnosis of these artificial soils containing artifacts；in ST，Soils containing artifacts appear in the various Soil orders and subgroups；and CST lacks specific diagnostic basis to describe and explain soil properties of these artificial soils. 【Conclusion】By referring to some standards in WRB and ST pertaining to artificial artifacts in soil，this paper has brought forth a definition for soils containing artificial artifacts，including an augment of“technical disturbance layer”as diagnostic feature，which is added as an index for search of entisol and as a supplement into the definition for the suborder of entisol in CST formulated standards specific to artificial artifacts in CST，and created a new soil group“Technical anthropogenic entisol”，which will be first searched out under the suborder of entisol and three subgroups，i.e. calcareous，acidic and ordinary technical anthropogenic entisal under the group of Technical anthropogenic entisol. Moreover，when artificial soils do not fit in with the diagnostic features described in the preceeding paragraphs，it is suggested that artificial soils should be added as a new type into the soil family to distinguish artificial soils from natural ones. This proposed scheme for soil classification is believed to be able to reflect effects of human activities varying in type on soil，which fills a gap by a certain degree in the study on classification of this type of soils.

Soil taxonomy；Artifacts；Henan Province

S155

A

10.11766/trxb201611160399

* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（4137226）和國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專(zhuān)項(xiàng)（2008FY110600）資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（No.4137226）and the Special Project of National Science and Technology Basic Research（No.2008FY110600）

吳克寧（1963—），男，北京市人，博士，教授，主要從事土壤分類(lèi)和土地評(píng)價(jià)研究。E-mail：wukening@cugb.edu.cn

2016-11-16；

2017-06-07；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-06-16

（責(zé)任編輯：檀滿(mǎn)枝）