灰土（Spodosols）是中國土壤分類架構中的一個重要土綱，指寒溫帶低溫潮濕氣候和針葉林植被下發育的強酸性、底層有鐵鋁淀積的土壤類型。中國土壤系統分類中的灰土土綱相當于美國土壤系統分類中的灰土土綱（Spodosol），聯合國FAO土壤制圖單元中的灰壤（ Podzods)、灰化淋溶土 ( Podzoluvisols)，土壤地理發生分類中的灰化土和漂灰土。
灰土主要分布于北半球中高緯度地區，形成氣候為寒溫帶濕潤氣候，一般在落葉林下形成，屬于強酸性土壤。灰土最大的特點是具有灰化淀積層，因此其成土過程主要是灰化層形成過程和淀積層形成過程，氣候、植被、成土母質等也會對其形成造成影響。
灰土分布區絕大多數為天然林地，土層淺薄，肥力較低，不宜大面積農用，局部灰土開墾后也可種植飼料玉米、燕麥、黑麥、馬鈴薯及紅車軸草等農作物。灰土由于土層淺薄、強酸性、養分元素缺乏等問題，不適宜大面積開發利用，但可通過消除酸性反應、提高營養元素的含量以及創造有結構的耕作層等措施改良。且灰土開發利用過程中常存在土壤侵蝕，是灰土地區種植農作物必須重視的問題。
研究歷程與命名
研究歷程
19世紀末，俄羅斯土壤學家們首先提出了灰壤及灰化土的概念，認為這些土壤主要形成于寒帶、寒溫帶泰加森林（針葉林）下。他們十分強調這些土壤的形態特征中具有顯著的A-B-C層（淋溶層-淀積層-母質層）的分化，并以其具有灰白色、粉砂化和硅質化的松脆淋溶層 A2 為其形態發生學上的典型土層；其下為紅棕色較粘重的淀積層；其地表則有森林殘落物層 A00 及 A0 層。這一類土壤被稱為“podzols”。這個詞的前綴“pod”系英文中的under之意，即處于地面下，而其后綴“zola”是英文中的ash之意，即灰燼，它是呈灰白至白色的。這就是說，所謂灰壤，在表土有機質層的下部緊接著一個特殊的白色粉砂化發生層，而且在論述灰壤發生過程時，非常強調這個 A2 層的形成機制，當然也討論了此層下面的淀積層B的發生。但當時俄羅斯土壤學家們所強調者則為 A2 層的特征。這個概念長期來被歐美及中國土壤學界所接受。
隨著土壤調查研究在各國不斷深入，田間考察及實驗研究的資料不斷充實，認為鑒別灰壤形成作用，若將重點放在 A2 層上，有時將引起不必要的誤會，會把一些非灰壤或非灰化土也誤作為灰壤類，對此美國于1960年在康乃爾召開的國際土壤學會上，首次提出了全球性的土壤分類方案，以后經過1967年訂正，正式發表了這個分類方案—— “The 7th Approxi-mation of Soil 分級” 并于1975年撰寫成《土壤分類學》（見“Soil Tarono-my”，U.S.D.A，1975）。在這個土壤分類制中，對灰壤（podzols）的定義作了嚴格訂正，并改稱為灰土（spodosols）。
podzols與spodosols雖系同土異名，但兩者所強調的土壤發生學特征各有側重。俄羅斯學派強調灰壤的 A2 層，而美國學派則強調灰壤的 B 層，即灰化淀積層（spodic illuvial horizon B），亦稱為“spodic horizon B”；并把這個淀積層作為灰化土或灰壤（spodosol）的診斷層，借此層的發育特點來鑒定灰壤及灰化土的發育。對于灰壤中的淋溶層 A2 ，則認為由于它存在于表土或亞表土，且常因其層次較薄，易在生物作用或沖刷作用以及后來迭加的成土作用中遭受破壞或埋葬，故不宜作為灰壤的診斷層。在田間進行土壤剖面形態觀察時，這種 A2 層的存在與否，確實容易引起“誤診”；有時把水成型土壤發育的白土層、白漿層等，誤認為灰壤型土壤，這在土壤學研究領域中是屢見不鮮的。美國近年提出的以灰化淀積層為灰壤的診斷層。
美國土壤分類制改稱spodosois的重要原因之一是：以往對podzols片面強調其環境因素，對灰壤本身特征則無嚴格指標，因而使用時存在一定隨意性，使土類名稱發生了某些混亂的情況，出現了“同名異土”等現象。對此，美國《土壤分類學》（1975年版）對spodosols提出一系列指標，它主要是指充分發育的灰壤。對于過去所稱的灰化土，其中很大一部分被劃分到始成土綱（inceptisols）。
中原地區自30年代以來，就把podzols譯作灰壤，而把podzolic soils譯作灰化土。前者專指充分發育的寒帶及寒溫帶針葉林下的灰壤（標準灰壤，其質地偏輕）；后者指未充分發育的灰壤，其全土層的質地常較粘。但在中國有時也把這兩者統稱為灰化土而不作細分。
命名
灰土英語名“Spodosols”這個詞來源于希臘語單詞“spodos”，該單詞意思是“木灰”，它與俄語中的zola系同義詞，而其后綴“sol”即soil，指土壤之意。
定義
土壤定義
灰土是具有灰化層和灰化淀積層的土壤，是在寒溫帶濕潤氣候和針葉林下發育的土壤，其形成以灰化過程的發展為基本特征。其具有厚薄不等的腐殖質層，無定形硅或石英大量富集，灰白色而無結構的灰化層，鐵鋁腐殖質積聚，質地上粗下粘，呈強酸性反應，鹽基飽和度很低，是土壤中粘土礦物蝕變較重的土壤類型。
土壤參比
灰土是中國土壤分類系統14個土綱之一，相當于土壤地理發生分類中的灰化土和漂灰土。本土綱相當于美國土壤系統分類的灰土綱（Spodosol），聯合國土壤分類的灰壤（Podzods），灰化淋溶土（Podzoluvisols）。在中國和美國的土壤分類系統均稱為灰土，在聯合國土壤圖圖例單元中對應灰壤。
形成
成土母質
灰化土分布區的地形多為山地和丘陵或平原，一般坡度較平緩，成土母質多為更新世冰川沉積物，還有砂巖、泥巖、黏土以及石灰巖風化物，在中國亦有母質為火山灰的。一般灰土的成土母質中鹽基的生物循環較強，表土疏松，團粒結構，呈酸性反應。總的說來，以粗質地、非石灰性以及貧于鹽基及鎂礦的酸性母質上最有利于灰土的發育。由于其他成土因素的綜合作用，即使在細質地而富于鹽基的母質上，也能發育成為灰壤或灰化土。
形成條件
從現代土壤調查研究的資料來看，灰土發育的氣候帶主要是過濕潤、強淋洗（有效滲吸水盤大，常年無早季）的氣候帶，且其分布區以寒帶、寒溫帶為最常見。在暖熱多雨的氣候帶（森林植被下）也有灰壤或灰化土的發育。
灰化土的植被以針葉林為主，主要樹種如云衫屬、冷杉屬、松屬、落葉松屬等。在歐亞大陸，西歐的森林成分比較單純，以云杉和松構成單一的景觀，向東則由西伯利亞松、云杉、落葉松、矮小癥的西伯利亞松等替代。在北美針葉林比較復雜，排水良好的地帶有云杉、冷杉等；排水不良的地帶則有黑冷杉、杰克氏松、落葉松和美洲落葉松為主。在中國，大興安嶺北端的針葉林區，以杜鵑、落葉松或樟子松為主，西南高山、亞高山地帶則以杜鵑、冷杉及云杉為主，灰化土南部，闊葉樹種成分增多，構成混交林亞帶。由于灰化土區的土壤凍結期比較長，結凍和解凍時對植物根系的影響，加上在針葉林下光線不充足，致使林下草本植被稀少，地被植物多數是青苔、地衣或嵌類等原植體植物生長，林下亦常常引起沼澤化現象。
灰化土帶地形母質多種多樣，但因位處高緯度地帶，受冰川影響較多，因而多冰川地形，母質多為更新世冰川沉積物，還有砂巖、泥巖、粘土以及石灰巖風化物，亦有母質為火山灰的。一般在滲透性強的砂性母質上灰化土發育最快，粗質地、非石灰性以及貧于鹽基及鎂礦的酸性母質上最有利于灰壤的發育。
形成過程
灰土最大的特點是具有灰化淀積層，因此其成土過程主要是灰化層形成過程和淀積層形成過程。
灰化層形成過程
在冷濕針葉林下，微生物對有機質的分解緩慢，凋落物層逐年增厚，加之泥炭層發育，其含水量可高出其本身重量的兩倍以上，從而創造了還原淋溶作用的有利條件。針葉林凋落物中含單寧、沒藥樹、蠟質等較難分解的物質較多，導致半腐解凋落物在地表積累,而這些物質鹽基含量很少，凋落物分解所形成的有機酸不能完全被鹽基中和，造成很強的酸性環境，適于真菌生活。在真菌為主的微生物作用下，一方面使有機質礦質化，釋放出各種鹽基，同時產生了富里酸，這是灰化淀積過程的主要條件。
富里酸的酸性很強，離解度大，親水性強，溶液滲入土體，由于氫離子的代換，使鹽基被代替并淋失。在低溫潮濕條件下，有機質分解緩慢，釋放的鹽基不足以中和富里酸，游離的氫離子隨著下滲的水分大量進入殘落物層以下的礦質土層中去，從而引起灰化過程的進行，灰化過程大致可分為下列四個階段：
第一階段，碳酸根分解淋溶階段。氫離子進入礦質土層后，首先與土壤中的碳酸鹽發生作用，引起鈣、鎂等鹽基的分解，形成富里酸鈣和富里酸鎂，隨水淋溶到剖面下層；
第二階段，代換性鹽基分解淋溶階段。當碳酸鹽分解淋溶后，富里酸繼續與土壤礦物質中的代換性鹽基相互作用，使鹽基被氫離子代換淋溶，并使粘粒不斷分散和淋溶；
第三階段，鐵、鋁、錳分解淋溶階段。在冷濕嫌氣條件下，鐵、錳被還原為Fe++、Mn++并與下滲的腐植酸形成螯合肥而發生淋溶，使紅、黃色的氧化鐵和黑色的氧化錳轉化成Fe++、Mn++淋失后,在騰殖質層之下，土壤顏色逐漸變淺。
由于不斷進行酸性淋溶的結果，表層細顆粒被淋溶造成土壤質地逐漸變粗，在鐵錳不斷還原淋溶的同時，因土壤膠體逐步為氫所飽和，并使高嶺石破壞，形成可溶性的鐵、鋁、硅等富里酸絡合鹽，以膠體溶液或真溶液的狀態下淋，并析出非晶質粉末狀的二氧化硅，形成白色片狀結構或無結構的灰化淋溶層。
淀積層的形成
從灰化層下淋的富里酸鈣、鎂、鐵、錳等鹽類和少部分無機酸的鹽類以及鐵、鋁、硅酸膠體等到了下層，由于酸性溶液受到愈來愈豐富的鹽基的中和而使鹽類淀積，由于上層真菌分解過程中消耗了大量的氧氣及灰化層潮濕狀態造成的不透氣性，在其下土層中氧氣不足，嫌氣微生物的活動以及洛膠物質的凝聚而使淀積下來的各種鹽類形成大王椰子樹色或紅褐色的淀積層，甚至形成鐵磐或粘磐層。
在淀積層以下，由于通氣不良，有可能有帶灰白色或灰綠色的潛育層形成。一般情況下，在灰化淀積層形成的同時，還進行著腐殖化過程。
主要特征
物理特征
灰土是在特定的環境條件下所形成的一類森林土壤，其土壤剖面分異明顯。典型灰土的土壤剖面構型為:O-A-E-Bsh-C型，地表為暗色的枯枝落葉層即О層，其厚度在3~10 cm之間；表層為暗灰色的腐殖質累積層即A層，其厚度20~25 cm；亞表層為灰白色的淋溶層即E層，其中富含白色硅質粉末，呈現薄片狀結構，其厚度25cm左右；土壤剖面中、下部為黃棕色的灰化淀積層即Bsh層，其中常有氧化鐵和氧化錳的膠膜，其厚度不足25cm。淀積層向下逐漸過渡到由冰凍風化物組成的凍土層。
化學特征
灰土表層有機質含量豐富，向下銳減具有明顯的表聚性，其土壤腐殖質組成以富里酸為主，胡敏酸與富里酸比值在0.5左右。灰土呈現強酸性反應，一般活性酸度pH在4.5~5.5之間，最低pH可達3.6左右，并具有較強的代換酸量。由于灰土經歷了強烈的酸性淋溶過程，再加上針葉林枯枝落葉中灰分含量低，其土壤中金屬陽離子基本淋失殆盡，如鈣、鎂、鉀和鈉離子已經大量流失，故陽離子代換量和鹽基飽和度均很低。土壤的強酸性直接影響到根系和微生物的活動，進而影響到有效養分的含量和根系的吸收。一般在pH小于4.5的土壤上，冷杉生長均較差。灰土中有效態養分元素以腐殖質層最高，而在漂白層相對較低，漂白層中磷素尤為缺乏（全磷含量<0.1%），但據實際觀察，冷杉根系最多的是集中在漂白層和灰化淀積層（即40cm 以上），灰化淀積層的下部很少有根系分布。
結構特征
灰土最重要的結構特征是具有灰化淀積層，灰化淀積層作為灰土綱獨有的一個診斷層，必須具有以下兩個條件：
厚度≥2.5 cm，一般位于tiaojian漂白層之下；由≥85%的灰化淀積物質( spodic materials）組成。其指標為： pH≤5.5；有機碳 ≥ 12 g/kg；色調為5YR，明度為4，色彩飽和度為6，或色調為7.5 YR，明度 ≤4，彩度為3、4或6，或在色調為7.5YR，潤態明度 ≤4，彩度為3、4或6時，其形態和化學指標為單個土體被有機質和鐵、鋁膠結，膠結部分結持緊實，或土壤基質主要由棕紅色腐殖質組成，活性鐵、鋁 ≥5%。
土壤分類
按土壤性質分類，即根據灰化淀積層內部分亞層（≥10 cm）中遷移淀積的有機碳含量狀況，可以將灰土劃分為腐殖灰土和正常灰土兩個亞綱。腐殖灰土下只有一個土類，即簡育腐殖灰土；正常灰土下也只有一個土類，即簡育正常灰土。具體如下：
腐殖灰土
腐殖灰土所表現的灰化過程發生階段的性質——灰化淀積層中遷移性有機物質的聚積強于正常灰土。灰土中灰化淀積層內部分亞層（≥10cm）有機碳含量 ≥ 60g/kg，可判斷為腐殖灰土，其他則為正常灰土。
在腐殖灰土之下只設立簡育腐殖灰土一個土類。簡育腐殖灰土分布于青藏高原南緣東、中喜馬拉雅山南翼的察隅縣、聶拉木縣以及高原東南緣橫斷山脈中部的香格里拉市、德欽縣和鄉城縣、稻城縣一帶。常處于高山峽谷谷坡中上部以及高原邊緣湖盆上的山地上部。母質以花崗石、片巖、板巖、石灰巖等的坡積物、殘積物或冰磧物為主。由于受印度洋暖濕氣流的強烈影響，降水充沛，只有季節性凍層而無永凍層存在，植被為冷杉屬或冷云杉以及南方鐵杉等組成的陰暗針葉林，林下常為杜鵑或華西箭竹灌叢，多有青苔等地被物。這些均為土壤的螯合淋溶創造了有利條件。
正常灰土
灰土中不存在灰化淀積層內部分亞層（≥10cm）有機碳含量 ≥ 60g/kg 的其他灰土均為正常灰土。其下只設立設簡育正常灰土一個土類，簡育正常灰土中根據是否有寒凍土壤溫度狀況，可分為寒凍簡育正常灰土和普通簡育正常灰土。
地理分布
灰土廣泛分布于北半球中高緯度地區，在歐亞大陸的北部和北美洲北部呈現緯向地帶性分布，包括北歐的挪威、瑞典、芬蘭，波蘭北部，俄羅斯的歐洲部分，亞洲北部的西伯利亞地區，北美洲的加拿大和美國北部地區，其中在俄羅斯和加拿大境內灰土分布面積最多。
中原地區灰土分布的面積相對較小，主要位于大興安嶺北端。另外在世界各地高山垂直土壤帶譜也有灰土分布，如在中國長白山北坡及青藏高原南緣和東南緣的山地垂直帶中就有灰土分布，臺灣玉山山地也有部分灰土分布。
開發與利用
開發
灰土分布區絕大多數為天然林地，其南部也有牧草地或者種植作物。美國中北部的灰土 ，可種植飼料玉米、燕麥、黑麥、馬鈴薯及紅三葉等。在中國灰土分布區屬于重要的原始林區，在灰土開發利用的過程中，應該注意砍伐森林所引起的土壤侵蝕，由于初夏大量冰雪融化水與降雨注人土壤，再加土壤心土層還處于凍結狀態，極易造成嚴重的土壤侵蝕，導致針葉林-灰土生態系統的崩潰。
局限
由于灰土分布區氣候寒冷而潮濕、生長期短、灰土的土層淺薄、強酸性、養分元素缺乏等，不適宜大面積開發利用。灰土地區種植農作物也常有土壤侵蝕現象發生。 據加拿大等在新布溫什維克州定位研究的結果 ，從1983至1985年，在坡度為11° 的灰土區坡地上順坡種植馬鈴薯 ，其土壤流失嚴重。在3年連續種植的情況下，土壤有機質由1.3% 降至0.9%，容重由1.32g/cm3增至 1.47 g/cm3，導水率由12.2 cm/h下降至1.5 cm/h ，說明順坡種植不僅加速土壤流失，而且使土壤的肥力嚴重退化，馬鈴薯產量也明顯下降。據統計，僅在新布溫什維克州的2萬公頃馬鈴薯種植帶中 ，每年由于土壤侵蝕 ，大約耗費1200萬美元。
改良
灰土的肥力特征是缺乏營養物，腐殖層都很薄，通常不超過10-12厘米，所以土壤的結構性很差，通常具有不穩固的層狀結構。這種結構遇耕種便容易破壞，因而灰化土類土壤都具有不良的水分和空氣狀況。此外在灰化土類土壤中酸性反應相當強(pH值通常在4.5-5.5之間)，抑制了細菌特別是固氮細菌發育，使土壤中氮素養料缺乏。
針對著這些缺點，在實施土壤改良時，必須從消除酸性反應、提高營養元素的含量以及創造有結構的耕作層等措施入手。為了消除土壤的酸性反應，最常用的辦法是在土壤中施用生石灰。石灰不但能中和土壤的酸性反應，井且能增加土壤中鈣的含量，為土壤結構性創造條件。其次是實行草田輪作制，播種混合牧草——禾本科與豆科。禾本科植物的根系很深，能從灰化土的淀積層中吸取養料歸還到土壤的表層；豆科植物能增加土壤的氮素養料。這兩種草本植物所遺留下來的腐殖質，在鈣離子的作用下可以改變土壤的結構性。
增加耕型層的深度也是提高灰化土類土壤肥力的方法之一。在生草灰化土的腐殖質層深處，一般很少遭到耕犁；然而很薄的耕犁層不能保證植物正常發育所需的養料和水分，因此需要創造深厚的耕犁層。但是在加深耕犁層的過程中，容易把下面不肥沃的灰化層翻了上來，以致土壤的有效肥力反而降低，因此耕犁層應該逐漸加深，一年耕犁一小部分的灰化層，井且在深耕時施入定量的生石灰以及有機和無機肥料。
參考資料 >
灰化土.中國大百科全書.2024-06-12
Spodosols.University of ldaho.2024-06-19