“膚色”各異的土壤蘊藏着地球生命的密碼，有的帶有遠古氣息，有的則映襯着人類活動的蛛絲馬迹。2009-2019年，土壤研究者們在全國各地選取了近6000個樣點，進行典型土壤剖面調查。他們取回一抔抔土，并于近日繪成了我國第一幅高精度土壤顔色地圖，以論文形式發表于國際著名土壤學期刊《國際土壤科學》。

值得一提的是，地圖中，四川盆地大部分被“紫色”土壤覆蓋。

25cm深度土壤孟塞爾顔色（潤态）分布圖

曆時10年掌握土壤身份“密碼”

中國古人對土壤的認知與探索，從顔色中可見一斑。《尚書·禹貢》将中原大地的九州土壤分為黃壤、白壤、黑墳、白墳、赤植墳和青黎等。這或許是我國最早的土壤圖騰崇拜。

“土壤顔色可以直觀表征土壤屬性、土壤肥力，哪裡的土壤有什麼屬性，酸堿度如何、有機質多少等等，都可以用數據圖展示。”論文的通訊作者、土壤與農業可持續發展國家重點實驗室主任張甘霖研究員說，曆時10年，土壤研究者們在我國31個省市區，共調查了近6000個典型土壤剖面，建立了4420個土系，最終建立了我國土壤系統分類基層分類單元土系及土系數據庫，為我國數字土壤建設提供了重要支撐。

十年間采集的土壤大數據，終于在2020年迎來“出彩”的高光時刻。此次發表的高精度土壤顔色地圖，從十年間采集的土壤剖面的孟塞爾顔色數據中，選取了大約4600個土壤剖面，進行數字制圖。“這些土壤剖面取土點最高在西藏海拔約5700米的高山上，最低在接近海平面的沿海地區。”論文的第一作者劉峰說。

25cm深度土壤顔色（潤态）局部細節圖：成都區域

四川盆地大部分被“紫色”土壤覆蓋

四川盆地大部分被“紫色”土壤覆蓋，這裡的土壤母質為中生代的砂岩或頁岩，所以預測為暗紅色；在貴州和廣西以石灰岩為主的地區，可看到較淺的顔色。

西北的沙漠、荒漠和戈壁區域，土壤顔色以白色和灰色為主，“這些區域植被稀疏或完全處于荒漠戈壁環境，土壤有機質含量低，遊離碳酸鹽或鹽分含量高。”劉峰說。

中部的黃土高原，土壤顔色主要是黃色；東北和青藏高原東部等的較濕潤的高寒地區，植被條件好，植物根系殘體和凋落物日積月累，土壤有機質不易礦化而含量較高，土壤顔色較暗較黑。

江西、湖南和雲南一些區域顔色最紅。“這些地區土壤的母質經曆較為快速的風化和淋溶後，土壤相對富含氧化鐵鋁，所以呈現紅色。”劉峰解釋。

東部地區的長江、淮河和黃河的下遊以及鄱陽湖周圍土壤呈淡褐色，趨于灰青色，“因為這些區域地形低窪，排水不暢，母質多為河湖相沉積物。”劉峰說。

同時，顔色地圖也刻畫出土壤顔色變異的空間細節，如成都區域，就顯示出土壤顔色随着地形地貌部位的不同而變異。在25厘米深度處，成都地區西北部的山區呈褐色，東南側的四川盆地地區則呈紅色。

5cm（左列）和50cm（右列）深度土壤顔色（潤态）孟塞爾色調、明度和彩度分布圖

氣候、母質和地形是土壤顔色的“推手”

顔色各異的土壤分布，究竟是什麼力量塑造的？劉峰解釋，太陽輻射決定了土壤所處的溫度帶，高原的太陽輻射強，晝夜溫差大，岩石物理風化較強，使土壤顔色多變，風化層厚度意味着土壤受侵蝕或沉積的環境、地表物質分布、水和熱儲存的情況。

此外，土壤顔色與土壤礦物質有關。例如，針鐵礦呈黃色或深棕色，赤鐵礦呈紅色，鐵水合物呈暗紅色，托棱石呈黑色，方解石呈白色，石膏呈淺棕色，石英呈淺灰色。

在此次研究中，研究團隊發現總體上土壤顔色随深度增加而變淺。“一個重要原因是植物凋亡融入土壤形成有機質，在土壤上部30厘米左右累積較多，所以顔色較深，越往下有機質含量往往急劇降低，顔色較淺。”

“土壤顔色背後隐藏的是土壤功能，例如土壤肥力如何，這幅高精度土壤顔色地圖，提供了我國第一個标準一緻、詳細的土壤顔色視圖，是土壤肥力質量評價與空間管理的關鍵參數。”張甘霖說，土壤顔色地圖還可為法庭土壤物證溯源提供支撐，例如從鞋上粘的泥土顔色、泥土中的有機質，可以大緻分析泥土來自那個區域，從而判斷相關對象是否去過某個區域。

來源：科技日報

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