沼泽土(bog soil) 地表长期积水、生长喜湿性植被条件下形成的土壤。分布在排水不畅的平原洼地,湖沼边缘、江河滞洪洼地以及山间沟谷,以中国东北的三江平原、川西北高原的若尔盖地区分布面积较大。土体上部含大量有机质或泥炭,下部为潜育层,中间有的具锈色过渡层,是有机质积累及还原作用强烈的土壤。母质主要为河湖沉积物,质地较黏,温暖季节植被生长繁茂,冬季寒冷,有机质分解程度低,表层为黑色的腐泥层或泥炭,有机质含量高达10%-25%,C/N比14- 20;潜育层呈青灰色或蓝色,还原性物质总量为10 cmol/kg,Eh在250 mV以下。土壤多呈微酸性至中性反应,干旱区为碱性。重点改良措施是排除积水,加速土壤有机质分解。
分布
沼泽土大都分布在低洼地区,具有季节性或长年的停滞性积水,地下水位都在lm以上,并具有沼生植物的生长和有机质的嫌气分解而形成
潜育化过程的生物化学过程。停滞性的高地下水位,一般是由于地势低平而滞水,但也有是由于
永冻层渍水,或森林采伐后林水蒸发减少而滞水者。沼生植被一般分布的是低地的低位
沼泽植被,如芦苇、
菖蒲、
沼柳、莎芦等,但在湿润地区也有高位沼泽植被,其代表为
水藓、
灰藓等藓类植被。
形成过程
沼泽土的形成称为沼泽化过程。它包括了潜育化过程、腐泥化过程或泥炭化过程。泥炭土则三个过程都有:
潜育化过程
由于
地下水位高,甚至地面积水,使土壤长期
渍水,首先可以使土壤结构破坏,土粒分散。同时,由于积水,土壤缺乏氧气。
土壤氧化还原电位下降.加上有机质在燃气分解下产生大量还原性物质如H2、H2S、CH4和有机酸等。更促使
氧化还原电位降低,Eh一般小于250mV,甚至降至负数。这样的生物化学作用即引起强烈的还原作用,土壤中的高价铁锰被还原成亚铁和亚锰。结果是:
(1)铁锰
氧化物由不溶态变成可溶态的亚铁和亚猛,发生离铁作用,它们能随水,特别是随流动的地下水而淋失,使土壤或浅灰或灰白色。
(2)亚铁或亚锰如不流失者,其亚锰为无色,亚铁为绿色。它们可使土壤呈青灰色或灰绿色。同时在沼泽土中还会形成
蓝铁矿[Fe3(PO4)2·8H2O]及
菱铁矿(FeCO3),这些亚铁化合物都是无色的,在季节性旱季,土层上部可能变干而出现氧化状态,这些亚铁化合物氧化后,前者呈蓝色。后者呈棕色。从而使土壤呈青灰色或灰蓝色,有时还有黄棕色锈纹。
上述的潜育化过程,其结果是形成土壤分散,具有青灰色或灰蓝色,甚至成灰白色的潜育层。不论沼泽土或泥炭土约有这一过程而产生的潜育化层次。
泥炭化或腐泥化过程
沼泽土或泥炭土由于水分多,
湿生植物生长旺盛,秋冬死亡后,有机残体残留在土壤中,翌年春季或夏季,由于低洼积水,土壤处于嫌气状态。有机质主要呈嫌气分解,形成腐殖质或半分解的有机质,有的甚至不分解,这样年复一年的积累。如果伴随有地壳下沉,不同分解程度的有机质层逐年加厚,这样积累的有机物质、称为
泥炭(peat)或
草炭(twit)。
但在季节性积水时,土壤有一定时期(如春夏之交)嫌气条件减弱,有机残体分解较强,这样不形成泥炭,而是形成腐殖质及细的半分解有机质,与水分散的淤泥一起成腐泥。
泥炭形成过程中,植被会发生演替。一般泥炭形成时,由于有机质矿质化作用弱,释放出速效养分较少,如果沼泽地缺乏周围养分来源补充时,下一代沼泽植物生长越来越差,甚至不能生存,在寒冷地区,则最后被需要养分少的水藓或灰藓等藓类植物所代替,这样使原来由灰分元素含量较高的草本植物组成的富营养型泥炭,逐渐为灰分元素含量低的藓类泥炭所覆盖。这就形成了性质不同的三类泥炭,前者称为低位泥炭(LowmoorFenpeat),也称为营养丰富泥炭(Eutrophicmoor);后者称为高位泥炭(Highmoor,Peatmoor)也称营养贫乏泥炭(Oligotrophicmoor),水藓泥炭;两者之间以森林植物茎秆落叶为主体,混有草类和藓类而形成为中位泥炭(Intermediatemoorpeat)或称营养中等泥炭(Messtrophlcmoor)、森林泥炭(Carr,Forestpeat)。 沼泽土的形成总的来说是土壤水分过多造成的,但土壤水分过多而引起沼泽化也是由多种原因造成的。主要有草甸沼泽化、森林迹地沼泽化、冻结沼泽化和潴水沼泽化。
脱沼泽过程
沼泽土在自然条件和人为作用下,可发生脱沼泽过程。如由于
新构造运动,地壳上升;河谷下切,河流改道;沼泽的自然淤积和排水开发利用等,使沼泽变干而产生脱沼泽过程。
在脱沼泽过程中,横着地面积水消失,地下水位降低,
土壤通气状况改善,氧化作用增强。土壤有机质分解和氧化加速。使潜在肥力得以发挥。土壤颜色由青灰转为灰黄,这样沼泽土也可演化为
草甸土。
诊断特征
沼泽土的
剖面形态一般分二或三个层次,即泥炭层和潜育层(H-G),或腐殖质层(腐泥层)和潜育层(Hh-G),或泥炭层、腐殖质层和潜育层(H-Hh-G)。
泥炭层(H)
位于沼泽土上部,也有成厚度不等的埋藏民存在;泥炭层厚度10余厘米至数米,但超过50cm时即为泥炭土。泥炭层有如下特性:(1)泥炭常由半分解或未分解的有机残体组成,其中有的还保持着根、
茎、叶等原形。颜色从未分解的黄棕色,到半分解的棕褐色甚至黑色。泥炭的容重小,仅0.2~0.4。
(2)泥炭中有机质含量多在500~870g/kg,其中腐殖酸含量可达300~500g/kg,全氮量高,可达10~25g/kg,全磷量变化大,为0.5~5.5g/kg;全钾量比较低,多在3~10g/kg之间。
(3)泥炭的吸持力强,
阳离子交换量可达80~150cmoL(+)/kg,吸氨力可达1%。持水力也很强,其最大吸持的水量可达300%~1000%,
水藓高位泥炭则更多。
(4)泥炭一般为微酸性至酸性。高位泥炭酸性强,低位泥炭为微酸性乃至中性。各地的泥炭性质,差异较大,主要决定于形成泥炭的植物种类和所在的气候条件和地形特点。
腐泥层(Hh)
即在低位泥炭阶段就与地表带来的细土粒进行充分混合,而于每年的枯水期进行腐解,因而成为进行了一定分解的,含有一定
胡敏酸物质的黑色腐泥。一般厚度在20~50cm。
潜育层(G)
位于沼泽土下部,呈青灰色、灰绿色或灰白色,有时有灰黄色铁锈斑块。
土壤分散无结构,土壤质地不一,常为粉沙质壤土,有的偏粘。
土壤有机质及养分含量极低,
阳离子交换量也远较泥炭层为低,常常在20cmol(+)/kg以下。土壤pH则较高,约6~7。
亚类划分
沼泽土可分为沼泽土、草甸沼泽土、腐泥沼泽土、盐化沼泽土和泥炭沼泽土等五个亚类。
泥炭土可分为低为泥炭土,中位泥炭土和高位泥炭土等3个亚类。
利用与改良
沼泽土及泥炭土的资源利用
泥炭是这两类土壤上有价值的自然资源据调查,中国泥炭的埋藏量约270亿t,以
黑龙江省最多,其次为四川西北等、吉林及
辽宁等省。泥炭的用途很广,主要有:
1.用作肥料:泥炭含大量有机质及氮素,可作肥料,特别是低位泥炭,养分含量高,有利于作肥料用。但泥炭作肥料施用前要经过堆腐,以防止一些还原性物质有损作物生长。泥炭的吸收性能强,所含的大量活性腐殖质具有促进植物呼吸,利于根系发育的作用,故可将泥炭凉干粉碎以后,加入氨水制成腐殖酸铵肥料施用。
2.制作营养上:泥炭含大量有机质,疏松多孔,通透性好,保水保肥力又强,故可制作营养土,用于蔬菜、水稻、棉花等育苗,也可制作花卉土。制作营养上以半分解的低位泥炭较好。
3.
饲料添加剂:粉碎的泥炭可用作
猪、
禽等饲料添加剂,有防病作用,如对防治猪痢疾及鸡白痢等有良好的疗效。
4.工业用:分解很差的泥炭,也是
能源,可用作燃料或
发电,还可制作
纤维板。
农牧业生产利用
1.疏干排水:这是利用沼泽土(包括泥炭土)的先决条件,但是在大面积流干之前一定要进行生态环境分析,防止不良的生态后果。
2.小面积的治涝田间工程:如修筑条台田,大垄栽培等,以局部抬高地势,增加田块土壤的排水性,可以取得一定的效果。
3.有些排水稍差的沼泽土,由于有湿生植被,可以作为农场,如
放牧,但要注意牲畜的饮水卫生及烂蹄等。
4.在东北大小兴安岭及长白山林区有部分沼泽土上的
森林,如
落叶松等,由于水分过多而林木生长不良,应采取局部排水改良,增强林木的种子萌发与自然更新。