土壤质地是土壤中各级土粒含量的相对比例及其所表现出的土壤砂粘性质，一般分为砂土、壤土、粘土3种类型。质地是土壤一种重要的自然属性，可反映母质来源及成土过程中的地球化学特征^[1~3]，不同的土壤质地其各级土粒含量的相对比例及其所表现的土壤砂粘性存在明显差异，这些差异通过影响水、气、热、养分等在土壤中的运移和含量而影响作物根系的生长发育，进而对土壤肥力及农产品产量和品质产生很大影响^{[4, 5]}。因此，快速、客观地划分土壤质地类型对农业生产管理、土壤改良等均具有重要指导意义。

对土壤质地进行划分通常是依据所测试的土壤粒级组成，筛分和沉降法是确定土壤质地的经典方法，该方法不仅过程繁琐，而且测试周期长。有研究人员用光谱法、激光法确定土壤质地^[6]，但在物理参数与土壤粒度组成之间还没有建立起完善的对应关系，且在准确度上存在不足，因而光学测试方法尚未在土壤质地分类测试中得到推广应用。

不同粒级的土壤具有不同的物质组成^[7]，砂质土壤因为颗粒较粗、透水透气性好，微量元素易于淋失；相反，粘质土壤由于富含有机质、粘土矿物等吸附载体而致微量元素富集^[8~10]。因此，土壤中微量元素含量分布特征与土壤粒级组成之间具有明显的对应关系，这种对应关系在河北平原土壤中表现得尤为突出：在滦河流域、永定河流域等砂质土壤中出现系列元素低值带；相反，在平原区低洼地等粘质土壤中Cu、Pb、Zn、As、Sb、Fe、Mn、F、La、U、Th、Mo等多元素均呈高背景甚至异常分布^[11]。

不同质地的土壤化学元素组成不同，用化学元素对土壤质地进行分类更接近于土壤的自然属性，在土壤供肥意义上，用地球化学方法划分的土壤质地类型对农业生产管理更具有参考价值。因此，本文利用河北平原多目标区域土壤地球化学调查多项指标分析数据，对土壤质地类型进行划分，从基础的、微观的角度研究宏观的地学问题，是全国多目标区域地球化学调查在第四纪研究与应用中的新方向^[12]。

河北平原东环渤海，内绕京、津，并被京津分割成3个独立的区域，即冀东平原区、北三县平原区和京津南平原区。全区包括石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、沧州、廊坊、衡水等九市119县(市)，面积80224km²。

河北平原是华北大平原的一部分，整体地势由西北向东南倾斜，大部分地区海拔高度低于50m。按成因分为残坡积平原、冲积扇平原、泛滥平原、冲积湖积平原和冲积海积平原5个二级地貌类型，以冲积扇平原和泛滥平原为主，分别占全区的52 %和33 %。相应地，主要具有6种成土母质，即冲积物、洪冲积物、泛滥冲积物、湖积物、冲积海积物、风积物等^[13](见图 1)。

图 1(Fig. 1)

图 1 河北平原成土母质简图 Fig. 1 The brief chart of parent materials of soil in Hebei Plain

河北平原共有潮土、褐土、滨海盐土、棕壤、砂姜黑土、水稻土、沼泽土、石质土、新积土、草甸风沙土、草甸盐土、粗骨土、红粘土等13个土类，包括37个亚类，79个土属。其中分布最广的是潮土、褐土和滨海盐土，三者分别占平原区总面积的62.59 %、28.89 %和2.21 %，其他10个土壤类型只零星分布(见图 2，面积很小的土类在图上未标识)。从太行山山前地带到滨海平原，土壤类型按“褐土→潮土→滨海盐土”的顺序依次分布^[13]。不同土壤类型中元素(氧化物)含量差异明显，主要土壤类型潮土中，大部分微量元素含量处于中等水平；沼泽土中Cu、Zn、Ni等微量元素含量普遍较高，而SiO₂、Na₂O等含量较低；风沙土中SiO₂、CaO、Na₂O等含量较高，但微量元素含量很低^[11]。

图 2(Fig. 2)

图 2 河北平原区土壤类型分布图 Fig. 2 The distribution chart of soil types of Hebei Plain

文中所有数据来源于河北省地质调查院。2004~2008年按照中国地质调查局多目标区域地球化学调查规范(DD2005-01，以下简称规范)要求，在河北平原内按网格化布点方法采集土壤样品，样点选在大田地块，离开主干公路、铁路100m以外。采样密度为1个样/km²，取样深度0~20cm，采样质量大于1000g。为减少分析费用，每4km²内的4件样品等重组合成一个分析样。按此种方法共获得分析样20029件。土壤样品经自然干燥后过20目( < 0.84mm)筛，送实验室加工至-200目( < 0.074mm)。全部样品按《规范》要求测试了SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、Cu、Mn、Zn、Co、Ni、Cr、Mo、Ce、La、Sc、Li、Zr、Rb、U、Ga、As、Sb、F等共54项指标，各指标分析方法检出限、精密度、准确度、重复样合格率均达到或优于《规范》要求^[14]。

在区域调查的基础上，为了进行地质背景研究，2006年在徐水-河间-黄骅一线布置了270km的土壤剖面，按不同土壤类型采集了15件土壤样品，样品采集与加工方法同于区域土壤调查，各取样点情况见表 1。中国地质科学院水文地质环境地质研究所测试中心采用比重计法测试了它们的粒级组成。

表 1(Table 1)

表 1 15件土壤粒级分析样品取样环境一览表 Table 1 The list of sampling conditions of fifteen soil samples for soil grain analysis 序号 样品编号 纬度/N 经度/E 地形地貌 土壤类型 成土母质 1 ⅡQ1 39°02′32″ 115°35′14″ 高平地 碳酸盐褐土 冲洪积 2 ⅡQ2 38°58′53″ 115°39′20″ 冲积扇高平地 潮土 冲洪积 3 ⅡQ3 38°55′10″ 115°43′58″ 扇前洼地 湿潮土 冲洪积 4 ⅡQ4 38°50′30″ 115°49′32″ 扇前洼地 湿潮土 湖积 5 ⅡQ5 38°48′04″ 115°54′10″ 扇前洼地 草甸沼择土 湖积 6 ⅡQ6 38°45′39″ 115°56′50″ 扇前洼地 湿潮土 冲洪积 7 ⅡQ7 38°45′43″ 116°00′11″ 扇前洼地 盐化潮土 冲洪积 8 ⅡQ8 38°42′21″ 116°01′08″ 河间带平地 潮土 冲洪积 9 ⅡQ9 38°37′05″ 116°06′13″ 河间带平地 潮土 冲洪积 10 ⅡQ10 38°31′05″ 116°15′18″ 河间带平地 盐化潮土 冲洪积 11 ⅡQ11 38°25′56″ 116°20′30″ 河间带平地 潮土 冲洪积 12 ⅡQ12 38°26′31″ 116°29′08″ 河间洼地 潮土 冲洪积 13 ⅡQ13 38°28′31″ 116°49′40″ 河间洼地 潮土 冲洪积 14 ⅡQ14 38°30′23″ 116°58′53″ 河间洼地 盐化潮土 冲洪积 15 ⅡQ15 38°29′49″ 117°14′19″ 河间洼地 盐化潮土 冲洪积

表 1 15件土壤粒级分析样品取样环境一览表 Table 1 The list of sampling conditions of fifteen soil samples for soil grain analysis

本文利用区域调查获得的20029件土壤样品元素含量分析数据推断土壤质地类型，利用15件样品的粒级组成实测数据对推断结果的准确性进行检验。

随着土壤形成过程的不断发展，土壤矿物形成大小不同的颗粒。不同的土壤粒级反映了抗风化能力相近矿物的组合，随着粒级变细，风化程度增强，次生矿物类型及含量增加，而原生矿物种类及含量减少^{[3, 15]}。因此，不同粒级的土壤，其矿物组成及化学成分各不相同，尤其是粗土粒与细土粒的成分和性质几乎完全不同。一般情况下，土壤风化程度越高，土粒越细，石英、长石等矿物减少，粘土矿物增多^[3]；相应地，SiO₂逐渐减少，Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O等氧化物含量增多^[7](表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 不同粒级土壤的化学组成(%)[7] Table 2 The chemical composition of different soil particles (%) 粒级(粒径：mm) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O P2O5 砂粒 0.2~1.0 93.6 1.6 1.2 0.4 0.6 0.8 0.05 0.2~0.04 94.0 2.0 1.2 0.5 0.1 1.5 0.1 0.04~0.01 89.4 5.0 1.5 0.8 0.3 2.3 0.2 粉粒 0.01~0.002 74.2 13.2 5.1 1.6 0.3 4.2 0.1 粘粒 < 0.002 53.2 21.5 13.2 1.6 1.0 4.9 0.4

表 2 不同粒级土壤的化学组成(%)[7] Table 2 The chemical composition of different soil particles (%)

土壤颗粒主要由原生矿物和次生矿物构成，而粘土矿物是土壤矿物质中最活跃的组分^[16]，土壤粘粒除极少数风化残余的原生矿物外，绝大部分是次生的粘土矿物和胶体^[17]。据Jacksion^[18]研究，土壤中的矿物风化一般遵循如下规律：云母-水云母-伊利石-蛭石-蒙脱石-铝蛭石-高岭土-三水铝石，从左至右风化程度渐次提高，Si、K、Na等元素淋失，Al、Fe相对富集，致使不同的粘土矿物具有不同的化学组成（表 3）^[7]。

表 3(Table 3)

表 3 土壤中主要粘土矿物的化学组成(%)[7] Table 3 The chemical composition of main soil clay minerals (%) 矿物 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 伊利石 50~56 18~31 2~5 0~2 1~4 4~7 0~1 蒙脱石 42~45 0~28 0~30 0~3 0~25 0~0.5 0~3 高岭石 45~48 38~40 绿泥石 31~33 18~20 35~38 三水铝石 65

表 3 土壤中主要粘土矿物的化学组成(%)[7] Table 3 The chemical composition of main soil clay minerals (%)

可见，土壤矿物对土壤质地有重要影响，土壤质地在很大程度上取决于土壤中粘土矿物的总量和不同类型粘土矿物的含量。正如表 2和表 3所示，不同粒级的土壤和不同粘土矿物中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃含量差异较大，即这3种氧化物对土壤粒级、土壤粘土矿物的种类和含量具有一定的敏感性。已有研究亦表明，Al₂O₃、Fe₂O₃与细粒组分具有良好的正相关关系^[19]。因此，可以利用土壤主要氧化物组成对土壤质地进行划分。如黄璠等^[20]利用多目标区域地球化学调查获得的土壤氧化物含量数据对吉林省大坡地区的土壤质地类型进行划分，收到了较好的应用效果。

河北平原土壤粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主，其次为绿泥石^[13]，土壤风化作用较弱。由表 3可知，SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃是伊利石、蒙脱石的主体成分；另据全省第二次土壤普查^[13]，全省土壤及平原区两大土壤类型潮土和褐土中化学组成如表 4所示。各种类型土壤中SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等3种土壤氧化物含量为80%~90%，构成了土壤的“骨架”。河北平原土壤元素地球化学特征表明，砂质与粘质土壤中SiO₂与Al₂O₃、Fe₂O₃含量呈镜像分布^{[11, 14]}，即SiO₂与Al₂O₃和Fe₂O₃之间具有显著的负相关性（图 3）。因此，选择硅铁铝比率（sfa）为指标划分土壤质地类型。

表 4(Table 4)

表 4 河北省全境及主要土壤类型的化学组成(%)[13] Table 4 The chemical composition of all soils and main soil types in Hebei Provence 类别 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 全省 60~80 10~20 3~10 0.5~6.0 0.5~4.0 1~4 1~4 潮土 68.04 11.09 3.39 3.89 1.38 1.83 1.83 褐土 63.07 16.65 7.8 1.9 3.04 1.62 2.6

表 4 河北省全境及主要土壤类型的化学组成(%)[13] Table 4 The chemical composition of all soils and main soil types in Hebei Provence

图 3(Fig. 3)

图 3 河北平原土壤SiO2与Al2O3、Fe2O3含量相关图 Fig. 3 Correlations between SiO2 and Al2O3, Fe2O3 in the soils of Hebei Plain

硅铁铝比率(sfa)=SiO₂/(Fe₂O₃+Al₂O₃)

式中，sfa为分子比^[13]。

为便于研究，简化国际制土壤分类标准^[3]，按三类五级分类法，将土壤质地划分为粘土、亚粘土、壤土、亚砂土和砂土等5个级别。

利用20029个调查数据计算的sfa值编制地球化学图，获得sfa值空间分布特征。应用MAPGIS软件，提取野外现场观察到的典型砂土、粘土区范围内的sfa值数据，获得代表性粘土区、砂土区的sfa值参数特征，综合分析sfa与SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃地球化学图^[14]，根据sfa值的空间分布规律以及SiO₂与Al₂O₃、Fe₂O₃含量间的负相关性特征，确定各级别的分类标准(表 5)。

表 5(Table 5)

表 5 硅铁铝率(sfa)与土壤质地类型对应表 Table 5 Ferrosilicon aluminum ratio (sfa) contrast with the types of soil texture sfa值 质地类型 ≤5.80 5.80~6.26 6.26~7.15 7.15~7.55 ＞7.55 粘土 亚粘土 壤土 亚砂土 砂土

表 5 硅铁铝率(sfa)与土壤质地类型对应表 Table 5 Ferrosilicon aluminum ratio (sfa) contrast with the types of soil texture

根据sfa值统计结果，河北平原粘土、亚粘土、壤土、亚砂土、砂土等5种土壤质地类型分布面积比例分别为11.76 %、13.88 %、51.00 %、11.76 %和11.60 %，各质地类型分布特征如图 4所示：山前冲积扇平原以壤土为主，中部平原低洼地以粘土为主，东部平原以砂土为主；空间上不同质地土壤呈带状分布，并与成土母质、地貌类型、沉积环境等密切相关。

图 4(Fig. 4)

图 4 河北平原土壤质地类型地球化学推断图 Fig. 4 The distribution chart of texture types by geochemical inference in Hebei Plain

粘土区sfa值低于5.80，占平原区面积的11.76 %，主要分布于津冀交界区的滨海洼地、平原区低洼地(如白洋淀洼地、宁晋洼、南宫泽、大陆泽)中心地带。根据成因类型，河北平原的这些洼地分为冲积扇间洼地、冲积平原的碟形洼地和滨海洼地等3种类型^[13]，成土母质为静水的淤泥、粉砂等粘质沉积物，构成湖泊-沼泽相^[21]，形成沼泽土，土壤质地粘重。空间上，粘土区与各类洼地沉积环境分布区几乎一致。

亚粘土分布于粘土外围，sfa值在5.80~6.25之间，占平原区面积的13.88 %。

空间上，亚粘土区与粘土区(以下合并称为“粘土带”)一并在平原区中部形成两条明显的北东向粘土带。北部一条起自大沙河和磁河汇水处，其中分布着白洋淀洼地和文安洼两个大型洼地；另一条带始自邯郸东部的大名、广平、肥乡一带，向北延伸，经宁晋泊、大陆泽至滏阳河汇水区后折向东北，经衡水湖直至沧州海岸，呈现为南北向渐变为东北向连续分布的条带。两条粘土带均与天津接壤的滨海洼地相连。空间上，粘土带与河北平原的3种洼地类型^[13]的沉积环境分布区几乎一致。

粘土带中具有显著的“低硅、高微量元素”特征，Fe₂O₃、Mn、Cu、Zn、Co、Ni、Cr、Mo、Ce、La、Sc、Li等大部常量元素及微量元素形成地球化学高背景区和异常区；相反，SiO₂、Na₂O、Zr含量形成低值区或负异常区，空间上高、低区呈“镜像”分布，构成河北平原土壤元素地球化学空间分布的景观性特征^[14]。

壤土sfa值在6.25~7.15之间，分布面积在各土类中最大，占平原区面积的51.00 %。壤土在全区内均有分布，但主要分布于山前冲积扇平原和中部的广大泛滥平原，成土母质为砂质、粉砂质泛滥冲积物，此类质地土壤中大多数元素含量适中，在地球化学图上^[14]呈背景区分布，其他质地类型呈条带状、面状或小片状分布于此背景之上。

亚砂土sfa值在7.15~7.55之间，分布面积比例为11.76 %。成土母质为花岗质冲积物、风成沙。主要分布于河道地带，如平原区东部的黑龙港地区(古黄河河道)、永定河、沙河、滦河等河道地带。

砂土sfa值大于7.55，分布面积比例为11.60 %，分布于各水系河道及其两岸、唐山和秦皇岛砂质海岸、海滩，其中典型砂土区分布于唐山地区的滦河古、现河道及入海三角洲。空间上砂土区处于亚砂土区之内，二者一并构成砂土带。该带内大多数微量元素含量较低，在地球化学图上呈现为系列元素显著的低值区或低背景区^[14]，与粘土带构成微量元素含量的高、低两个极端。

从上述质地类型分布特征可知，土壤质地受母质类型与沉积环境的双重制约，如滦河流域冲积物以酸性花岗岩母质为主^[13]，冲积物质颗粒较粗，硅质含量高，因此形成砂性土壤，并在入海三角洲一带形成砂质海岸。其他花岗岩或花岗质变质岩区的磁河、沙河、滹沱河、永定河两岸均为砂性土质，并与河道走向一致；而滏阳河、漳河上游主要为石灰岩区、黄土区^[13]，冲积物质颗粒较细，在其下游的河间洼地、扇缘洼地等沉积区形成粘质土。

用地球化学方法划分土壤质地类型是一项有价值的探索，是微观上的土壤元素在宏观土壤质地类型上的体现，也是多目标区域地球化学调查成果应用领域拓展的重要尝试^[12]。为了保证研究成果应用的有效性和客观性，本文从以下几方面对划分结果的合理性进行分析。

粘质土由于含有较高的有机质、粘土矿物等吸附载体，使此类土壤中微量元素含量增高；相反，砂质土壤中微量元素易淋失，土壤沙充当了微量元素的“稀释剂”^{[1, 2, 22, 23]}。因此，多数情况下，随着土壤颗粒由粗到细，土壤粘土矿物增多，土壤微量元素含量随之增加。特别是大多数微量元素含量在砂土与粘土中的含量相差悬殊；壤土则介于二者之间。多项研究表明，粒度是沉积物及土壤中微量元素含量的主要控制因素^[23~26]，因此，可以根据微量元素含量对土壤质地类型进行检验。

表 6为几个代表性元素在所推断的粘土区、壤土区、砂土区中的含量及其与全区背景值之比值。从图 6中看出，粘土区内Fe₂O₃及其他微量元素含量与全区背景值之比均大于1.0，SiO₂则小于1.0；壤土区内，所有元素含量均接近于全区背景值，二者之比近似1.0；而砂土区内，Fe₂O₃、Cu、Zn、Cr、Ni、Ce、La等微量元素含量均小于全区背景值，二者之比明显小于1.0，而SiO₂则大于1.0。

表 6(Table 6)

表 6 河北平原不同质地土壤中代表性元素含量* Table 6 The content of typical elements in different soil texture types in Hebei Plain 质地类型 SiO2 Fe2O3 Mn Cu Zn Co Ni Cr Ce La 粘土区 含量 58.38 4.99 656.1 27.58 79.97 13.25 31.84 70.67 68.73 36.81 k值 0.95 1.14 1.13 1.18 1.16 1.13 1.16 1.09 1.10 1.10 壤土区 含量 61.8 4.51 584.16 24.21 70.14 12.25 28.02 67.14 63.93 34.11 k值 1.01 1.03 1.01 1.04 1.02 1.04 1.02 1.04 1.02 1.02 砂土区 含量 62.91 3.74 503.65 19.19 59.55 9.91 23.33 57.27 56.68 30.36 k值 1.03 0.85 0.87 0.82 0.86 0.84 0.85 0.89 0.90 0.91 全区 61.28 4.38 579.03 23.34 68.89 11.75 27.39 64.61 62.72 33.52 *表中氧化物含量单位为%，其他元素为mg/kg；k值为各区元素含量与全区背景值之比

表 6 河北平原不同质地土壤中代表性元素含量* Table 6 The content of typical elements in different soil texture types in Hebei Plain

图 6(Fig. 6)

图 6 研究区15个粒度分析土壤样品投点图 Fig. 6 The point of 15 soil samples for grade analysis in study area

微量元素含量与土壤质地之间的相关性在图 5中反映得更为清晰，易在粘土中富集的3个代表性元素Rb、U、Ga的均一化累加和明显出现高、中、低3个含量带。高值带分布于保定东部的白洋淀洼地、冀中南平原中部以及唐山西部；低值带主要分布于滦河、永定河以及古黄河等河道地带。显然，此高、低值带与粘土带、砂土带的分布范围及分布形态(图 4)几乎一致。由此可以推断，用地球化学方法所划分的土壤质地类型符合河北平原土壤的自然特征。

图 5(Fig. 5)

图 5 河北平原Rb、U和Ga均一化累加分布图 Fig. 5 The distribution chart of homogenization accumulation of Rb, U and Ga in Hebei Plain

随着成土母质和成土过程的不同，土壤矿物与土壤粒级会发生很大变化，其组成受土壤类型、成土母质、成土环境等综合因素影响^{[3, 7, 15]}。河北平原内有八大水文地质区，主要河流滦河、潮白河、蓟运河、永定河、大清河、子牙河、漳卫河等直接或汇入海河后间接流入渤海，这些河流冲积物构成河北平原的主要成土母质^[21]。据研究^[21]，在沉积环境上河北平原主要为冲积-洪积相和湖泊-沼泽相。其中，冲积-洪积相以沉积各种粒级的砂、砂砾、细粒的粉砂、粉土、亚砂土为主，分布于山前平原及泛滥平原区；湖泊-沼泽相主要由粘土、亚粘土夹细砂、粉砂构成，地貌上表现为冲积扇洼地、冲积平原碟形洼地和滨海洼地，如千顷洼-永年洼、白洋淀-文安洼、衡水湖-宁晋泊-大陆泽、北大港-大浪淀、黄庄洼-七里海等洼地，洼地中心为湖泊的静水粘质沉积物^[13]。从推断的土壤质地分布图(图 4)上看出，粘土质分布区均位于上述湖泊-沼泽相，壤土区则主要分布于泛滥冲积相，砂土区则清晰地反映了滦河、永定河、大沙河，古黄河等河床相。可见，土壤质地类型分布与河北平原的第四纪沉积环境相吻合^{[21, 27]}。

15件土壤粒级分析样品中有4件位于本文推断的壤土内，另11件位于粘土带内(图 6)，从砂、壤、粘三大类上衡量，推测质地与实测结果的吻合率为73.3 % (表 7)。未完全一致者出现于ⅡQ₁、ⅡQ₂与ⅡQ₈、ⅡQ₉的亚砂土与壤土之间。sfa值的质地划分标准、以及sfa值与土壤粒级间非100 %线性相关可能是产生这种误差的主要原因。

表 7(Table 7)

表 7 粒级测试结果与推断土壤质地对比表 Table 7 The comparison between the analyzed soil particles and concluded soil texture 编号 粒径(mm)/% 实测土壤 质地类型 (按DT-92) 推断土 壤质地 类型 0.075~0.05 0.05~0.01 0.01~0.005 0.005~0.002 < 0.002 ⅡQ1 33.6 46 8 8 4.4 粉质轻亚砂土 壤土 ⅡQ2 34.6 45 8 7 5.4 粉质轻亚砂土 壤土 ⅡQ3 39.6 37 3 5 15.4 粉质轻亚粘土 亚粘土 ⅡQ4 33.6 40 6 4 16.4 粉质轻亚粘土 亚粘土 ⅡQ5 54.6 18 7 4 16.4 粉质中亚粘土 粘土 ⅡQ6 31.6 42 14 4 8.4 粉质中亚粘土 粘土 ⅡQ7 23.6 52 7 3 14.4 粉质重亚粘土 粘土 ⅡQ8 37.6 38 14 3 7.4 粉质重亚砂土 壤土 ⅡQ9 28.6 42 13 9 7.4 粉质重亚砂土 壤土 ⅡQ10 22.6 46 16 4 11.4 粉质重亚粘土 亚粘土 ⅡQ11 19.6 38 17 8 17.4 粉质轻亚粘土 亚粘土 ⅡQ12 18.6 45 12 5 19.4 粉质重亚粘土 亚粘土 ⅡQ13 14.6 25 9 11 40.4 粉质中亚粘土 粘土 ⅡQ14 21.6 32 24 12 10.4 粉质亚粘土 粘土 ⅡQ15 19.6 50 8 6 16.4 粉质轻亚粘土 粘土

表 7 粒级测试结果与推断土壤质地对比表 Table 7 The comparison between the analyzed soil particles and concluded soil texture

采于推断的粘土区内的土壤样品，其粘粒成分(＜0.002mm)所占百分比远远高于推断的壤土区样品；相应地，粉粒成分(0.01~0.075mm)则低于推断的壤土。粒级组成是土壤质地类型划分的直接依据。粒度分析结果表明，硅铁铝率与土壤粒级组成之间存在对应关系，即高硅铁铝率对应于相对较粗土壤颗粒，偏向于砂质土；而低硅铁铝率则对应于粘粒，偏向于粘土。根据国际质地制分类标准^[3]，将颗粒小于0.002mm者划分为粘粒，则所测粘粒百分比与sfa值之间的相关性如图 7所示，二者间的复相关系数为0.26，线性负相关较明显。因此，尽管存在一定的误差，在河北平原区内用sfa值进行土壤质地划分，具有一定的合理性和客观性。

图 7(Fig. 7)

图 7 小于0.002mm土壤粒径百分比与sfa值关系图 Fig. 7 Correlations between the percentage of soil particle size less than 0.002mm and sfa value

本文利用河北平原多目标区域土壤地球化学调查多项指标分析数据，从基础的、微观的角度对土壤质地类型进行划分，并通过河北平原土壤质地分类以及分布特征结果的合理性分析，得出主要结论如下：

(1) 根据硅铁铝比率推断，河北平原粘土、亚粘土、壤土、亚砂土、砂土等5种土壤质地类型分布面积比例分别为11.76 %、13.88 %、51.00 %、11.76 %和11.60 %；它们的sfa值分别是＜5.80、5.80~6.25、6.25~7.15、7.15~7.55和＞7.55。各质地类型具有明显的空间分布规律，且与沉积环境密切相关：平原区低洼地内形成粘土；河道地带分布砂土；而冲积扇平原及泛滥平原则形成壤土。这种对应性反映了土壤质地与成土母质之间的继承关系。

(2) 土壤质地与微量元素含量之间具有明显的空间对应关系，粘土区具有显著的“低硅、高微量元素”特征，而砂土区则呈“高硅、低微量元素”特征，壤土区多元素含量呈背景水平。在所推断的粘土区内Fe₂O₃、Cu、Zn、Cr、Ni、Ce、La等含量与全区背景值之比均大于1，SiO₂则小于1；而砂土区内，这些元素含量均小于全区背景值，而SiO₂则相反。

(3) 15件土壤粒级实测结果与推断的土壤质地基本吻合，吻合率为73.3 %。sfa值的质地划分标准、以及sfa值与土壤粒级间非100 %线性相关可能是产生这种误差的主要原因。

(4) 硅铁铝比率是河北平原划分土壤质地类型的有效指标。土壤质地与第四纪沉积环境、微量元素含量之间的空间对应关系表明，土壤质地类型的划分具有一定的合理性、客观性。

致谢: 感谢审稿专家建设性的修改意见以及编辑部老师耐心、细致地对论文进行的编辑和修改，使论文得以完善。