钓鱼岛的土壤：基于土壤发生学原理的推测
4月26日，自然资源部在其官网上公布《钓鱼岛及其附属岛屿地形地貌调查报告》，进一步补充完善了钓鱼岛及其附属岛屿的基础地理数据体系，充分宣示了我国对钓鱼岛的主权，而且对其资源管理与生态环境保护具有重要的意义。
一、钓鱼岛的地理位置
钓鱼岛，亦称钓鱼台、钓鱼屿、钓鱼山，位于北纬25°44.6′，东经123°28.4′，中国台湾岛的东北部，是台湾岛的附属岛屿。长约3641米，宽约1905米，面积约3.91平方千米，最高海拔约362米。地势北部较平坦，东南侧山岩陡峭，东侧岩礁颇似尖塔，中央山脉横贯东西。
钓鱼岛位于我国东海大陆架的边缘，周边水深140～180米。东侧有深达2000多米的冲绳海槽，将其同琉球群岛分隔开。
图4 钓鱼岛位于我国东海大陆架之上（引自钓鱼岛官网）
二、钓鱼岛的成土因素
成土因素学说是推测钓鱼岛土壤类型、性质及其分布规律的理论基础。该学说由俄罗斯地理学家道库恰耶夫提出，是土壤地理学研究的最基础理论之一，强调土壤是一个独立的历史自然体，与自然地理条件及其历史的发展紧密联系。气候、地形、母质、生物、时间等成土因素制约着土壤的形成和演化。
钓鱼岛位于北回归线以北约256公里，气候为亚热带海洋性季风气候，气温夏季较热，冬季不冷，降水集中在夏季，冬季较少，多台风。钓鱼岛地形属于侵蚀-剥蚀低山丘陵，中央山脉山脊线呈东西走向，连接主峰高华峰（海拔362米）和神农峰（海拔320米），位于岛屿中南部，形成了北坡稍缓、南坡陡峭的格局。岛上盛产山茶、棕榈、仙人掌、海芙蓉等珍贵中药材，栖息着大批海鸟，有“花鸟岛”的美称。
钓鱼岛的主体由砂岩构成，层厚数米，常夹泥岩薄层。砂岩一般呈白色或灰白色，风化后变为黄褐色，细粒至粗粒，主要有石英、长石类岩屑和粘土矿物。部分为砾岩状砂岩，砾石的最大直径可达 20cm，多数为圆形至次圆形。作为台湾岛的附属岛屿，钓鱼岛露出海面的时间应该与台湾岛接近，大约在距今6.5百万年前后，露出海面之前在基岩之上可能堆积了大量珊瑚、贝壳碎屑等海相沉积物，但随着中央山脉的继续抬升，受重力、水力和风力等侵蚀日渐加剧，大部分老海相沉积物可能已被侵蚀，成土母质应以砂岩风化物为主。山坡上部受侵蚀更为严重，以砂岩残积物为主，残存的老海相沉积物与砂岩风化物堆积于山坡下部，山坡底部受到海蚀作用形成海蚀平台，可能有少量新鲜海相沉积物。
图5 钓鱼岛遥感影像图（引自《钓鱼岛及其附属岛屿地形地貌调查报告》）
图6 钓鱼岛地貌图（引自《钓鱼岛及其附属岛屿地形地貌调查报告》）
三、钓鱼岛的主要成土过程
钓鱼岛土壤形成受地质过程和生物作用过程的影响。由于气候湿热，化学风化作用强烈，土壤经历脱硅富铝化过程；降雨充沛，淋溶过程应一直在进行，在相对稳定的部位淋溶和淀积过程有可能导致黏化层的出现；随着岛上植物的生长以及鸟类的栖居，土壤中有机质的积累和分解过程较为迅速，有机质周转较快；有很大的可能像其他海岛土壤一样接受海鸟粪便堆积，增加土壤中的磷素营养。根据我们团队和他人的研究成果，还可推测东南沿海诸岛接受冬季风带来的粉尘沉降，但侵蚀过程应该已使这些沉降物随地形进行了重新分配。
但除了土壤形成过程，钓鱼岛遭受的多种侵蚀过程不可忽视。受侵蚀作用影响，物质积累和元素富集等过程被延缓，许多成土过程难以持续进行，因此很大程度上大部分坡度较明显的区域土壤会处于幼年状态。
四、钓鱼岛的主要土壤类型、性质及其分布规律
气候控制着土壤形成的方向。首先从宏观的气候因素上看，钓鱼岛处于亚热带较为湿热的气候条件下，化学风化作用较强，脱硅富铝化作用强烈，若土壤处于较稳定状态，应最终发育为富铁土，即南方常见的红壤，特征为土壤颜色偏红，pH呈酸性，质地较黏重等。但具体到钓鱼岛的小气候来看，其常年遭受台风等强对流天气侵袭，风蚀、水蚀、海蚀作用均强烈，而且岛上山体由砂岩构成，抗风化能力较强，尤其在山体上部及陡坡部位土壤侵蚀速率很大可能超过形成速率，导致土壤始终处于发育的初始阶段，难以进一步发育为富铁土，但局部区域（特别是接受侵蚀沉积的凹部）可能形成淋溶土、雏形土或新成土，特征为土层浅薄，岩石碎屑含量高，有机质含量低，性质受母质影响大等。
所以，钓鱼岛中央山脉顶部及南坡上部受侵蚀最为严重，土壤发育程度最低，含有大量岩石碎屑，推测以正常新成土为主；北坡中上部及南坡下部，侵蚀作用较严重，土壤发育程度较低，含有较多岩石碎屑，但有初始的土壤层次分化，以湿润雏形土为主；北坡中下部坡度较缓，侵蚀作用减弱而堆积作用较强，土层较厚，发育程度较高，黏粒从上部随水移动淀积在土层中下部，能形成黏化层，以湿润淋溶土为主；北坡最下部，植被覆盖率高，沉积物堆积最多，土层最厚，发育程度最高，黏化层进一步发育为低活性富铁层，在亚热带气候下可能发育为湿润富铁土。
而海蚀平台到最外围海岸的过渡地带，成土母质为珊瑚、贝壳碎屑等海相沉积物，质地粗，无有机质积累，应为砂质新成土；而最外围的海岸由于长期受海水浸渍使盐分累积，应为正常盐成土。
图7 钓鱼岛南坡陡峭（引自钓鱼岛官网）
图8 钓鱼岛侧视图（引自钓鱼岛官网）
图9 钓鱼岛土壤断面概图（推测）
五、钓鱼岛与南海诸岛土壤对比
我国岛屿土壤的研究较有代表性的就是对南海诸岛土壤的研究。早在上世纪40年代，抗战胜利后收复南海诸岛，原中央地质调查所土壤研究室陆发熹和席连之就踏上了西沙群岛和南沙群岛进行考察。70年代中国科学院南京土壤研究所龚子同等一行5人组成考察组对西沙群岛土壤进行了长时间大范围的系统考察。90年代龚子同、刘良梧等人应用当时最新技术手段对南沙群岛土壤进行了又一次深入探索。最近南京土壤研究所李德成、张甘霖登上西沙群岛进行了新的土壤调查和土系鉴别工作。
图10 广金岛至琛航岛及石岛至永兴岛的地形、植被、土壤及母质断面图（中国科学院南京土壤研究所考察组，1976）
图11 西沙群岛土壤剖面（李德成摄）
南海诸岛土壤呈不对称的同心圆式分布，圆中心为鸟粪磷矿，向外依次为富磷岩性均腐土（磐状磷质石灰土）、磷质石灰性雏形土（磷质石灰土）、砂质新成土（砂土）和正常盐成土（盐土）。
图12 南海诸岛土壤的不对称同心圆式分布（龚子同，2013）
对比可见，钓鱼岛土壤与南海诸岛土壤存在较大的差异，其原因主要有以下几点：
（1）钓鱼岛属于大陆岛，位于东海大陆架上，其母质对于大陆的岩性具有继承性；而南海诸岛属于珊瑚岛，其母质与大陆的构造、岩性等没有关系。
（2）钓鱼岛是由板块挤压抬升而形成低山丘陵，山势陡峭，受各种类型侵蚀严重，土壤类型空间分布随地形变化较大；而珊瑚岛地势地平，且珊瑚群落会主动调整其生态及礁体地形，最大限度地减少风浪对珊瑚及礁体的破坏作用，因此珊瑚岛抗侵蚀能力更强，鸟粪及珊瑚、贝壳碎屑等容易大量积累，土壤类型呈不对称同心圆式分布。
（3）钓鱼岛地处亚热带，而南海诸岛位于热带。南海诸岛常见的鸟粪磷矿，是在高温多雨的条件下，鸟粪迅速分解，释放出大量磷酸盐，随着枯枝落叶腐解过程中产生的腐殖酸一起向土壤下层淋溶，并与土壤中的钙相结合而形成。但在钓鱼岛的亚热带气候下，加之地形的影响，应难以形成鸟粪磷矿。
期盼我国科学家能够早日登上钓鱼岛开展科学考察，摸清钓鱼岛生态环境现状，从而保护钓鱼岛上包括土壤在内的自然资源和生态环境。
参考文献
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