三、成土过程

钙积土的成土过程特点是腐殖质积累过程和钙积过程并存。

（一）腐殖质积累过程

钙积土的重要特征之一是它具有暗色表层。这是草本植物生根的习性、有机质贮存能力、草类生长以及腐解循环与地区水分状况独特组合的产物。

草原植物在土体内所含有机质的总量及其在整个剖面上的分布都与森林不同，在森林下土壤腐殖质主要来源是积累于地表的凋落物，凋落物的腐解物通过雨水渗透或土壤动物所进行的机械混合，有机物残体渗入剖面。草原植物根部以上的部分，凋落物分解累积的结果，也产生有机质层。但是草本植物根系与树木根系结构大不相同，草根以密集的须根群大量渗入并均匀分布在整个剖面上，据研究，黑钙土分布的草原区，在剖面上部0—15厘米土层内的根量占1米土层总根量的85％，15—25厘米内的根量占5—6％，25厘米以下的根量则下降到1％，草甸黑钙土0—60厘米土层内的有机质贮量每公顷可达127.5～240吨。随着水分的减少，栗钙土、棕钙土和灰钙土的生物累积量虽然比黑钙土低，但植物的地下部分相当发育，一般可超过地上部分的3—8倍，高者可达30倍。根系主要集中于50厘米以上土层，在20—30厘米以上尤为集中，可占总根量的75％。因此，土壤中的腐殖质积累主要靠草类地下发达的根系和残体的分解。据统计，栗钙土腐殖质层与过渡层中的有机质总贮量每公顷为37.5～127.5吨，棕钙土中为30～60吨，灰钙土为37.5～75吨。

草本植物另一特点是化学组成中含氮量高，一般占干物质重量的0.5～0.8％，最高可达2.2％。草类形成的腐殖质组成一般以胡敏酸占优势，例如黑钙土的腐殖质组成中胡敏酸与富里酸之比约为2.0，胡敏酸的分子量与芳构化程度较大，大部分胡敏酸与土壤矿物质紧密结合，活性胡敏酸量在25％以下。栗钙土中胡敏酸与富里酸之比可大于1.0，只有棕钙土与灰钙土多小于1.0。

草本植物夏季生长繁茂，由于冬季严寒漫长，土壤冻结，春季解冻，地表潮湿，微生物活动微弱，死亡的有机质得不到充分的分解，年复一年腐殖质积累于土壤中，使土壤表层的颜色越来越变黑，形成明显的暗色表层。由于草类有机质含有丰富的盐基，养分在矿化过程中不断归还土壤，使土壤保持较高的盐基饱和度。

钙积土的腐殖质层的厚度和有机质含量在欧亚大陆中、东部由东向西，自北向南明显变薄，变少。表层的颜色也由暗色层向淡色层变化，这与其水分和植被分布的规律基本是一致的。

（二）钙积过程

在半湿润和半干旱条件下，由于降水量不足，降水只能淋洗易溶性的氯、硫、钠、钾等盐类，而钙、镁等盐类只部分淋失，部分残留于土中，而硅、铁、铝等基本上未移动。因此，土壤胶体表面和土壤溶液为钙、镁所饱和，钙积过程十分明显。在雨季，表土层水分溶解有CO2气体及大量生物活动产生的CO2和水分子作用，形成碳酸（H2CO3），碳

中的碳酸钙（CaCO3）和植物残体分解释出的钙作用，形成重碳酸钙[Ca（HCO3）2]，另方面CaCO3在水中溶解，解离成Ca++和碳酸根

离子（OH-）：

氢氧根离子产主碱性反应，pH10左右。空气中的CO2以及土壤生物作用形成的CO2不断补充使碱性降低，促使CaCO3不断溶解形成重碳酸根，在为CO2饱和的土壤微区内（如表土层），土壤溶液可达到微酸性反应，并且在有固体CaCO3存在时，Ca粘粒可能转变成部分的酸粘粒。当重碳酸钙随水分下渗时，由于下层生物活性的降低和因蒸腾作用造成水分减少而使盐类淀积，下渗水分因蒸发作用和蒸腾作用再上升时，很少含有CaCO3，干湿交替作用结果，钙盐逐渐积累在心土层，其深度与水分到达的深度相一致（图4-6-3）。据研究，在美国钙积层出现深度与年平均降水量有关，一般随年平均降水量的增加而增加。在我国从大兴安岭西坡到河套平原也有类似的规律，这个地区从东向西依次分布着黑钙土、栗钙土和棕钙土，相应的年平均降水量分别为400～500毫米，250～350毫米和150～250毫米，而钙积层出现深度分别为60～70厘米，30～60厘米和15～25厘米（表4-6-2）。

石膏与盐分的累积程度，由黑钙土、栗钙土、灰钙土到棕钙土依次增强，黑钙土中除了部分草甸黑钙土有明显的盐渍化现象外，一般黑钙土无石膏与盐分的累积，栗钙土中的累积亦较弱，只局部地区出现深位石膏与盐分累积。灰钙土在局部地区的剖面底部出现石膏晶族与盐渍化，棕钙土中石膏与盐渍化特征较为明显，在有些剖面上部即见有石膏晶族与中位盐化，碱化作用则甚为普遍。
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