泥炭土(英文名:peat soil,別名:泥炭腐殖質沼澤土),是潮濕條件下形成的具有厚泥炭層(有機層)的土壤。
泥炭土是在地表水和地下水影響下,在沼澤植被(濕生植物)下發育的具有腐泥層或泥炭層和潛育層的土壤。泥炭土的形成,不受氣候條件的限制,只要有潮濕積水條件,無論在寒帶、溫帶、熱帶均可形成。泥炭土的剖面形態特征是在土層以上有一厚達50-200cm或更厚的泥炭層(AT),下為潛育層(G)。有時在這兩層之間還有腐殖質過渡層。按泥炭層(有機層)的厚度劃分,泥炭土分為薄層泥炭土(50~100厘米)、中層泥炭土(100~200厘米)、厚層泥炭土(>200厘米);按泥炭土發育階段劃分,泥炭土分為低位泥炭土、高位泥炭土、中位泥炭土。泥炭土的物理性質是容重小、持水量大、粘著性及可塑性都小,故施用適量泥炭于礦質土壤可以改善其物理性狀,增加持水能力。泥炭土導熱性、透水性都小,如遇強烈干燥脫水后,就會喪失吸水和濕漲的能力。泥炭土分儲量大,有機質含量為50-70%,氮素豐富,全氮量一般都在2%以上,C/N比值為10-20;磷、鉀含量低,全磷為0.1—0.6%,全鉀為0.3—0.5%。
泥炭土廣泛分布于世界各地,在寒帶、溫帶的低洼地、河塘、山地的沼澤土地區分布更多,俄羅斯的泥炭土約占世界泥炭土的60%,加拿大、德國、荷蘭、挪威、瑞典、波蘭、英國分布亦廣,在中國主要分布于黑龍江省和吉林省、松潘縣、青藏高原等地,僅東北地區的泥炭就有300億立方米。
成土條件
泥炭土主要形成于某些河湖沉積低平原、山間谷地、淺水湖泊和漬水洼地中。長期受地表水淹沒,處于水分停滯或僅微弱流動狀態,有利于懸浮物停滯,并為濕生和沼澤植被生長及有機質的積累創造了條件。泥炭土的形成,不受氣候條件的限制,只要有潮濕積水條件,無論在寒帶、溫帶、熱帶均可形成。但是,氣候因素對泥炭土的形成、發育也有一定的影響。一般來說,在高緯度地帶,氣溫低、濕度大,有利于沼澤土和泥炭土的發育。
在中國的具體條件下,大致由北(冷)向南(熱)、由東(濕)向西(干),泥炭土的面積愈來愈少,發育程度愈來愈差。
成土過程
泥炭土的形成在不同條件下可續分為若干發育階段。
低位泥炭階段
由洼地、水塘沼澤土發展起來的早期泥炭土,不斷接受周圍高處地表水流帶來的礦質顆粒和養分,生長富營養沼澤植物,如薹草屬、棉花莎草、沼柳、蘆葦等。土壤微生物對富營養植物的殘體分解作用較快,積累的泥炭分解度高,灰分及養分元素含量亦高,pH值接近中性,這時期的泥炭土每年累積的泥炭量較小,養分含量高,形成低位泥炭土。
高位泥炭階段
隨著泥炭層的逐漸增高,泥炭土接受周圍環境的礦質顆粒和養分來源逐漸減少,供沼澤植物生長的養分狀況變差,富營養沼澤植物就會部分地被貧營養沼澤植物(如蘚類)代替。土壤微生物對貧營養沼澤植物殘體的分解差,形成泥炭的分解度、灰分和養分元素含量也明顯下降,酸度提高,泥炭中有機物質的累積量相對增加,泥炭蘚可在貧營養條件下不斷向上生長,而它的下部有機體死亡后,變成分解度差、養分少的泥炭。這一過程使泥炭蘚植被層逐年上升一定高度,隨著時間的發展,泥炭土層開始超出周圍泥炭層的水平,形成隆起的丘狀外形。丘狀泥炭層完全喪失了與周圍含礦質養分的地表水和地下水的聯系,只能依賴缺乏礦質養分的大氣降水為其水源,這就更惡化了泥炭土的養分狀況,為加速積累分解差的、貧養分泥炭創造了條件。至此,泥炭土進入高位泥炭土階段。氣候溫暖、地形低洼、土壤能長期獲得含礦質顆粒、礦質養分的水源,環境條件能促進植物殘體礦化分解,有利于形成低位泥炭土;而寒冷潮濕的氣候,有永凍層、地形高亢、平坦的分水嶺頂部或北坡,礦質養分缺乏的水源等環境條件,則能促進高位泥炭土的發展。
土壤性質
剖面特征
泥炭土的剖面形態特征是在土層以上有一厚達50-200cm或更厚的泥炭層(AT),地表可有厚20-30cm的草根層,下為泥炭層和礦質潛育層(G)。有時泥炭層下還有腐殖質過渡層。
物理性質
泥炭土的物理性質是容重小、持水量大、粘著性及可塑性都小,故施用適量泥炭于礦質土壤可以改善其物理性狀,增加持水能力。因泥炭分解程度不同,上列性質亦有一定差異。低位泥炭為高度分解的泥炭,植物纖維已完全分解或含量極少,呈深灰至黑色,容重0.2~0.3克/cm3,持水量100%~400%。高位泥炭的分解度低,植物纖維含量高,呈黃色至黃褐色,容重更小(<0.1),具很強的持水力(1000%~2000%),粘著性及可塑性則更小。泥炭土導熱性、透水性都小,如遇強烈干燥脫水后,就會喪失吸水和濕漲的能力。
化學性質
工程性質
當土中含有不同的有機質時,將形成不同的有機質土,在有機質含量超過一定含量時就形成泥炭土,它具有不同的工程特性,有機質的含量越高,對土質的影響越大,主要表現為強度低、壓縮性大,并且對不同工程材料的摻入有不同影響等,對直接工程建設或地基處理構成不利的影響。
主要分類
泥炭土的分類方法較多,傳統的分類方法有:
按泥炭層(有機層)的厚度劃分
按泥炭土發育階段劃分
此法應用于歐洲、俄羅斯等國。主要亞類有:
美國《土壤系統分類》(1975)
美國《土壤系統分類》(1975)中的有機土綱,把泥炭物質擴大到半腐解的枯葉和根系,凡其診斷表層符合有機表層規定的厚度和含碳量的,均列入與礦質土壤不同的有機土土綱。有機土綱根據有機土壤物質的分解程度和土壤受水分飽和情況,分出4亞綱。
以上亞綱根據土壤濕度狀況、有機物質的性質和有無含硫層可再進一步劃分,此分類法在國際土壤學界已廣泛采用。
分布區域
泥炭土是具有厚度>50cm的泥炭層的潛育性土壤,多分布于冷濕地區的低洼地。俄羅斯的泥炭土約占世界泥炭土的60%。加拿大、德國、荷蘭、挪威、瑞典、波蘭、英國分布亦廣。中國泥炭資源也很豐富,在中國主要分布于黑龍江省和吉林省、松潘縣、青藏高原等地,僅東北地區的泥炭就有300億立方米。
歸類變遷
泥炭土在1950年中國土壤分類表中列入隱域土綱水成土亞綱濕土土類;1954年,暫擬中國土壤分類表列為沼澤土土類;1961年,全國第一次土壤普查列為下濕土土類草炭土亞類;1978年《中國土壤分類暫行草案》和1988年全國第二次土壤普查分類列為水成土綱泥炭土土類;1991年《中國土壤系統分類》(首次方案)列為有機土土綱,在其下續分亞綱、土類、亞類。它相當于《美國土壤系統分類》之中的有機土土綱;聯合國世界土壤圖圖例中的有機土集合土類。
土壤利用
泥炭土按其性質可利用于許多方面,由富營養型的苔草、香附米、蘆葦等植物形成的、分解度好的泥炭,挖出堆放一段時間(作為堆肥或廄舍墊圈材料),消除其冷涼和還原性有害物質后,可直接施入礦質土壤(尤其是砂質土、粘質土),不僅能提高土壤有機質和養分含量,增加土壤陽離子交換量,調節土壤酸堿度,還能明顯改善土壤物理性,增加礦質土壤保水供水能力。泥炭含有豐富的腐植酸,常與各種化肥(氮肥、磷肥、礦渣)配合,制成粒狀腐殖酸鹽肥料,能明顯提高氮、磷、鉀等養分的利用率。泥炭資源除直接農用外,尚可作為生產焦油、煤氣、瀝青、塑料、染料、香料、石炭酸、三硝基苯等的原料。泥炭由于容重小,持水量大,也常作為土壤添加劑、改良劑、土壤覆蓋物,用于盆缽、溫室、花壇、苗圃的土壤中。美國、荷蘭等國把分解度好的泥炭土進行適當排水后辟作農田,種植蔬菜、花卉等經濟作物,配合施用化肥,有較高的產量和經濟效益。泥炭也可挖出成磚塊狀風干后作燃料用,歐洲一些國家挖出的泥炭不僅用于本地,還外運作為工業燃料用。
參考資料 >