(一)土壤形成、发育及分布规律
湖南省土壤各类质地占土壤总面积的百分数为: 沙土2.44%, 壤沙土24.72%, 壤土32.52%, 壤黏土27.99%, 黏土12.33%。
1.土壤形成、发育。一般来说, 土壤是在高温多湿的气候, 丘山较多的地形, 多种成土母质的高度风化, 长期生物循环和频繁的人类生产活动影响下形成的。
(1) 气候与土壤形成的关系。湖南属于中亚热带季风湿润气候类型, 在这种高温多湿的条件下, 致使湖南的土壤分布属于红、黄壤地带。气候在土壤形成中主要产生如下的影响:
❶由于温度的年变化和日变化很大, 为母岩的强烈物理风化作用提供了条件, 特别是冬季冻融频繁更促使了岩石的破碎。这样, 使得在不同母岩上易于形成比较厚的风化壳,特别是像花岗岩、砂岩等更易于形成较厚的土层。
❷由于高温多湿,化学风化也比较强烈, 许多原生矿物被分解, 生成了高岭石、三氧化物等次生矿物, 同时雨水多, 淋溶作用强, 二氧化硅也移动, 相对地产生富铁铝作用, 因而湖南省地带性土壤硅铁铝率比较低, 酸性大,盐基饱和度低。
❸由于雨水较多, 且强度也较大, 因而容易造成土壤冲刷, 特别是当坡度较大时,只要植被稍被破坏就发生冲刷, 因此坡地土层往往较薄。
(2)地质地貌与土壤形成的关系。湖南省地质构造极为复杂, 在内外应力长期交互作用影响下, 地表形态变化多端。地势的高低差异, 制约着水、热和植物的分布, 从而影响各类土壤的形成和发育。海拔50米以下, 为湖南省洞庭湖的湖积平原地带, 光、热、水十分丰富, 多发育成土层深厚、土壤肥沃的潮沙泥、紫潮泥、青紫潮泥、河沙泥田和潮沙泥土、紫潮土、河沙泥土等土壤类型; 海拔50~100米, 包括湘、资、沅、澧四水中下游两岸的平、岗地段, 光、热比较丰富, 水利条件好, 多发育成土层较厚的河沙泥田、红黄泥田及河沙土、河沙泥土、红黄泥土等土壤类型; 海拔100~300米, 主要是丘、岗和溪谷平原及山地坡麓地带, 水、热条件较好, 多发育成黄泥田、红黄泥田、青夹泥田、麻沙泥田与红壤类型; 海拔300~500米, 主要是低山地带, 多发育成黄红壤;海拔800米以上为中山和山原, 气温低, 风力大, 冰冻期长, 多发育成黄壤、暗黄棕壤及山地草甸土, 垂直分布规律十分明显。地质地貌在湖南省土壤形成中的作用是十分明显的。
❶地貌不同导致水热差异, 形成了土壤在地区上的差异, 在热量较少而湿度又较大的地区, 由于水化作用而产生黄壤, 而热量较多湿度较小的则生成红壤。所以湖南省的地带性土壤有红壤、黄壤等主要差别。从雪峰山东麓坡脚以西的山地海拔300~500米以上及东南诸山海拔500~700米以上为黄壤, 而在马蹄形盆地中气温较高、湿度较低则以红壤为主。
❷地貌还导致了土壤垂直分布的差异。在山区由于水热状况的垂直分布不同, 土壤由低到高有红壤——黄红壤——黄壤——山地黄棕壤及山地草甸土几个土壤垂直分布带。也由于地貌不同, 随着坡度大小而影响到土层厚薄。在一般情况下, 坡地由于重力作用以及水的随坡运动导致土粒向下坡运动, 所以坡地土层薄, 而且坡度越大而土层愈薄, 坡脚及平原则土层较厚。
❸地质条件加速或延缓土壤形成过程, 形成地带性土壤与非地带性土壤的差别。各个地质时代生成的岩石条件不同, 因而这些岩石在物理性质和化学性质上有很大差别。例如岩石的抗蚀性不同, 加速或延缓了岩石的物理风化作用, 影响到土壤形成过程, 也影响到土壤的性质。在湖南省岩石中,碳酸盐类岩石 (如各种石灰岩、白云岩、泥质灰岩、硅质灰岩等) 所含盐基较多, 而且在全省占的面积很大, 约5.44万平方公里 (占全省总面积的25.66%)。这些岩石及其风化物需要经过更长的时间才能形成地带性土壤, 即湖南省的酸性土壤。在成为地带性土壤之前, 还在一定程度上反映出母岩的特性, 如碳酸盐含量, 因此形成为岩性土如幼年土。因此, 湖南省各种类型石灰性土壤均是土壤发育的不同阶段, 有的也显现了某些地带性或地区性土壤的特征。
(3) 植被与土壤形成的关系。湖南省主属常绿阔叶林地带, 由于水热资源充足, 地形又复杂, 因而植被类型多, 植被资源丰富。植被对于土壤形成的作用是很大的:
❶植被是土壤中有机物的来源。据测定,在红壤地区的常绿阔叶林下, 每年每公顷的枯枝落叶有7 500余千克 (干物质), 这些有机物经过分解后可以向下移动, 也可以顺动物穴向下移动而丰富了表土中的有机物, 使表土性质发生很大变化。同时, 地面是经常聚集了一层枯枝落叶层, 有时并在枯枝落叶层与表土层之间形成腐蚀的有机质层。在草本植物牛长的条件下, 则由于根系的生长和死亡, 也使土壤有机质得以富集。由于植物种类不同, 有机质的构成也是不同的, 从而影响到土壤有机质的质与量。
❷植被使土壤中的矿物质营养增加。随着植物根系从土壤深层吸收上来的各种矿物质养分构成枯枝落叶, 而回到土壤表层, 使表土中矿物质养分得到积累。由于植物种类不同, 所吸收的养分种类也不一样, 所以通过植物富集在表土中的各种矿物质的数量也是不一样的。
❸植被促进了土壤的淋溶作用。同样的降水量在有植被的情况下与无植被的相比, 渗入到土壤中去的水量完全不同。无植被时降水有很大一部分是通过地表径流而流失, 而在良好的植被下, 由于枯枝落叶层具有极强的保水能力, 地表径流较少, 使水通过土层缓慢下渗, 极大地增加了土壤湿度和淋溶作用。
❹植被对土壤的保护作用。土壤运动的总趋势是不断地由地球表面水的循环带入海流, 归于湖泊或大海。但是植物的覆盖可以阻止或延缓土壤运动的整个过程, 把土壤保护下来。
2.土壤分布规律。湖南省位于亚热带中部, 同属于一个生物气候带。典型的地带性土壤是红壤, 由于自然条件复杂, 生物气候条件不仅南北有异, 东西也有不同, 加以东、南、西三面环山, 北部湖泊平原展布, 中部丘岗盆地交错, 地形变化大, 成土母质多样, 以及农业历史悠久, 在土壤分布上既有水平和垂直分布规律, 又有多种结构形式的区域分布。
(1) 水平分布。湖南省属于中亚热带常绿阔叶林红、黄壤地带, 在低山、丘陵和低丘岗地广泛分布着红壤。由于受东南季风的影响, 气温和降水量有自南向北、自东向西逐渐减少之势。随着水热状况的变化, 植被发生相应的变化, 从而导致红壤的脱硅富铝化过程也发生相应的变化。湘南是中亚热带与南亚热带的过渡地带, 湘北则是中亚热带与北亚热带的过渡地区, 因此红壤的发育在土壤的脱硅富铝化过程中也具有明显的过渡性。而以雪峰山脉为界的湖南省东西部, 由于地理位置不同和雪峰山对水热条件的再分配作用, 使东部气候较热湿, 年降水量虽在1 400毫米以上, 但降水季节分配不均, 干湿交替明显. 脱硅富铝化过程较典型, 红壤化作用显著, 因此, 红壤分布甚广, 且代表性较强, 是中亚热带红壤典型的分布地区。西部年降水量虽在1 400毫米以下, 但蒸发量小,云雾多, 湿度大, 干湿季节不如东部明显, 土壤的发育除红壤化作用外, 还伴有 一定的黄化过程, 加之板岩、页岩面积大, 以致低山丘陵及中山坡麓成为黄红壤广泛分布之地, 从而形成了东部与西部之间红壤向黄红壤逐渐的过渡性变化。
(2) 土壤的垂直分布。湖南省以山丘为主, 其中山地面积约10 487.8平方公里, 占全省土地总面积的50.75%, 主要分布于湘东、湘南和湘西等地。海拔多在1 000米以上, 很多主峰超过1 500米, 山地土壤有明显的垂直分布规律。湘南的南岭山地, 处于中亚热带与南亚热带的过渡地带, 湘北的幕阜山脉 。壶瓶山、顶平山和八大公山等山地是中亚热带向北亚热带的过渡地区, 它们的特点, 也明显地反映在土壤的垂直分布上。由于垂直地带土壤是随着山地海拔高度上升, 生物气候条件发生相应变化而形成的, 因此土壤垂直地带谱的结构和类型决定于地理位置和山体高度。湖南省中亚热带、垂直带谱的基带土壤为红壤,红壤以上依次是黄红壤、黄壤、暗黄棕壤和山地草甸土, 有明显向云贵高原过渡的特点。湖南省红壤带的分布上限也因山地的地理位置不同, 水热条件的差异, 由北向南呈有规律地抬升, 由东向西有渐降的趋势。如湘南的都庞岭红壤带分布的上限为海拔700~800米, 黄壤带为1 500~1 600米, 以上为暗黄棕壤带, 山地顶部则为山地草甸土带。湘中的南岳衡山,孤山突起, 水热条件变化显著, 黄壤和暗黄棕壤的分布则较低, 海拔750米以下为红壤和黄红壤带, 海拔750~ 1 000米为黄壤带, 海拔1 000米以上则为暗黄棕壤带, 山地顶部由于高度有限, 山地草甸土带不明显。而湘北山地土壤垂直带的分布更低, 如湘东北部的幕阜山, 海拔500米以下为红壤和黄红壤带, 海拔500~800米为黄壤带, 海拔800~1 500米为暗黄棕壤带, 山顶部则为山地草甸土带。
(3) 土壤的区域分布。这种分布虽因生物气候带不同而有所变化, 但主要是在中、小地形、成土母质、水文地质及人类生产活动的影响下, 土壤类型发生有规律的变化。根据湖南省土壤组合的特点分为中域与微域两种类型。土壤的中域分布是由中地形、成土母质类型及水文地质条件发生变化而形成的。它又分为枝状与环状两种类型。在湖南省低山丘陵岗地河谷地区, 土壤分布的特征与地形、水系的形态基本一致, 主要沿河谷呈树枝状伸展, 自谷底至丘岗顶部沿谷地形类似的土壤组合, 由地带性土壤, 非地带性土壤及耕作土壤构成, 称为枝状土壤组合。在湖南省湘西石灰岩溶蚀盆地和洞庭湖湖泊周围, 因地形由四周向中心倾斜, 引起成土母质类型, 水分状况和物质的迁移积累发生相应的变化, 使土壤组合成为逐级不同的环状带结构, 称之为环状土壤组合。土壤的微域分布是小地形与人类生产活动的影响而形成的。根据土壤复域的特点, 分为阶梯式土壤复域、园田式土壤复域和围堤式土壤复域。在湖南省丘陵山区为了防止水土流失, 根据地形特点, 把坡地改成梯田、梯土. 从而形成阶梯式土壤复域; 在滨湖平原和湘、资、沅、澧四水中下游的冲积平原区, 随着平整土地、开挖排灌渠道, 修筑道路, 使土地逐渐规格化, 形成园田式的土壤复域。在湖南省的岳阳、常德等滨湖平原地区, 因地势平坦, 且近湖之地较为低洼, 由于长期同洪涝作斗争, 不断围湖造田, 形成了围堤式土壤复域。