巴西拉托索洛（Ferralsols与Oxisols）的多生物群系空间变异性研究：揭示南美洲最风化热带土壤的关键特征

本研究针对巴西不同生物群系（亚马逊、大西洋森林、塞拉多和卡廷加）中的拉托索洛（Latossolos，相当于WRB分类中的Ferralsols和Soil Taxonomy中的Oxisols），通过整合历史土壤调查数据，系统分析了其基本属性的空间变异性。研究人员发现土壤颜色（黄、红黄、红色）可有效区分风化程度，其中红色拉托索洛风化最强，而半干旱区土壤呈现古气候残留特征。该研究为热带土壤管理与分类提供了重要科学依据。

　　

在广袤的南美洲热带地区，存在着一种高度风化的特殊土壤——巴西拉托索洛（Latossolos），它们被国际学界分别归类为Ferralsols（世界土壤资源参考基准，WRB）和Oxisols（美国土壤分类学，Soil Taxonomy）。这类土壤通常排水良好，经历了极其漫长的风化和持续的淋溶作用，因而呈现出富含铝（Al）和铁（Fe）的氧羟化物、营养贫瘠且形态均一的特点。尽管拉托索洛遍布巴西全境，但科学界对其在全国范围内基本属性的变异情况却知之甚少。这种认知的空白，极大地限制了我们对于热带土壤形成过程、生态系统功能以及农业可持续利用的深入理解。究竟这些看似均匀的土壤，在不同环境条件下是否会展现出显著差异？其风化和成土过程是否受到区域性生物群系特征的深刻影响？这些问题，成为了本研究试图解答的核心。

为了深入探索巴西拉托索洛的空间变异性，一个由Carlos Ernesto Gon?alves Reynaud Schaefer、Rafael Gomes Siqueira等多位学者组成的研究团队，开展了一项基于多代理指标的分析。他们假设，巴西的拉托索洛在土壤属性上存在着相当大的变异，并且这些变异能够根据不同的巴西生物群系（Biome）的环境特征进行区域性的追踪和表征。他们的研究成果发表在《Geoderma Regional》上，为理解热带最风化土壤的成土过程提供了新的视角。

研究人员所采用的关键技术方法主要依赖于对已发表的土壤调查资料所构建的稳健历史数据（legacy data）进行整合与分析。他们系统收集并比较了来自四个主要巴西生物群系（亚马逊Amazonia、大西洋森林Atlantic Forest、塞拉多Cerrado和卡廷加Caatinga）的三种拉托索洛亚类：Latossolos Amarelos（黄色）、Latossolos Vermelho-Amarelos（红黄色）和Latossolos Vermelhos（红色）的一系列土壤属性数据。分析涵盖了土壤矿物学（如高岭石、铁铝氧羟化物含量）、物理学（质地、微团聚体发育）、化学（pH、碱基饱和度(BSP)、铝饱和度(Al saturation)、有效磷(P)）以及风化指数（如Ki指数、Kr指数、粉粒/粘粒比）等多个维度。

研究结果

1. 不同颜色拉托索洛的属性差异

研究结果表明，土壤颜色是区分拉托索洛成土发育程度的一个关键属性。Latossolos Vermelhos（红色拉托索洛）是所有亚类中风化程度最高的，这体现在其具有最高的铁（Fe）和铝（Al）氧羟化物含量、最粘重的质地、最发达的微团聚体结构、相对较高的pH值和碱基饱和度（BS），同时其有效磷（P）含量最低。相反，Latossolos Amarelos（黄色拉托索洛）则表现出最高的高岭石含量、粉粒和沙粒含量，以及最高的土壤结持度（consistency）和铝饱和度（Al saturation）。而Latossolos Vermelho-Amarelos（红黄色拉托索洛）的各项特性则介于上述两者之间，呈现出过渡状态。这一发现证实，仅凭颜色就能有效推断其背后的成土过程和发育阶段。

2. 不同生物群系下拉托索洛的风化程度

从生物群系的角度来看，位于Cerrado（塞拉多）和Atlantic Forest（大西洋森林）的拉托索洛展现了最强烈的风化程度。其证据是最低的Ki值、Kr值和粉粒/粘粒比（silt/clay ratio），这些指标共同揭示了在这些地区，脱硅作用（desilication）、铁铝化作用（ferralitization）、三水铝石化作用（gibbsitization）和结构化作用（pedalization）的强度极大。令人意外的是，尽管亚马逊地区（Amazonia）拥有炎热湿润的赤道气候和普遍土壤酸性的环境，其拉托索洛的成土发育程度却低于Cerrado和Atlantic Forest的土壤。研究人员将其归因于亚马逊土壤多源于沉积母质、森林硅循环（Si cycling）导致的再硅化作用（resilication）、平缓的地形以及较差的土壤内部排水条件共同作用的结果。最为特殊的是Caatinga（卡廷加）半干旱生物群系的拉托索洛，它们表现出最低的风化和成土作用程度，被认为是过去更为湿润气候条件下形成的残留土壤（relict soils），在巴西唯一的半干旱环境中得以保存下来。

结论与讨论

本研究通过多生物群系的比较分析，有力地证实了巴西拉托索洛存在着显著的空间变异性，这种变异不仅体现在不同颜色的土壤亚类之间，也显著地反映在不同的生物群系之中。颜色作为一项简单易辨的形态特征，能够有效地作为指示其深层成土发育过程和风化强度的代理指标。研究强调，当前的气候条件并非决定土壤特性的唯一因素，母质、地形、生物地球化学循环以及古气候历史共同构成了复杂的影响网络。例如，Caatinga的残留土壤表明，土壤属性可能滞后于现代气候条件，记录着遥远的地质历史信息。

该研究的重要意义在于，它超越了将拉托索洛视为一个均质实体的传统观点，揭示了其内在的多样性和形成机制的复杂性。这些发现对于改进热带土壤的分类系统、评估土壤肥力和农业潜力、预测环境变化（如气候变化）对土壤过程的影响以及指导不同生物群系下的土地资源管理和保护策略，均提供了至关重要的科学基础。它不仅加深了我们对南美洲最风化土壤的认识，也为全球其他类似热带地区的土壤研究提供了可借鉴的分析框架和方法论。