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鈣積土的成土過程的特點(diǎn)石腐殖質(zhì)積累過程和鈣積過程并存。

鈣積土的重要特征之一是它具有暗色表層，是草本植物生根的習(xí)性、有機(jī)質(zhì)貯存能力、草類生長以及腐解循環(huán)與地區(qū)水分狀況獨(dú)特組合的產(chǎn)物。

草原植物在土體內(nèi)所含有機(jī)質(zhì)的總量及其在整個(gè)剖面上的分布都與森林不同，在森林下土壤腐殖質(zhì)主要來源于地表的凋落物，凋落物的腐質(zhì)物通過雨水滲透或土壤動(dòng)物所進(jìn)行的機(jī)械混合，有機(jī)物殘?bào)w滲入剖面。草原植物根部以上的部分，凋落物分解累積的結(jié)果，也產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)層。但是草本植物根系與樹木根系結(jié)構(gòu)大不相同，草根以密集的須根群大量滲入并均勻分布在整個(gè)剖面上，據(jù)研究，黑鈣土分布的草原區(qū)，在剖面上部0-15厘米土層內(nèi)的根量占1米土層總根量的85%，15-25厘米內(nèi)的根量占5-6%，25厘米以下的根量則下降到1%，草甸黑鈣土0-60厘米土層內(nèi)的有機(jī)質(zhì)貯量每公頃可達(dá)127.5-240噸。隨著水分的減少，栗鈣土、棕鈣土和灰鈣土的生物累積量雖然比黑鈣土低，但植物的地下部分相當(dāng)發(fā)育，一般可超過地上部分的3-8倍，高者可達(dá)30倍。根系主要集中于50厘米以上的土層，在20-30厘米以上尤為集中，可占總根量的75%。因此，土壤中的腐殖質(zhì)積累主要靠草類地下發(fā)達(dá)的根系和殘?bào)w的分解。

草本植物另一特點(diǎn)是化學(xué)組成中含氮量高，一般占干物質(zhì)重量的0.5-0.8%，最高可達(dá)2.2%。草類形成的腐殖質(zhì)組成一般以胡敏酸占優(yōu)勢(shì)，例如黑鈣土的腐殖質(zhì)組成中胡敏酸與富里酸之比約為2.0，胡敏酸的分子量與芳構(gòu)化程度較大，大部分胡敏酸與土壤礦物質(zhì)緊密結(jié)合，活性胡敏酸量在25%以下。栗鈣土中胡敏酸與富里酸之比可大于1.0，只有棕鈣土與灰鈣土多小于1.0。

草本植物夏季生長繁茂，由于冬季嚴(yán)寒漫長，土壤凍結(jié)，春季解凍，地表潮濕，微生物活動(dòng)微弱，死亡的有機(jī)質(zhì)得不到充分的分解，年復(fù)一年腐殖質(zhì)積累于土壤中，使土壤表層的顏色越來越變黑，形成明顯的暗色表層。由于草類有機(jī)質(zhì)含有豐富的鹽基，養(yǎng)分在礦化過程中不斷歸還土壤，使土壤保持較高的鹽基飽和度。

鈣積土的腐殖質(zhì)層的厚度和有機(jī)質(zhì)含量在歐亞大陸中、東部由東向西，自北向南明顯變薄，變少。表層的顏色也由暗色層向單色層變化，這與其水分和植物分布的規(guī)律基本是一致的。

在半濕潤和半干旱條件下，由于降水量不足，降水只能淋洗易溶性的氯、硫、鈉、鉀等鹽類，而鈣、鎂等鹽類只部分淋失，部分殘留于土中，而硅、鐵、鋁等基本上未移動(dòng)。因此，土壤膠體表面和土壤溶液為鈣、鎂所飽和，鈣積過程十分明顯。在雨季，表土層水分溶解有二氧化碳?xì)怏w及大量生物活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳和水分子作用，形成碳酸，碳酸解離成H+和重碳酸根陰離子，重碳酸根陰離子與土體中的碳酸鈣和植物殘?bào)w分解釋出的鈣作用，形成重碳酸鈣，另方便碳酸鈣在水中溶解，解離成Ca++和碳酸根陰離子，而碳酸根與水分子作用，形成重碳酸根離子和氫氧根離子。

氫氧根離子產(chǎn)生堿性反應(yīng)，pH10左右。空氣中的二氧化碳以及土壤生物作用形成的二氧化碳不斷補(bǔ)充使堿性降低，促使碳酸鈣不斷溶解形成重碳酸根，在為二氧化碳飽和的土壤微區(qū)內(nèi)(如表土層)，土壤溶液可達(dá)到微酸性反應(yīng)，并且在有固體碳酸鈣存在時(shí)，Ca粘?？赡苻D(zhuǎn)變成部分的酸粘粒。當(dāng)重碳酸鈣隨水分下滲時(shí)，由于下層生物活性的降低和因蒸騰作用造成水分減少而是鹽類淀積，下滲水分因蒸發(fā)作用和蒸騰作用在上升時(shí)，很少含有碳酸鈣，干濕交替作用結(jié)果，鈣鹽逐漸積累在心土層，其深度與水分到達(dá)的深度一致。

石膏與鹽分的積累程度，由黑鈣土、栗鈣土、灰鈣土到棕鈣土依次增強(qiáng)，黑鈣土中除了部分草甸黑鈣土有明顯的鹽漬化現(xiàn)象外，一般黑鈣土無石膏與鹽分的積累。栗鈣土的積累亦較弱，只局部地區(qū)出現(xiàn)深位石膏與鹽分積累。灰鈣土在局部地區(qū)的剖面底部出現(xiàn)石膏晶族與鹽漬化，棕鈣土中石膏與鹽漬化特征較為明顯，在有些剖面上部即見有石膏晶族與中位鹽化，堿化作用則甚為普遍。

鈣積土分布區(qū)的年降水量比較少，降水年變幅大，區(qū)域內(nèi)分布不均勻，季節(jié)性干旱明顯，干燥度由半濕潤區(qū)向內(nèi)陸干旱區(qū)增大，例如，中國鈣積土分布的溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季溫暖多雨，冬季嚴(yán)寒少雪，一月均溫-16--26℃，土壤凍結(jié)期長，凍結(jié)層深度為1.3-1.5米，北部可達(dá)3米以上;7月均溫19-21℃，無霜期110-140天，年均降水量350-450毫米。在半干旱的內(nèi)陸，東部受東南季風(fēng)影響，6-8月分降水量占年降水量的三分之二，冬春兩季雨雪少，西部的新疆地區(qū)，受西風(fēng)影響，降水均勻，冬季降雪較東部稍多，夏季也較干燥。

鈣積土各類型生物氣候比較:

隨著降水量從半濕潤區(qū)向干旱區(qū)減少，植被亦逐漸稀少，由黑鈣土分布區(qū)的草甸草原、草原向栗鈣土分布區(qū)的干草原和棕鈣土、灰鈣土分布區(qū)的荒漠草原逐漸演化。

黑鈣土植被以半旱生的針茅和兔毛蒿等草原植物為主，也有草甸草原植物，覆蓋度60-70%。

栗鈣土上的植被屬草原類型，由旱生多年生的草類組成，以叢生禾本科為主，其次為走莖和根莖草類，草原灌木與半灌木也占相當(dāng)比重。其主要建群種，東部地區(qū)以大針茅，阿爾泰針茅與貝加爾針茅為主，次為羊草，糙隱子草與冷蒿等，春生短命植物很少;西部地區(qū)以孤茅、長芒針茅為主，次為糙隱子草、冷蒿以及某些春生短命、類短命植物，草層高度為5-30厘米，覆蓋度達(dá)20-50%。

棕鈣土的植被是溫帶草原向荒漠過渡類型的植被，包括荒漠化草原與草原化荒漠兩個(gè)類型，均以蒿屬和針茅屬為主要成分?；哪菰慕ㄈ悍N為小針茅和旱生或超旱生的小半灌木。草原化荒漠植被類型中，小禾草成分加大，東部主要為藏錦雞兒和江沙等小半灌木與小禾草成分參半;西部地區(qū)則由無葉假木賊、蒿屬、小蓬為主的小半灌木以及東方針茅、齒絲庭薺、四齒薺、囊果苔草等短命、類短命植物組成群叢。在植被生長季相上，東部地區(qū)和西部地區(qū)與栗鈣土類似，不同的是具有大量春生短命與類短命植物。

灰鈣土的植被為多年旱生叢生禾草、旱生灌木、小半灌木組成的荒漠草原，其建群種以本氏針茅、短花針茅、戈壁針茅、沙生針茅為主。并有駱駝蓬與耐旱蒿屬。在旱生灌木與小灌木中有貓頭刺、豬毛菜與麻黃等。

黑壚土天然植被以草原成分為主。農(nóng)作物以冬春小麥為主。

鈣積土分布的地形以平原、高原、臺(tái)地、階地為主。成土母質(zhì)以黃土狀沉積物為主，但亦有差異，以中國為例:

黑鈣土所在地形為平原、河谷階地和山麓地帶，成土母質(zhì)以黃土狀沉積物為主，及各種基巖風(fēng)化殘積物、坡積物。松嫩平原屬砂性堆積物。

栗鈣土所處地形有剝蝕和侵蝕的高原、丘陵和低山，也有沖積平原和洪積平原，但以平坦地形為主，成土母質(zhì)有黃土狀沉積物、各種巖石風(fēng)化物、河流沖積物、風(fēng)沙沉積物、湖積物等。

棕鈣土大部分地處平坦的剝蝕地形，如臺(tái)地、高原、殘丘以及山前洪積-沖積平原。母質(zhì)系以殘積物、洪積-沖積物、風(fēng)成砂為主，也有部分黃土，共同特點(diǎn)是質(zhì)地較粗，且含碳酸鹽。

灰鈣土所處地形主要是高原狀丘陵、山前階地與山麓洪積-沖積平原，成土母質(zhì)以黃土狀物質(zhì)為主。也有洪積-沖積物和各種風(fēng)化物。

黑壚土所處地形多為侵蝕較輕的黃土塬區(qū)、河川臺(tái)地及盆谷高階地。在黃土丘陵區(qū)則殘存在梁、峁頂部和分水鞍及溝掌等處。