一种土壤整段标本采集制作新方法及陕西土壤实物标本数字共享平台建设的探讨

摘 要：本文综述了几种土壤标本制作的方法，对比分析了各种方法的优缺点，提出了基于有机玻璃模型制作整段土壤标本的新方法；针对土壤实物标本数字共享平台的设计与建设的现状和必要性等方面进行了探讨。

关键词：有机玻璃柱；土壤标本；制作方法

中图分类号：S151.9 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170833216

土壤实物标本一般包括土壤分析标本、土壤比样标本、土壤整段标本、土壤剖面摄影等。土壤整段标本是指将不同类型土壤地区中具有代表性的部分或整段土壤剖面取出，物理风干、化学处理等，固定后长久保存，并尽量维持其原貌，提供作为展览、示范、考证及其他各种研究之用。中国土壤资源丰富、类型繁多，世界罕见。根据中国土壤分类系统分为14个大类。中国主要土壤发生类型可概括为红壤、棕壤、褐土、黑土、栗钙土、漠土、潮土（包括砂姜黑土）、灌淤土、水稻土、湿土（草甸、沼泽土）、盐碱土、岩性土和高山土等12系列[1-3]。在1979—1990年的全国第二次土壤普查中，要求各省应按土属健全土壤实物标本的采集、制作、保存管理等。因此，土壤实物标本数字化共享平台的建设就显得尤为重要。

土壤实物标本制作中以整段标本的制作最为复杂，常见的采集制作方法有以下4种[4-5]：20世纪50年代采用的常规方法，将土壤分层采集，装到土壤标本盒中，不作任何处理。目前存放于土壤标本馆中的土壤整段标本多数是全国第2次土壤普查中采集制作的；使用粘结剂将分层采集的土壤标本进行粘贴，制成的整段标本大小不一，厚度不均，层次不明显。现已不采用；在挖好的土壤剖面上直接用浇注一层粘结剂，待粘结剂接近干燥时，粘上一层麻袋布，取下做成很薄的整段标本。这种方法操作简单，标本质量轻，但不适用于教学展览、示范；由华南师范大学陈家琏、戴文兰发明的“板底粘结薄层土壤整段标本”法，优点是重量轻、操作简单、成本低，对新疆壤砂土来说效果好，能较好保存土壤原状的颜色、结构，且不易脱落，适用于教学展览、示范。

由于以上几种土壤整段标本的采集制作过程中，当整段标本高度大于1m时，标本不易采集制作，下面介绍一种可以采集大于1m的土壤整段标本方法。

1 土壤整段标本采集制作

1.1 土壤整段标本采集器的制作

土壤整段标本采集器同样用于展示。土壤标本采集器为有机玻璃制作，长度1500mm，内径为200mm，壁厚5mm，并附有上下密封板，采集器壁上交錯均匀分布2mm透气孔。为更好地展示土壤整段标本，配有底座，为厚度25mm，外径300mm内有不透底直径200mm圆形凹槽。

图1 土壤标本采集器及底座（单位：mm）

1.2 选择采样地点

选取典型有代表性的土种的土壤剖面，挖掘2m长，1m宽，1.5m深的土坑。土壤剖面尽量平直。

1.3 修整土壤剖面

将土壤剖面修整出圆柱状，比土壤标本采集器内径小5mm，将土壤标本采集器套进修好的土柱，注意边修整土柱边套标本采集器，每修好5cm土柱应及时套进标本采集器，切不可修整完之后再套标本采集器，防止土柱断裂。当土柱到达1m左右时由于摩擦力变大，可用橡胶锤轻轻捶打直至土柱整体进入标本采集器。

1.4 取出土柱

土壤剖面修正完毕，将土柱底部斜削45°，慢慢将其放倒，底部修整至与标本采集器平齐，密封板密封固定好。抬出土坑。

1.5 土壤标本的后期处理

由于土壤标本中含有水分，应将采集器至于阴凉通风处，直至标本基本干燥。将整段标本至于底座中，用玻璃胶固定，土壤标本制作完成。

2 土壤标本制作的优缺点

土壤标本采集器用材为有机玻璃，韧性好、机械强度大，不易破裂，标本易于搬运，而且透光性强，制作成的标本可以从任意方向进行观察，特别适用于教学展览、示范。亦可以根据所需求的整段标本的长度、半径合理调整土壤标本采样器的尺寸，制作的标本无须做过多的处理。但由于土壤整段标本体积大，每个标本的重量比较大。

3 陕西土壤实物标本数字共享平台建设的探讨

3.1 土壤标本的数字化共享平台发展现状

随着土壤调查数据的累积以及计算机技术的发展，用户可通过先进的共享平台，来全面和及时地提取信息，以服务于土壤现状和变化过程的检测、评价。近年来，发达国家对土壤信息系统的研究已经进入高级发展阶段，土壤数据的共享化、商业化程度也达到了较高水平，已经应用到农业、环保、土地、生态等很多方面[6-7]。

我国对土壤信息系统的研究始于20世纪80年代中期，起步较晚，但进步很快，也取得了一定成就，并且投入运用的一些系统取得了一定的社会、经济和生态效益[8-10]。信息系统中的土壤属性信息不仅是解决现代农业、生态环境以及后备耕地资源严重不足的基础，还是土壤调查制图、土壤资源评价[11]和土壤质量监测的重要工具。

在“十五”—“十二五”期间中国科学院数据库及应用系统建立和数据库整合中，涉及土壤标本数据库和土壤标本管理系统，这是建立土壤标本实物共享平台的基础。土壤标本数据库包括土壤样品数据和标本数据，其中标本数据库收集了南京土壤所和CERN若干野外台站的整段标本、生境信息和理化分析数据，样品数据库提供了中国生态系统研究网络相关台站长期采样地和碳专项可提供共享的土壤样品信息。

3.2 建设土壤标本的数字化共享平台的必要性

陕西横跨北亚热带、暖温带、中温带3个气候带，南北气候差异大，地域狭长，地势南北高，中间低，同时地势由西向东倾斜，按地貌可分为风沙滩地区、陕北黄土高原丘陵沟壑区、关中盆地。由于水平地带性的差异以及复杂的地貌条件，在成土母质、气候、植被条件等成土条件上表现了巨大的差异性，这就造成了本地区内土壤的理化性质存在巨大的地区性分异[12]。endprint

陕西省土壤类型多种多样，全省共有21个土类，50个亚类，149个土属，400多个土种。其中黄绵土占30.94%，黄棕壤占16.51%，褐土12.29%，棕壤12.07%，新积土5.94%，风沙土5.71%，粗骨土4.62%，黄褐土1.95%，黑垆土1.83%，水稻土1.36%，其余占6.77%。

在中国土壤数据库中，陕西省土壤标本数据库仅有中国科学院水土保持研究所的长武和安塞有连续性的土壤剖面标本实物，存放于南京土壤研究所，其余地方均无近几年连续性的土壤标本实物。标本实物数据集中实物标本多数是1960年之前采集存档的，之后的土壤实物标本未更新，其连续性不足，每20a重复对原采样点做对比分析，借此掌握全国土壤的长期变化情况，为国土资源的保护利用提出具有科学依据的建议[12]。而代表性土壤剖面实物标本，是将来考证土壤变化最原始的证据，所以建设陕西省土壤实物标本信息化共享平台具有很大的必要性。

4 结论和建议

土壤实物标本数字共享平台为土壤标本信息的合理有效管理提供了完善的基础平台；土壤实物标本数字共享平台使信息管理功能更加强大，信息共享更加方便，信息应用也更加广泛。本研究针对土壤实物标本数字共享平台的设计与建设的现状和必要性等方面进行了探讨，大量的工作还有待开拓与深化。

土壤实物标本数字共享平台使具有代表性的土壤类型都有完整的实物标本记录并有实物展出，做到既能展示当下及以往的土壤基础信息，又服务于未来的科学研究。土壤实物标本数字共享平台力求实现数据上网，扩大服务面和受众。其以客观的土壤实体为依据，进行不同土壤分类体系之间的参比研究，为建立中国土壤学研究的一系列国家标准提供参考；还能与各大高校进行学术交流，为学术交流提供平台；也作为科普载体，为了解和识别土壤资源等提供服务[13-14]。

参考文献

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[2]林杰，张金池，彭世揆，等.基于Mapobjects的红壤资源信息系统[J].南京林业大学学报（自然科学版），2006，30（3）：89-92.

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作者简介：孙绪博（1990-），男，山东聊城人，硕士，主要从事退化及未利用土地整治研究。endprint