南京科学家绘全国首幅土壤颜色

土壤是地球的皮肤，其“肤色”各异蕴藏着地球生命的密码，暗藏人类活动的蛛丝马迹。日前，中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室张甘霖团队绘制生成了我国第一幅高精度土壤颜色地图——全国土壤颜色三维分布图，该研究成果成为我国土壤肥力质量评价与空间管理的关键参照，并发表于国际著名土壤学期刊《国际土壤科学》上。

“土壤的形成源自地壳表层岩石的风化。”论文的第一作者、中科院南京土壤研究所刘峰副研究员介绍起土壤的前世今生：风化壳的表层就是形成土壤的物质基础——成土母质，成土母质与周围的大气、水、植物环境相互作用，发生一系列的物质和能量交换，才能形成具有肥力特征的土壤。

“土壤颜色可以直观表征土壤肥力、属性，不同颜色的土壤酸碱度、有机质多少等是不一样的。”刘峰表示，由于我国国土面积广大，土壤景观复杂多样，绘制较为精细的全国土壤颜色空间分布图颇具挑战。

白色、灰色、黄色……在张甘霖团队绘制的颜色地图上清晰地揭示了我国土壤颜色的空间格局：西北的沙漠、荒漠土壤颜色主要是白色和灰色；甘肃等中西部地区的土壤颜色主要是黄色；东北和青藏高原东部等地区土壤颜色则较暗黑。

这些颜色各异的土壤，究竟是什么力量塑造的？刘峰解释，土壤里腐殖质含量的多少和矿物质成分的差异，会让土壤呈现不同的颜色。土壤腐殖质由动植物残体演变而成，一般粘附在土粒的表面，它的多少会影响土壤颜色的深浅。黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的，因为腐殖质呈黑色和棕色;腐殖质含量较少时，土壤则呈现灰色或灰白色。从灰到黑，颜色随腐殖质含量的升高呈梯度变化。

此外，矿物质也会影响土壤的颜色。比如，当土壤中氧化铁的含量高时，土色会呈现为偏红色。在低洼潮湿的环境中，氧化铁极易与水发生化学反应，转变为偏黄色的水化氧化铁，因而这种地方的土壤常显黄色。当通风不良、氧气缺乏时，土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁，氧化亚铁积累较多时，土壤就呈现出灰蓝色。

2009年至2019年，从事土壤研究的学者们在全国各地选取了近6000个样点，进行典型土壤剖面调查。他们取回的一抔抔土，建成了我国土壤系统分类基层分类单元土系及土系数据库。此次发表的颜色地图从十年间采集的土壤剖面的孟塞尔颜色数据中，选取了大约4600个土壤剖面，作为数据样本。

“这些样本的采集点最高在西藏海拔约5700米的高山上，最低在接近海平面的沿海地区，我们将土壤属性与气候、地形、植被、土地利用、土壤母质等40多个环境参数结合，进行土壤颜色的预测分析。”刘峰表示，生成的颜色地图，结果主要采用的是RGB和孟塞尔颜色两种表达形式。

“土壤颜色在实际应用中有着非常重要的价值，比如为法庭土壤物证溯源提供支撑。”张甘霖说，有了颜色地图，鉴定人员可根据鞋上粘的泥土颜色、泥土中的有机质，大致分析出泥土来自哪个区域，从而判断相关对象是否去过某个区域。不过，要想精准锁定泥土来源地，测定精度还需不断提高。 本报记者 张 宣