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项目名称
- 平顶山学院博士基金"基于平顶山市的河南省低山丘陵区土壤养分研究"(PXY-BSQD-2014008);平顶山学院国家级项目培育基金项目"东北黑土区典型小流域黑土层与下伏土层空间组合规律研究"(PXY-PYJJ-2018004)
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第一作者简介
- 赵玉明(1983-), 男, 博士, 讲师。主要研究方向:水土保持。E-mail:zhaoyuming02@126.com
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文章历史
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收稿日期:2019-04-01
修回日期:2020-02-08
土壤类型是东北典型黑土区界定的重要依据之一,但不同学者对东北典型黑土区的土类界定并不一致。在典型黑土区界定的早期,中华人民共和国水利部松辽水利委员会(简称“松辽委”)学者于丹主要围绕黑土土类进行划定,但对主要土类进行界定时,则包含了黑土、黑钙土、草甸黑土(即草甸土)3大土类[1];随着认识的深化,主围绕黑土和黑钙土土类划定典型黑土区则逐渐成为共识,如:松辽委2004年对东北典型黑土区的研究报告中,东北典型黑土区的土类划定和界定依据均为黑土和黑钙土[2];而北京师范大学刘宝元则围绕黑土和黑钙土划定东北典型黑土区,但进行土类界定时,指出其为黑土、黑钙土和草甸土集中连片的分布区[3]。
由上述描述可知,东北典型黑土区的土类划定和界定依据常存在不一致的情况。为了弄清二者不一致的原因,需对东北典型黑土区的勾绘底图,黑土、黑钙土和草甸土的面积和空间分布进行探讨。
目前东北典型黑土区的勾绘底图主要有2套。第一套底图以第二次全国土壤普查为基础形成的黑、吉、辽、内蒙古等省(自治区)的中小比例尺的土壤类型图,特别是黑、吉2省20世纪80年代农业区划的中小比例尺土壤图,松辽委学者于丹界定的松嫩东部典型黑土区就以此为底图[4]。第二套底图则是由中国科学院南京土壤研究所(简称“南土所”)的专家和学者根据各省、市、自治区编制的省级土壤图、相同比例尺的地形图和卫片,并广泛参考各省土壤志,有关的地质图、森林分布图、土地利用现状图以及过去的土壤调查资料,绘制的数字化土壤图。其中,以1 :100万数字化土壤类型图最为详细,是其典型代表。松辽委2004年对东北典型黑土区的研究报告[2]和北京师范大学对东北典型黑土区的研究[3]均以其为底图。在上述2套底图中,黑土、黑钙土、草甸土的面积存在一定的变化,但其核心分布区的范围没有发生变化,因此,理论上采用任何一套底图对东北典型黑土区的土壤类型进行界定分析都没有问题,但第二次全国土壤普查结束于1985年,到目前已有30多年,数据已比较老旧;而全国1 :100万数字化土壤类型图则绘制于2004年左右,数据较新,因此,采用全国1 :100数字化土壤类型图更加合理。
在此情况下,笔者以全国1 :100万数字化土壤类型图为底图,通过深入探讨黑土、黑钙土和草甸土在东北地区的面积和空间分布规律,来分析东北典型黑土区的土类界定依据。
1 研究方法以南土所提供的全国1 :100万数字化土壤类型图为基础,利用ArcMap10.3软件中的“合并”功能,对黑土(代号161)、草甸黑土(代号162)、白浆化黑土(代号163)和表潜黑土(代号164)等4大黑土亚类进行合并,得到完整的黑土土类,将其粘贴到新的文件中并保存为“东北地区黑土分布图”,再叠加2008版“东北地区省界图”和“东北地区县界图”,形成“东北地区黑土政区分布图”(图 1);利用面积统计功能,得到黑土总面积及不同省份的面积;利用政区统计功能,获得黑土的县市分布情况。同理,得到“东北地区黑钙土政区分布图(图 2)”和“东北地区草甸土政区分布图(图 3)”。
需要指出的是,不同年份的数字化政区图的国界与数字化土壤图的均不完全重合,用其剪切土壤图形成的区域是二者的共有区域,因此该区域既小于政区图的范围,也小于土壤图的范围,且不同年份剪切出来的区域不完全一致,为了消除这种误差,国界线建议统一采用土壤图的国界。
2 东北地区黑土的面积及空间分布规律根据黑土政区分布图(图 1)及其面积统计表(表 1),东北地区黑土总面积6万434.78 km2,其中,黑龙江、吉林、内蒙古和辽宁4省(自治区)的面积分别为4万177.01 km2、1万457.60 km2、9 719.87 km2和80.31 km2,分别占总面积的66.48%、17.30%、16.08%和0.13%,前3者合占99.87%,为黑土分布的主要省份(自治区)。政区分布上,集中分布在黑龙江省的12市7区30县、吉林省的5市3区6县、内蒙古自治区的1市1县5旗、辽宁省的1县,4省(自治区)合计共71县(市、区、旗)(表 2)。
在政区分布图中,黑土具有集中连片分布特征,主要分布在2个片区:
一是松嫩平原东部和北部,小兴安岭和张广才岭西侧的漫岗丘陵地区(图 1西部),地形上主要为漫川漫岗和低丘台地,统计面积5万1 807.20 km2,约占东北地区黑土的85.72%左右,是黑土的主要分布区。对于这一分布区,于丹等[1]、王玉玺等[5]和解远杰等[6]曾界定其在黑龙江和吉林的范围;《中国土壤》[7]虽界定其在东北4省(自治区)的范围,但东界、西界、北界都不具体;崔海山等[8]2003年对上述成果进行归纳,指出:“黑土主要分布在东北松嫩平原东部及北部的山前台地及其蔓延地带,其主体呈弧形自北向南分布于E 122°24′~128°21′,N 43°20′~49°40′之间。在纬向上北起黑龙江省的嫩江、龙镇,南至辽宁省的昌图,沿滨北及滨长铁路两侧连结成一条完整的黑土地带;在经向上西到内蒙古的布特哈旗(扎兰屯市),东达黑龙江省铁力市和宾县。”政区分布图中,它分布在黑龙江省的10市3区17县,吉林省的5市3区6县,内蒙古自治区的1市3旗,辽宁市的1县,合计4省(自治区)的49县(市、区、旗)(表 2)。
二是位于黑龙江省东北部的三江平原地区(图 1东部),面积约7 075.73 km2,约占东北地区黑土的11.71%左右,为次要分布区。其主体沿着松花江下游两岸分布,但主要集中在南岸,分布范围在E 129°29′~132°50′,N 45°37′ ~ 47°55′之间。在政区分布图上,集中分布于黑龙江省2市4区10县(表 2)。相对于主要分布区,次要分布区所占面积明显较小,空间上也较分散。
此外,还有2.57%的黑土则分布于内蒙古自治区的突泉县、科尔沁右翼前旗、扎赉特旗、鄂伦春自治旗西部、黑龙江省三江平原的东部(同江县东北部和抚远县西部)和西部(通河县西南部和延寿县中部以及方正县北部)等地,且分布更为分散(表 2)。
综上所述,黑土具有集中分布特点,能够划出明显的集中分布区,因此,适宜作为东北典型黑土区的土类划定依据。
3 东北地区黑钙土的面积及空间分布规律根据黑钙土政区分布图(图 2)及其面积统计表(表 1),东北地区黑钙土面积9万2 680.32 km2,黑龙江、吉林、内蒙古和辽宁的面积分别是2万738.53 km2、2万4 249.66 km2、4万7 684.17 km2和7.96 km2,分别占22.38%、26.16%、51.45%和0.01%,前3者合占99.99%,为黑钙土的主要分布省份(自治区)。政区分布上,集中分布在黑龙江省的6市3区17县,吉林省的7市1区7县1旗,内蒙古自治区的6市1区2县14旗,辽宁省的1县,4省合计共66县(市、区、旗)(表 2)。
政区分布图中,黑钙土在东北地区同样以集中连片分布为特征,主要分布在2个片区:
一是位于松嫩平原中西部(图 2),似菱形,面积4万5 368.20 km2,约占东北地区黑钙土的48.95%,分布范围在,E 122°5′~126°59′,N 42°27′~43°21′之间,其北界和东界分别与黑土主要分布区相连,南界为松辽分水岭,西侧直至大兴安岭东侧山地边缘[7],含黑龙江省的6市3区17县,吉林省的7市1区7县1旗,内蒙古自治区扎赉特旗、科尔沁右翼前旗、科尔沁右翼中旗、科尔沁左翼中旗等4旗的东部,辽宁省的1县,4省合计47县(市、区、旗)(表 2)。
二是位于内蒙古自治区的呼伦贝尔市、兴安盟、哲里木盟(通辽市)和赤峰市(图 2)以及吉林省的洮南市,面积4万6 881.22 km2,约占东北地区黑钙土的50.58%,其主要沿着经线方向延伸,南北长,东西窄,分布范围在E 116°55′~123°19′,N 42°27′~51°33′之间,其中以呼伦贝尔市和兴安盟最为集中,含内蒙古和吉林的24县(市、区、旗),其中,内蒙古自治区6市1区2县14旗,吉林省1市(表 2)。
此外,在内蒙古自治区的额尔古纳市等还有零星分布(表 2)。
综上所述,黑钙土具有集中分布特点,能够划出明显的集中分布区,因此,适宜作为东北典型黑土区的土类划定依据。
4 东北地区草甸土的面积及空间分布规律根据草甸土政区分布图(图 3)及其面积统计表(表 1),东北地区草甸土总面积22万5 980.75 km2,黑龙江、吉林、内蒙古和辽宁的面积分别为11万6 640.78 km2、4万579.91 km2、4万1 611.95 km2和2万7 148.11 km2,分别占51.62%、17.96%、18.41%和12.01%。政区分布图上,草甸土分布极广,除内蒙古自治区东南部和辽宁省西南部的20个县(市、区、旗)没有分布外(表 3),东北地区的其余200个县(市、区、旗)均有分布,其中,黑龙江省的79县(市、区)和吉林省的48县(市、区、旗)均有分布,内蒙古自治区35县(市、区、旗)中27个有分布,辽宁省58县(市、区、旗)中46个有分布。
由分布图可知,草甸土主要沿河谷低地呈线条状延伸,几乎在东北地区的所有河谷低地都有分布,在松嫩平原、三江平原和辽河平原等地虽也具有一定的集中分布态势,但集中程度不高。总体而言,草甸土分布趋势相对比较分散,不像黑土、黑钙土可划分出明显的片区,因此,不适宜将其作为东北典型黑土区的土类划定依据,但其在东北典型黑土区中所占比例较高,一些学者在界定土类时,也常将其作为东北典型黑土区的界定土类。
5 讨论松辽委于丹等[1]描述的东北黑土区,主要指松嫩平原东部和北部黑土集中连片分布的区域,包含黑龙江、吉林2省的32个县(市、区)。在本研究中,这一片区包含了黑龙江、吉林2省的34个县(市、区)(其中,黑龙江省10市3区17县,吉林省5市3区6县),较于丹等的描述多了2个县(市)。考虑到二者采用的勾画底图形成年代不同,精度也不一致,可能会出现黑土分布区的外缘存在不一致的情况,从而导致部分边缘县(市、区)在农业区划的土壤图中不存在黑土,而在全国1:100万数字化土壤图中存在黑土的情况,因此,本研究的统计与于丹先生的描述基本一致。
黑龙江省水土保持科学研究所王玉玺等描述的东北黑土区,主要指松嫩平原上以黑土和黑钙土为主的典型黑土区,包含黑龙江、吉林2省的49个县(市、区)(其中,黑龙江省33个市县,吉林省16个市县)[5];解运杰等指出,该区域中存在黑土或黑钙土的县(市、区)共45个[6]。本研究中,这一片区包含了黑龙江、吉林2省的44县(市、区)(其中,黑龙江省的10市3区17县,吉林省的5市3区6县),较解运杰等的描述少了1个县(市、区)。由于王玉玺等和解运杰等勾画所用的底图同样为20世纪80年代农业区划的中小比例尺土壤图,因此,其存在的问题与于丹等的相一致,应该为不同年代土壤图中黑钙土的外缘分布不一致所致,因此,可以认为本研究的统计与王玉玺等和解运杰等的描述基本一致。
王礼先等[2]根据松辽委2004年的研究报告指出,在全国土壤类型图上统计得出东北地区土壤类型为黑土的区域面积为6万343 km2,为黑钙土的区域面积为9万2 407 km2。本研究中,东北地区黑土土类面积6万434.78 km2,黑钙土土类面积9万2 680.32 km2,本研究统计得到的黑土和黑钙土土类面积均大于松辽委2004年的统计数据。分析其原因,黑土土类面积数据非常形似,可能是疏忽所致;黑钙土面积则是由于松辽委在统计时采用2004版的全国数字化政区图裁剪土壤图后,裁剪后的面积为二者的共同区域。由于政区图和土壤图的国界线不一致,导致土壤图中部分黑钙土分布区被裁减掉,从而形成273.32 km2统计误差。
笔者中以黑土、黑钙土为主,可分别形成松嫩平原东部以黑土为主的典型黑土区、松嫩平原西部以黑钙土为主的典型黑土区、内蒙古自治区以呼伦贝尔盟为中心的以黑钙土为主的典型黑土区、黑龙江省以三江平原为中心的以黑土为主的典型黑土区4大片区,与北京师范大学刘宝元对东北典型黑土区的片区划分基本一致。
6 结论1) 东北地区黑土总面积6万434.78 km2,分布于黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁4省(自治区)的71县(市、区、旗),黑土的主体集中分布在松嫩平原东部、北部的漫岗丘陵区和三江平原2大片区,面积分别为5万1 807.20 km2和7 075.73 km2,分别占黑土总面积的85.72%和11.71%,因此,其适宜作为东北典型黑土区的界定土类。
2) 东北地区黑钙土总面积9万2 680.32 km2,分布于黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁4省(自治区)的66县(市、区、旗),黑钙土的主体集中分布在松嫩平原区和以内蒙古自治区以呼伦贝尔盟为主的东四盟市2大片区,面积分别为4万5 368.20 km2和4万6 881.22 km2,分别占黑钙土总面积的48.95%和50.58%,因此,其同样适宜作为东北典型黑土区的界定土类。
3) 东北地区草甸土总面积22万5 980.75 km2,分布于黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁4省(自治区)的200县(市、区、旗),草甸土不具有集中分布特点,其几乎呈线条状遍布东北地区的所有河谷低地,因此,其不适宜作为东北典型黑土区的界定土类。
4) 东北地区黑土、黑钙土和草甸土3大土类在东北地区的总面积为37万9 095.85 km2,其中,黑土和黑钙土分别占3大土类总面积的15.94%和24.45%,二者合计也不足50%,所占比例相对较小;草甸土占3大土类总面积的59.61%,占了绝对优势。在东北典型黑土区的4大片区中,草甸土所占比例同样较高,但东北典型黑土区主要依据黑土、黑钙土进行划定,为了保持土类划定和界定依据的一致性,减少读者困惑,不建议将草甸土作为其界定依据。
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