陳根

摘 要：皖北的砂姜土，主要分布于臨泉、渦陽、宿州及泗縣以南，沿淮崗?fù)莸匾员钡暮娱g平原地區(qū)。砂姜土所處河間平原地區(qū)，地表水和地下水流動不暢，加之粘土成分含量高，孔隙較小，蓄水能力弱，通氣透水性差，膨脹收縮性大，耕作不良，干時龜裂，濕時泥濘。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展蒸蒸日上，工程建設(shè)的日益增多，遇到的工程地質(zhì)條件千差萬別，特別是近年來，皖北地區(qū)的工程越來越多，如何合理的利用地層特征，因地制宜的利用淺層砂姜土的工程特性，為工程服務(wù)，節(jié)約資源，了解砂姜土的成因成為擺在面前的一道難題。該文從自然條件及地質(zhì)歷史和物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征來探討砂姜土的成因。

關(guān)鍵詞：砂姜黑土 皖北地區(qū) 碳酸鈣結(jié)核

中圖分類號：S155 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（c）-0047-02

安徽淮北平原的砂姜土，主要分布于臨泉、渦陽、宿州及泗縣以南，沿淮崗?fù)莸匾员钡暮娱g平原地區(qū)。約占地區(qū)總耕地面積的53%。砂姜土所處河間平原地區(qū)，地表水和地下水流動不暢，加之粘土成分含量高，孔隙較小，蓄水能力弱，通氣透水性差，膨脹收縮性大（有人成為膨脹土），耕作不良，干時龜裂，濕時泥濘。

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展蒸蒸日上，工程建設(shè)的日益增多，遇到的工程地質(zhì)條件千差萬別，特別是近年來，皖北地區(qū)的工程越來越多，如何合理的利用地層特征，因地制宜的利用淺層砂姜土的工程特性，為工程服務(wù)，節(jié)約資源，成為擺在面前的一道難題。

1990年出版的《中國土壤》（第二版）中將其作為一個獨(dú)立的土類“砂姜黑土”加以命名。砂姜黑土的母質(zhì)多為老的河流湖相沉積物以及近代河流沉積物等，以石灰性母質(zhì)為主，富含粘粒，粘土礦物以2∶1型蒙脫石類型膨脹性次生礦物為主，在低洼的富含Ca/Mg環(huán)境下粘粒表面被Ca、Mg飽和，從而可能會發(fā)育成具有高度的脹縮和擾動性，旱季容易出現(xiàn)裂縫，具有楔形結(jié)構(gòu)和滑擦面[1]。

1 自然條件及地質(zhì)歷史

皖北地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，全年平均降雨量850～900 mm，平均氣溫14℃～15℃，無霜期207～217天，年均土溫16～18℃，日平均氣溫在0℃以下的天數(shù)一般不到15天。同時，皖北地區(qū)作為古老的河湖沉積平原，地形廣闊平緩，地面坡降1/7 000～1/10 000，雖然地形起伏不大，但是分布著大大小小的很多蝶形洼地。天然河溝不發(fā)育，排水不暢，地面徑流在田間滯留時間長，造成雨季和豐水季節(jié)內(nèi)澇成災(zāi)。

以上諸多原因，加上人工修建的水利施設(shè)不完善，就土壤性質(zhì)而言，有效蓄水能力差，通氣性能差，易澇易旱，另外，此地位于河道中下游，部分地區(qū)屬于泄洪區(qū)，遇到洪水期，一片汪洋。地下水位高，一般埋深在地面下1.5～2.0 m，100～200 mm降雨就容易升到地面，其毛細(xì)管性能較弱，供水能力較小。土層50 cm以上土壤的水分損失很快，而50 cm以下土層的水分向上運(yùn)動及其緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能及時不急上層土蒸發(fā)而短缺的水量，容易干旱。

從地質(zhì)年代上看，全新世中期，皖北地區(qū)地殼繼續(xù)下沉，在淮北平原上普遍堆積了一層青黃雜色、棕黃色粉質(zhì)粘土和粉砂、粉土。富含游離的碳酸鈣，由于沉積時間長，在漫長的成土過程中，經(jīng)過季節(jié)性積水時期，碳酸鈣已被淋洗到地層，加上地下水位的影響，即在此種老沖擊母質(zhì)上發(fā)育成砂姜土。

根據(jù)劉良梧對蒙城縣砂姜的年齡進(jìn)行的研究，0.76～1.06 m深處的砂姜形成于全新世（Q4），距今約6 892年；1.06～1.55 m深處的砂姜和2.6 m以下的砂姜盤，形成于晚更新世，年齡分布為15 250年和27 851年左右。可見，隨著砂姜的分布越深，地質(zhì)年齡越大?？傻贸龅慕Y(jié)果是，同一剖面黑土層的年齡，其形成晚于剛砂姜，更晚于砂姜盤[2]。

砂姜土的成土年齡比發(fā)育于沿河的黃泛物質(zhì)的黃潮土早的多，是古老的耕作土壤，在公元前132年，距今2147年黃河多淮以前，砂姜土曾遍于淮北平原全境。公元983年、1017年、1079年、1194年黃河多次南泛，自1194年到1855年，其間661年黃河主要奪淮時期。自公元1194年黃河大取南泛以來，至今821年，所以黃泛物質(zhì)可以覆蓋在砂姜土之上。

2 物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

砂姜即石灰結(jié)核，又稱碳酸鈣結(jié)核。砂姜一般在0.7～1.0 m出現(xiàn)，局部洼地0.2～0.3 m即可見，更有甚者直接出露地面。而砂姜盤一般在3.0 m出現(xiàn)[3]。

砂姜土的主要特點(diǎn)是，具有雙層性，可以分為“黑土層”和“砂姜層”。由于天然排水條件較差，積水時間較長，但是積水不深，生長的喜濕性草本植物死后，在積水和濕潤條件下進(jìn)行分解，土壤表層積累部分有機(jī)質(zhì)，待到春季雨水到來前，積水退干，氣溫升高，又進(jìn)行氣性分解，如此，往復(fù)循環(huán)，由于生物累積和積水作用的共同影響，形成了黑土層，層厚一般在0.5～1.0 m，多為灰色或黑色。黑土層的顏色雖然偏黑，但是有機(jī)質(zhì)含量不高，一般在1%左右，超過1.5%的不多，加上粘粒含量高，粘粒含量高達(dá)30%～40%，粉砂的含量比粘粒高，多在40%～50%。粘土礦物以蒙脫石為主，脹縮系數(shù)大，具有一定的“變性”特征，但是變性特征沒有普遍性。

皖北地區(qū)的砂姜土層，剖面比較明顯，從上往下次序一般為：耕土層-梨底層-殘留黑土層-脫潛砂姜層-砂姜層。黑土層棱柱狀結(jié)構(gòu)發(fā)育明顯，結(jié)構(gòu)面上有膠膜。這種膠膜，不是粘粒膠膜，而是在干濕交替條件下，結(jié)構(gòu)面相互擠壓錯動，形成光滑而密實(shí)的結(jié)構(gòu)面。這種結(jié)構(gòu)既不利于保水，也不利于抗旱（干旱時毛管水被切斷），還會影響作物根系生長。耕土層經(jīng)過冰凍后會形成有棱角的碎粒狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)，并非團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，水穩(wěn)性不強(qiáng)。

砂姜土按其形態(tài)可分為面砂姜（未硬化的砂姜）、剛砂姜（硬化的砂姜）和砂姜盤（硬結(jié)成盤的砂姜）。面砂姜和剛砂姜一般在剖面的0.6～0.7 m深處出現(xiàn)，剛砂姜存在面廣，而面砂姜只在局部低洼的地段和靠近古河道的地方存在。剛砂姜一般隨著深度加深而增大增多。

3 結(jié)語

（1）砂姜是在生物作用下產(chǎn)生的二氧化碳加大了土壤上層碳酸鈣的溶解度，使之成為水溶性的碳酸鈣向下淋溶，但地下水排泄不暢，水位較高，淋漓不深；旱季，重碳酸鈣又變成碳酸鈣，在土層局部積累起來而形成。

（2）砂姜土剖面比較明顯，從上往下次序一般為：耕土層-梨底層-殘留黑土層-脫潛砂姜層-砂姜層。

（3）砂姜土具有雙層性，可以分為“黑土層”和“砂姜層”。

（4）砂姜土按其形態(tài)可分為面砂姜、剛砂姜和砂姜盤。

參考文獻(xiàn)

[1] 李德成，張甘霖，龔子同.我國砂姜黑土土種的系統(tǒng)分類歸屬研究[J].土壤，2011，43（4）：623-629.

[2] 張俊民，過興度.蒙城縣砂姜黑土基本特征的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1988（1）：54-60.

[3] 蘇亞.砂姜黑土成因與綜合治理的途徑[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1984（3）：60-65.