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1、滨海沉积物发育的水稻土时间序列母质均一性判定与特性演变*国家自然科学杰出青年基金（40625001）和中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-409）资助陈留美1,2张甘霖1†通讯作者:E-mail:glzhang@issas.ac.cn作者简介:陈留美(1981～),女,河南确山人,博士研究生,主要从事土壤资源与土壤发生演化研究E-mail:lmchen@issas.ac.cnTel:025-86881300（1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,南京 210008）（2中国科
2、学院研究生院,北京 100049）摘要时间序列方法是研究土壤发生特性演变的重要途径，而比较土壤变化的重要前提之一是序列中的土壤具有相同的起源，即具有母质的相对均一性。本研究根据史料记载中浙江慈溪海塘修筑年代估计出水稻土的耕作年龄，选择了植稻年龄约为50、300、500、700、1000a以及一个未垦滩涂剖面组成的一个时间序列作为研究对象。利用各种土壤属性参数对该时间序列的母质不连续性（或母质均一性）以及水稻土相对年龄进行了判定与验证。结果表明，时间序列的6个剖面虽然具有微小的差异，但其剖面内与剖面间母质来源相同。在水
3、稻土母质不连续性判定中，去除黏粒的粉粒与粉粒中稳定元素Ti/Zr比值具有较好的指示作用。相对易变的土壤属性参数如碳酸钙、磁化率以及游离铁的剖面分异程度在水稻土相对年龄的判定中具有较强的指示意义。综合这些参数在时间序列中的演化趋势，发现500a剖面与整个序列的变化趋势不相符合，可能是利用历史的差异所致，在相关的利用性质演变研究中应该从序列中剔除。关键词水稻土；时间序列；母质不连续性；土壤相对年龄；判定指标；土壤发生演化中图分类号S151文献标识码A土壤时间序列是一组起源母质相同或相近，在相似的植被、地形与气候条件下发生
4、演化，并且具有不同形成年龄的土壤[1~4]。Vreeken[5]根据时间序列中土壤发育开始与终止的时间将其分为4种类型，这四种类型分别为，后切型序列（土壤发育的时间起点不同，但终止点相同）、前切型序列（起点相同，但终止点不同）、有时间重叠的跨时型序列（发育起点与终点均不同，但是中间有部分发育时间重叠）与无时间重叠的跨时型序列。其中最常用的也是较容易建立的是后切型时间序列[1,6]。一般这种序列的建立是以空间代替时间，也就是根据不同地形位置上其土壤发育的起点不同进而在不同的空间位置选取不同发育年龄的土壤组成一个时间序列
5、。大多数时间序列的土壤性质随土壤发育年龄的增加呈现指数的（或者线性的）增加或减少。时间序列在研究不同类型土壤演化速率与方向进而建立土壤发生演化模型上具有重要的价值，并且能为土壤发生学理论的验证提供宝贵的信息[1,7~10]。17为了更加深入的了解不同起源、不同气候、不同景观与地形下土壤随时间演化的过程与速率以及预测其未来的变化趋势，很多研究建立这样的序列，并且在此基础上研究了土壤形态、物理与化学性质、地球化学性质等随时间的变化[1,2,6,10,11~13]。然而，这些研究主要集中在自然条件下的土壤，而受人为强烈影响
6、的水稻土的时间序列研究则很少受到关注[14]。为了获得可靠的结果，研究中所使用的土壤时间序列必须是由相同的母质在稳定的生物气候条件下发育而成。因此在土壤时间序列建立中母质不连续性（lithologicdiscontinuities）的判定被认为极其重要并且是必须的[2,15,16]，因为只有在保证剖面内和剖面间的土体是在同种母质上而形成的前提下，随时间发展而变化的那些土壤属性参数趋势才能归因于土壤年龄和土壤发育过程。母质不连续性的判定主要是依据野外土壤剖面形态特征的观测，结合室内各项土壤属性的测定[17~20]。如果
7、剖面垂直方向上一些土壤性质有突然的变化，并且这种变化是由地质过程（如沉积）引起而不是由土壤本身随时间的发生学变化而引起的，则认为存在母质不连续性[18]。因此最适合于母质不连续性判定的土壤参数主要是土壤中那些抗风化的，不易移动和不易发生变化的成分，比如扣除黏粒后的粉粒与砂粒的含量及其比值、粗颗粒中稳定元素Ti与Zr的含量及其比值等[2,18,19]。而那些在土壤发生过程中较易变化的参数容易导致错误的判定，一般不予使用，比如黏粒含量、pH与有机质含量以及不同提取形态的铁氧化物等[2,18,19]。在母质不连续性判定后，
8、另外一个必须判定的项目是土壤年龄。土壤年龄的测定分为绝对与相对测年技术[21]。其中利用对特定的土壤物质进行放射性测量可以得到定量的土壤年龄。而利用地质事件，地形、景观与植被的演化序列，或者土壤发育过程中能指示土壤发育年龄的一些土壤属性参数可以得出土壤年龄的相对大小。由于绝对年龄测定中用于放射性测定的能代表土壤实际年龄的物质较难选择，因此相对年
