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土壤详查

对调查区土壤类型及其分布范围具有定性、定量和有较高精度的土壤调查。它要求对调查区深入细致地掌握土壤类型、性状和分布,揭示土壤的有利因素和障碍性因素,进而为改土培肥和合理利用提供科学依据。土壤详查主要用于国营农场和乡、村的农田基本建设规划、土壤(土地)资源评价、土壤(土地)利用规划、科学种田规划等方面,提供土壤调查资料及图件,为实施生产措施提供科学依据。采用的地形底图比例尺为1∶200~1∶2.

对调查区土壤类型及其分布范围具有定性、定量和有较高精度的土壤调查。它要求对调查区深入细致地掌握土壤类型、性状和分布,揭示土壤的有利因素和障碍性因素,进而为改土培肥和合理利用提供科学依据。土壤详查主要用于国营农场和乡、村的农田基本建设规划、土壤(土地)资源评价、土壤(土地)利用规划、科学种田规划等方面,提供土壤调查资料及图件,为实施生产措施提供科学依据。采用的地形底图比例尺为1∶200~1∶2.5万,上图单元可以是土种、变种或复区图斑。土壤详查对成果的精度要求高,用于生产见效快。队伍组成以土化专业人员为主,并有农学,植保等专业人员参加,还要取得当地专业技术人员及有经验农民的配合。最后写出具有详细规划方案和实施意见的调查报告,编制出土地利用现状图、土壤图、农化图、土地质量评级图和土壤利用改良规划图等成果。

土壤详查的方法,经历了以地形图为基础的经典土壤测图和以航片为基础的航判土壤详查等两个发展阶段。国外在20世纪40年代就使用单张像片或像片镶嵌图作为野外土壤调查的基础。50年代苏联开始航空测量方法在土壤调查制图中的应用,侧重于大比例尺制图的研究。美国、英国、荷兰等国家的1∶1万大比例尺的土壤图,全部在航空摄影资料上完成。中国科学院南京土壤研究所于60年代初曾在北方半干旱区、南方红壤丘陵区及新疆等地进行航判土壤详查研究,成功地解决了耕作土壤的判读理论与技术。但中国大面积使用航片进行土壤调查是80年代的全国第二次土壤普查,现已普遍应用。

经典土壤测图

以地形图为底图的土壤测图,是应用内插外查法的原理确定不同制图单元之间的分界点,尔后参照地形图的等高线及地物转换特征等标志的连结,测绘土壤界线。

单一图斑草图的测制

定界技术

在地形变化及土壤分布明显的地区,用目测法就能直接将边界勾绘到工作底图上,并能满足精度要求。但在地形、母质、耕作等状况б较一致的区域,不同土壤种类之间通常处于逐渐过渡状态、边界线不甚明显,地表难以区分,需用内插法来确定边界。具体做法是:先在地形、母质、植被或农业利用上有明显差异的两种土壤上,确定两个主要剖面点,在两点之间挖检查剖面及定界剖面,找出土壤边界。按此内插法寻找出两种土壤的全部边界点。最后,参照地形及其他标志,将若干点连结起来,便构成土壤边界线(图1)。

图1 内插法寻找土壤界线

测点技术

一般采用大平板仪法和方格网测制法。大平板仪测点,能精确测距和定方位,起到补充碎部测量的作用。测量方法可用交会法、放射法或环绕法,而以放射法最常用(图2),因可减少平板仪的搬动。在平原地区,由于地形过于平坦,或者即使有地形图,等高线稀疏,又缺乏明显地物标志,这时就需要采用方格网法测制土壤图。具体做法是:用一定边长的方格打桩布满整个区域,每条方格网边要求能通过各种地形部位与母质类型,籍以掌握土壤的分布规律。在地面布置方格网时,还要在中心位置设置两条互相垂直的十字干线、即主、副基线。然后按规定的方格边长(一般是100~200米),沿十字干线向周围扩展。每个方格的四角桩点,均需标明桩号。方格网建立后即可测制草图。将每一个方格的桩点作为测站,摆设仪器,用放射法测量地物、地貌特征和土壤剖面点,将它们绘在裱糊有方格图的图板上。在测图时,即可以此方格网点图为底图,在野外顺方格边寻找出土壤边界点,并不断转绘在与地面方格相应的方格图纸上。最后,参照地形、植被等标志,将若干边界点相连,便构成土壤草图。

图2 放射法测绘土壤界线(大平板仪测量)

复区图斑的测制技术

复区图斑主要用于盐渍化和沼泽化土壤的地区。因为这些地区即使在大比例尺图上,也往往无法勾绘出单独一种土壤图斑,只能用复区来表示。其具体测制技术是在复区内择其占主要比重的土壤种类2~3种作为组成复区图斑的内容;测定复区中不同土壤种类的面积百分比,其测定方法通常有三种:①选择典型复区,用仪器将区内各种土壤的界线全部测绘下来,再算出复区中各种土壤的百分比。②挑选几条通过调查区的直线,沿线确定复区内不同土壤界线的点位,然后标出各种土壤在复区内各自所跨越的长度,进而算出百分比。③在土壤复区中,选一条最具有代表性的狭长地带,仔细测出各类土壤的界线,并量出各类土壤面积的百分数。复区土壤界线轮廓的确定与一般的测图技术相同;不同之处在于把一个土壤复区作为一个制图单元来考虑。

航判土壤详查

判读原理

土壤发生学及地理景观学原理

主要依据土壤的地理分布规律,包括水平分布规律(纬度地带性、经度地带性)、垂直地带性规律及地域性规律。在同一水平带或垂直带内,由于特殊地形、母质、水文地质和农业利用方式等因素的作用,会出现若干非地带性的土壤类型。

几何学原理

主要依据航片是连续投影成象,地物影象比较逼真,地面上的点、线、面及立体曲线摄影到航片上,大致与地物形态相似。但是,航片成象属于中心投影,距象主点较远位置的几何影象,特别是当地物有高低起伏时,或因飞行倾斜,均会导致地物影像产生不同程度的位移偏差,这些就需要在测图中加以纠正。

光学原理

航片上影象色调的暗淡是各种地物在摄影时反射太阳光强弱程度的反映,由于各种地物(也包括土壤体)自身物质结构性状的差异,对可见光的反射和吸收能力不相同,反映到航片上的影象色调的深浅也有别。据此,就可能将不同地物鉴别出来。

判读标志

根据判读原理,其判读标志的类型大致可以归纳为三类。

由土壤发生学和地理景观学原理所导致的标志

①地理位置:被判读航片所处的地理座标范围。属于哪一个生物气候带,通常便具有相应的地带性土壤类型。如北京附近低山区主要是褐土类型;而南京的丘岗,则为黄棕壤。②相对部位:在同一生物气候带内,不同的地形部位往往出现不同的土壤类型。如谷地平川中整齐田块多数为水稻田,田块不整齐而界限又不明显的多数是旱地潮土;城郊呈整齐栅栏状的田块,主要是菜园土。

由几何学原理所导致的标志

①影象形状:各种地物在航片上均能构成具有一定平面几何形状的影象,河川构成长条带状;农田构成长方格状;残丘构成椭圆状。土体是埋藏在地下的封闭实体,不显示出任何几何形状,但有不少土壤类型的分布常常严格受地形位置的支配。因而,根据影象的形状,也可能间接地推断土壤的类型。②影象大小:不少地物不仅具有一定的形状,而且大小也不一样,将形状和大小结合起来分析,往往可以识别多种地物,进而也可能推断土壤类型。如黄泛平原上的花碱土,多呈形状不规则的小斑块状。③影象的立体形状:在立体镜下能建立起光学立体模型,这就能观察到各种地物的立体几何形状。如硬质岩山体呈现高耸和陡峭;泥质丘岗呈平缓波状起伏。由于立体模型能恢复地物的原形,所以比较容易推断出若干土壤类型。

由光学原理导致的标志

①影象色调指的是影象的光密度或亮度。在黑白象片上,人眼能明确区分的色调为黑、灰黑、暗灰、灰、淡灰、灰白、白等7级。影象暗淡不同,往往反映不同的土壤性状,如有机质含量愈高的土壤,色调愈暗,反之,盐分、石灰、氧化硅等成分愈多的土壤,色调愈浅。②阴影是判读立体地物和地形的一项重要指标。③微阴影指的是地面细微的起伏变化所引起的影象暗淡变异。例如,开始耕作过的地面常呈云层状,而沼泽地呈浓淡交错的墨汁状。④综合标志所导致的形象图型是指由影象色调、形状、大小等标志按不同排列组合所构成的综合标志。例如,分布于冲积—洪积扇上的砂砾质土壤常呈条纹状图型,坡地遭受剧烈侵蚀的土壤呈树枝状图型;高度熟化的菜园呈栅栏状;果园土壤呈棋盘状;山丘间的冲田水稻土呈蚯蚓状。

土壤航判的方式程序

准备工作

搜集调查区的各种自然、农业和社会经济等资料,建立调查组织,做好调查物质装备,都与经典土壤测图相同;只是航判土壤详查还需获取符合要求的航片,并要勾绘作业面积。

野外踏查

主要任务是建立景观—影象特征—土壤三者相关性的典型样区,确定判读标志,挖掘和观测土壤剖面,象片调绘和填写地物名称等内容。

室内预判

根据象片影象转换特征,先确定并勾绘出调查区的景观类型。如山地、丘陵、谷地、森林、旱地、水田,作为推断土类,亚类等高级制图单元图斑的依据。在同一景观类型内部,依据建立典型样区的标志特征,同时结合典型样区已有的自然因素,农业利用以及土壤等资料,应用逻辑推理,大致推测出土属,进而估测土种或变种。

野外校核和土种或变种的详查定界

先针对室内的土属预判结果进行野外校核,对于土种和变种的定界,则要运用经典土壤测图技术,通过详查来完成。若以航片为底图,可以不用仪器,在田间找寻土壤界线,并准确地转绘到航片上。

室内清图与整理总结

经过以上调查过程后,就可以进行室内清图与总结。其主要内容如下:

原始资料的整理

包括土壤标本和野外记录的审查,土壤草图的审查,土壤剖面性态资料的整理,最后确定土壤分类系统等内容。

组织室内分析化验

土壤详查主要是为土地利用规划土壤改良和科学种田服务。因此,分析化验项目应主要选择与土壤肥力性状和障碍性因素有关的内容。

土壤图的转绘与成图

包括土壤草图拼接和界线校正,土壤图的转绘、清图和装饰,以及面积量测等内容(见土壤制图)

编写土壤调查报告

(见土壤调查报告)。