土壤学报 57卷 现代土壤的利用和不当使用的规模和强度而言,对于是指在各种自然和人为因素影响下,土壤生产能力 土壤与人类的关系还有很多问题亟需阐明。 或环境调控潜力暂时性或永久性的下降,甚至完全 土壤形态学是土壤学研究的起点。根据对土壤丧失的过程。土壤退化是高度非线性的过程,具有 形态的研究,就能对土壤的组成、土壤中发生的各时间上的动态性和空间上的异质性,涉及到土壤学 种过程的化学本质以及影响成土作用发展的种种条农学、生态学及环境科学,而且也与社会科学和经 件进行推断和演绎。土壤剖面描述是土壤形态学的济学密切相关 基础,包括剖面立地环境、地理位置、土壤发生层 划分及其形态性质描述等。详实的土壤剖面描述结2土壤时空变化研究的新近进展与态势 果和实验室测定的矿物性质、土壤理化性质、微形 态特征等,有助于认识、理解土壤发生过程,科学2,1土壤形成和演变过程:从土壤到地表系统物 划分土壤类型,有利于土壤调查、土壤制图、土地 质循环 评价等工作的顺利开展 土壤发生学研究土壤的演变过程及其与环境 土壤调查与制图的目的是获取土壤属性特征和(成土因素)之间的相互作用。土壤风化和形成速率 时空演变的过程信息,并以地图这种可视化的方式是土壤发生学的基础科学问题之一,其研究技术和 表达土壤的空间分布规律,能够为士壤资源的利用方法主要包括实验室模拟、流域物质通量平衡方法 提供空间数据支持。传统的土壤调查主要是对土壤时间序列方法等。实验室模拟测定的矿物风化速率 剖面形态及影响土壤形成的地理环境进行观察与描与田间测定结果可相差数个数量级1,适用于矿物 述记载,受野外调查成本和实际分析样本数量的限风化机理研究。排水采集器方法可观测自然状态下 制,很难进行大范围土壤信息的重复调查。传统土元素的淋溶和迁移,相对接近自然状态,但只能代 壤制图的技术流程包括资料收集一野外调查一室内表点位尺度的一维过程。流域物质平衡方法的依据 分析-野外校核一定界成图,这种制图方法以土壤是元素的生物地球化学平衡原理,即对于流域体系 调查者经验和手工操作为基础,通过手工将不同的输出元素与输入元素的差值来源于矿物的风化。通 土壤类型或类型组合的空间分布归纳成制图单元并过径流、植物、土壤、岩石、干湿沉降等要素长期 绘制成土壤图。靠脚步绘出土壤图的传统土壤地理和动态观测,可以计算物质的输入、损失、迁移和 学迫切需要引入新技术、新方法,传统土壤制图正转化,可相对真实地估算特定区域的矿物风化和 向数字土壤制图( Predictive Soil Mapping)演变。成土速率 土壤分类的目的是建立一个土壤类别的有序等 对于研究土壤的动态演变过程而言,土壤时间 级(体系)。土壤分类的发展与土壤科学的发展密不序列方法( Soil Chronosequence)具有重要的意义。 可分,在相当长的时间内引领了土壤科学的发展方在获得序列中各土壤个体的绝对或相对发育时间基 向。土壤是一个连续体,因此土壤分类相对而言必础上,系统比较不同相对年龄的各种土壤性质,在 须更多地依照分类者的主观理解。除了认识土壤、定量研究土壤发生过程中具有独到的价值l 组织知识等理论意义,土壤分类在实践上并不局限近年来利用土壤时间序列方法对热带地区土壤和 于传统的制图应用。在土壤数据的支持下,基于数水稻土开展了比较深入和系统的研究,为揭示自然 值空间距离的分类方法一直在不断地尝试新的突和人为作用下土壤的演变和可持续性提供了新的 破,因而土壤分类理论、方法、标准及相关分类信理解lo2n 息数据库的集成与应用将是土壤分类在现在和将来 近10年来,以关键带科学为代表的地球表层系 段时间内的重点 统科学发展迅速,为土壤发生学提供了新的契机,土 土壤时空格局是土壤资源评价的基础,因此在壤与其他环境要素之间的相互作用逐步成为土壤发 自然和人为作用下土壤资源的演变过程也是土壤时生学新的研究内容。地球关键带科学是地表系统的综 退化也是土壤资源演变研究的重要内容。土壤退化但土壤发生学在其中起着核心和纽带的作用y 空变化研究的重要内容。本质上,可以将土壤退化合研究,涉及到地质学、地球物理学、土壤学、水 过程理解为人为影响下的土壤演变过程,因此土壤学、生态学、地貌学等跨学科的系统研究(图 http://pedologica.issas.ac.cn1062 土 壤 学 报 57 卷 http://pedologica.issas.ac.cn 现代土壤的利用和不当使用的规模和强度而言，对于 土壤与人类的关系还有很多问题亟需阐明。 土壤形态学是土壤学研究的起点。根据对土壤 形态的研究，就能对土壤的组成、土壤中发生的各 种过程的化学本质以及影响成土作用发展的种种条 件进行推断和演绎。土壤剖面描述是土壤形态学的 基础，包括剖面立地环境、地理位置、土壤发生层 划分及其形态性质描述等。详实的土壤剖面描述结 果和实验室测定的矿物性质、土壤理化性质、微形 态特征等，有助于认识、理解土壤发生过程，科学 划分土壤类型，有利于土壤调查、土壤制图、土地 评价等工作的顺利开展。 土壤调查与制图的目的是获取土壤属性特征和 时空演变的过程信息，并以地图这种可视化的方式 表达土壤的空间分布规律，能够为土壤资源的利用 提供空间数据支持。传统的土壤调查主要是对土壤 剖面形态及影响土壤形成的地理环境进行观察与描 述记载，受野外调查成本和实际分析样本数量的限 制，很难进行大范围土壤信息的重复调查。传统土 壤制图的技术流程包括资料收集－野外调查－室内 分析－野外校核－定界成图，这种制图方法以土壤 调查者经验和手工操作为基础，通过手工将不同的 土壤类型或类型组合的空间分布归纳成制图单元并 绘制成土壤图。靠脚步绘出土壤图的传统土壤地理 学迫切需要引入新技术、新方法，传统土壤制图正 向数字土壤制图（Predictive Soil Mapping）演变。 土壤分类的目的是建立一个土壤类别的有序等 级（体系）。土壤分类的发展与土壤科学的发展密不 可分，在相当长的时间内引领了土壤科学的发展方 向。土壤是一个连续体，因此土壤分类相对而言必 须更多地依照分类者的主观理解。除了认识土壤、 组织知识等理论意义，土壤分类在实践上并不局限 于传统的制图应用。在土壤数据的支持下，基于数 值空间距离的分类方法一直在不断地尝试新的突 破，因而土壤分类理论、方法、标准及相关分类信 息数据库的集成与应用将是土壤分类在现在和将来 一段时间内的重点。 土壤时空格局是土壤资源评价的基础，因此在 自然和人为作用下土壤资源的演变过程也是土壤时 空变化研究的重要内容。本质上，可以将土壤退化 过程理解为人为影响下的土壤演变过程，因此土壤 退化也是土壤资源演变研究的重要内容。土壤退化 是指在各种自然和人为因素影响下，土壤生产能力 或环境调控潜力暂时性或永久性的下降，甚至完全 丧失的过程。土壤退化是高度非线性的过程，具有 时间上的动态性和空间上的异质性，涉及到土壤学、 农学、生态学及环境科学，而且也与社会科学和经 济学密切相关。 2 土壤时空变化研究的新近进展与态势 2.1 土壤形成和演变过程：从土壤到地表系统物 质循环 土壤发生学研究土壤的演变过程及其与环境 （成土因素）之间的相互作用。土壤风化和形成速率 是土壤发生学的基础科学问题之一，其研究技术和 方法主要包括实验室模拟、流域物质通量平衡方法、 时间序列方法等。实验室模拟测定的矿物风化速率 与田间测定结果可相差数个数量级[5]，适用于矿物 风化机理研究。排水采集器方法可观测自然状态下 元素的淋溶和迁移，相对接近自然状态，但只能代 表点位尺度的一维过程。流域物质平衡方法的依据 是元素的生物地球化学平衡原理，即对于流域体系， 输出元素与输入元素的差值来源于矿物的风化。通 过径流、植物、土壤、岩石、干湿沉降等要素长期 和动态观测，可以计算物质的输入、损失、迁移和 转化[6][7]，可相对真实地估算特定区域的矿物风化和 成土速率。 对于研究土壤的动态演变过程而言，土壤时间 序列方法（Soil Chronosequence）具有重要的意义[8]。 在获得序列中各土壤个体的绝对或相对发育时间基 础上，系统比较不同相对年龄的各种土壤性质，在 定量研究土壤发生过程中具有独到的价值[ 9][ 11]。 近年来利用土壤时间序列方法对热带地区土壤和 水稻土开展了比较深入和系统的研究，为揭示自然 和人为作用下土壤的演变和可持续性提供了新的 理解[10][12][16]。 近 10 年来，以关键带科学为代表的地球表层系 统科学发展迅速，为土壤发生学提供了新的契机，土 壤与其他环境要素之间的相互作用逐步成为土壤发 生学新的研究内容。地球关键带科学是地表系统的综 合研究，涉及到地质学、地球物理学、土壤学、水文 学、生态学、地貌学等跨学科的系统研究（图 1）， 但土壤发生学在其中起着核心和纽带的作用[ 17 ]