《中亚细亚灰钙土》——对独特土壤类型的深度探索
本资料概述了 A. H. 罗赞诺夫教授的著作《中亚细亚灰钙土》，该书基于他三十多年的实践经验并总结了其他研究者的文献。这部著作独具匠心，尤其在区域性土壤地理和具体土类描述方面。罗赞诺夫教授曾于1957年访问中国，并为该书中文版作序，强调中苏两国土壤学家在西北干旱地区土壤研究方面的合作重要性。该书详细探讨了灰钙土的起源、形成、物理化学性质、分布特征、不同类型及其在灌溉农业中的应用，并分析了其与植被、气候条件以及其他土壤类型的关系。此外，资料还讨论了土壤演化与水热状况、地貌历史和人类活动（特别是灌溉）之间的复杂相互作用，强调了灰钙土在国民经济中的价值及其合理利用的重要性。
《中亚细亚灰钙土》一书旨在尽可能充分地阐明灰钙土类问题。作者认为，对灰钙土的研究是必要且不容置疑的，因为灰钙土带是中亚部分地区最主要的耕垦区域，对苏联国民经济具有日益重要的意义。在苏联时期，灰钙土研究积累了大量实际资料，但缺乏系统整理和综合，灰钙土类的概念也尚不明确。本书的撰写正是为了弥补这一缺陷，作者将阐明灰钙土形成问题的理论方面作为首要任务，并秉持着B.V.杜康恰耶夫在《俄罗斯黑土》序言中的科学研究准则。
内容概述与主要贡献：
- 地貌特征：灰钙土带占据着广阔的地域，其地貌主要包括剥蚀平原（如乌斯丘尔特高原）、冲积平原、洪积-冲积平原、山麓（洪积）平原、山前丘陵（古代洪积起伏平原）、强烈移位和剥蚀的山前地区及低山、以及残余高地。书中详细描述了剥蚀平原的类型，包括片状起伏平原和具有“吐尔特库尔”及“克尔”地形的平原。克尔景观的主要成分是平顶残余山，主要由第三纪-白垩纪的粘土、砂岩、泥灰岩、石灰岩和砾岩构成。冲积平原分为正常冲积平原和沉降冲积平原，其中幼年冲积平原在中亚的面积较小。古老平原的起源问题复杂，常受剥蚀过程（特别是风力作用）影响。山前丘陵多由砾石沉积物和黄土组成，呈强烈分割的丘陵地形，海拔可达1000米以上。强烈移位和剥蚀的山前地区与低山则表现为构造上强烈切割和剥蚀的高地。在整个都兰低地形成中，风力作用具有巨大甚至主导作用。
- 气候条件：灰钙土带的气候特征是最重要的研究因子。中亚的灰钙土带，在水热条件上具有鲜明的对比性。
- 高年平均气温：整个灰钙土带年平均气温相对较高，远超棕钙土和栗钙土带（1-2倍），这主要得益于冬季的温暖（除北部地区，平均温度几乎都在零度以上）。
- 降水不均：年降水量变化范围大，从80毫米到500毫米甚至更多，且大部分降水集中在寒冷的半年（冬季）和温暖的春季。夏季和秋季前期则极端干旱。
- 水热对比：生长季呈现两个明显阶段：湿润而温暖（中温）的短促春季，以及干燥而炎热（干热）的相对漫长夏季。这种对比性在近棕色荒漠土和荒漠草原土带中也十分典型。
- 大陆性：灰钙土带的大陆性比相邻的棕钙土和栗钙土带弱得多。
- 气团影响：中亚地处副热带高压区，远离海洋，低纬度造成强烈的太阳辐射。南北冷暖气团的周期性交替对天气形成起着极其重要的作用。
- 植被特征：水热条件上的差异也反映在植被特征上。
- 荒漠地区：主要植被是蒿-多种草类和蒿类-猪毛菜类群落。
- 低山前荒漠-草原地区：植被特殊，以Poa bulbosa和Carex sp.占优势。
- 短命植物：在灰钙土带中具有重要意义，尤其是在春季水分充足时生长茂盛。科罗文认为短命植物群落是灰钙土带最典型的地带性类型。
- 风化过程：
- 物理风化与化学风化：虽然肉眼观察似乎物理风化占主导，但本书指出化学风化具有重要意义，例如溶解作用和结晶作用（虽盐类结晶不增体积）。
- 粘化作用：灰钙土带荒漠地区岩石风化产物中粘性矿物明显累积，在剖面中部（地表以下20-40厘米）达到最大。这表明并非如传统观念所认为的，风化作用不活跃。
- 碳酸盐和石膏累积：灰钙土带荒漠地区属于盐基饱和、残余碳酸盐的硅铝性风化壳区域。石灰岩的广泛分布使得这种风化壳普遍呈碳酸盐性。石膏累积也很常见，与历史地质条件和某些水热特点（如显著的对比性）有关。
- 黄土化：广泛地区岩石风化产物的细粒部分具有高度黄土化、淡黄色、粉砂性、微团聚性和碳酸盐性。
- 土壤分类与类型：本书提出了一套复杂的灰钙土带土壤分类方案，包括8个土类、31个亚类和64个以上土种。这比之前的分类有了显著进步，认识到灰钙土带土壤覆盖结构的复杂性。
- 龟裂土（Cracked
Soils）：一种非常特殊的荒漠土壤-地质形成物，其剖面形成是长期且需要多次重复的过程。特点是表面有坚硬的龟裂结皮，腐殖质含量低，碳酸盐含量高。
- 石膏灰钙土（Gypsic
Grey-Calsic Soils）：剖面中石膏层显著，其成因被认为是沉积物中硫化物在硫酸菌作用下氧化形成。
- 克尔灰钙土（Khor
Grey-Calsic Soils）：一种特殊的灰钙土类型，剖面中部具有较高的粘化度和黄土化程度。
- 北方灰钙土（Northern
Grey-Calsic Soils）：腐殖质剖面呈基部较窄的短锥形，含量和厚度均小于典型灰钙土。
- 典型灰钙土（Typical
Grey-Calsic Soils）：分布在灰钙土带中部主要地区，腐殖质含量较高，碳酸盐淀积层形态上明显。作者根据剖面构造分为淡典型、普通典型和暗典型灰钙土。
- 盐化灰钙土（Salinized
Grey-Calsic Soils）：受地下水影响或与含盐母质相关。盐分累积明显，氯化物和易移动的硫酸盐相对含量较高。
- 碱化灰钙土（Alkalized
Grey-Calsic Soils）：本书明确指出在灰钙土带未垦土壤中存在碱化现象，并认为其分布是普遍且有规律的。形态上表现为紧实的棕色或巧克力色碱化层。
- 潜育灰钙土（Gleyed
Grey-Calsic Soils）：主要分布在地下水接近地表的山麓平原，或受地下浸润水流影响的地区。腐殖质层较深或暗，有潜育化特征。
- 灰钙土型草甸土（Meadow
Grey-Calsic Soils）：形成于河谷平地、三角洲及山麓坡地，受高湿润度影响。腐殖质含量高，有厌氧还原过程特征。
- 老灌溉灰钙土（Old
Irrigated Grey-Calsic Soils）：古老绿洲的典型土壤，长期灌溉和耕作导致其剖面结构独特，分层不明显，腐殖质分布均匀。
- 发生和演化：
- 土壤形成循环：作者提出“小循环”、“大循环”和“地质循环”的概念。
- 小循环：指在特定土壤-植物系统内，因昼夜、季节、年度及多年变化而引起的土壤变化，最终形成现代灰钙土。其主要阶段包括春季生物活动旺盛（腐殖质累积、生物孔隙形成、化学风化），夏季干旱（矿化作用加强，盐分上升），以及冬季低温（生物活动停止，土体反团聚化）。
- 大循环：涉及古河流谷地、老阶地、山前地区等不同地貌单元的土壤演化，例如土加依土壤向龟裂土或原始灰钙土的演化。
- 地质循环：从宏观角度追溯灰钙土的演化历史，认为灰钙土是地球上最古老的土壤类型之一。中亚地区曾经历从热带/亚热带森林到温暖草原，再到荒漠草原和荒漠的演变。这修正了威廉斯关于冰沼-森林-草原-荒漠的演化模式，更适应冰川以外的地区。
- 准灰钙土阶段：在典型灰钙土形成之前，经历了原始、冲积性-草甸、撒司-草甸、龟裂土型、盐化-盐土型、湿润淋溶等六个“准灰钙土”阶段。
- 主要生产特性与农业意义：
- 历史悠久：中亚灰钙土带是世界上最古老的农业起源地之一，许多作物（如谷物、棉花、果树）在此起源或栽培。
- 高肥力潜力：灰钙土拥有特别大量的太阳能和丰富的植物营养元素。氮含量相对较低，但磷、钙、镁、钾等元素含量高，能保证旱作条件下较高的谷物产量。灌溉条件下，产量可达到非常高的水平（如籽棉70-80公担/公顷，甜菜1200-1500公担/公顷）。
- 农业技术要求：灰钙土技术方面要求特殊，例如旱作时需充分利用秋冬-春季降水，灌溉时需创造稳定的微团聚体和疏松的耕作层。其结皮能力强，水分上升力高，易引起次生盐渍化。
- 社会主义建设：苏联时期，通过大规模灌溉、棉花育种、农业技术改善和机械化、草田轮作制等措施，灰钙土带的农业生产力得到了全面提升和合理利用。
批判性思考：
作者在书中也指出了现有概念和研究中的一些模糊和不足之处。例如，灰钙土在地球上的分布概念尚不明确。在讨论一些土壤分类时，作者也坦承存在逻辑上的矛盾或解释不尽如人意的地方。关于某些土壤特征的成因，例如一些灰钙土变种的酸性，作者认为还需要更深入的研究。对黄土状母质中粘化作用和有机质矿化作用的具体机制，仍有进一步探索的空间。
总结：
《中亚细亚灰钙土》是一部对灰钙土进行全面、深入研究的著作。它不仅系统地总结了灰钙土带的自然地理条件、土壤特征及其风化、形成与演化过程，更重要的是，它挑战了以往对灰钙土“简单”和“不活跃”的认知。作者通过提出“小循环”和“大循环”的土壤形成理论，揭示了灰钙土形成过程的复杂性、动态性和古老性。本书强调了灰钙土作为一种独特且重要的土壤类型，其潜在的生产力以及在社会主义建设中合理利用土地资源的巨大意义。尽管书中某些方面有待进一步完善，但其对灰钙土这一特定土壤类型的深度剖析，无疑为土壤科学领域，特别是干旱区土壤研究，奠定了坚实的基础。