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關中平原人為土形成的歷史探析

2022-07-14 09:50杜娟
農學學報 2022年1期

杜娟

摘要:塿土是關中平原主要的人為土類型,其形成受耕作方式、施肥和灌溉等農耕活動的影響,每一次農業生產技術的變革定會引起土壤資源利用方式及強度的變化。本文通過歷史文獻中關于農業生產過程的梳理,復原了關中人為土的歷史形成過程,并探討農業技術變革與土壤資源利用及土壤演變之間的互動關系。研究表明:自原始農業開始,對土壤環境與作物的自然認知推動了早期土壤耕作層的形成,伴隨著農業技術的延續與變革,施于土壤的作用力逐漸增強,人為影響成為重要的成土要素,加速了關中地區人為土的形成。古代關中平原農業生產中的抗旱保墑技術、土糞施用及淤灌是農業土壤形成的主要驅動因素。

關鍵詞:關中平原;人為土;形成;歷史過程

中圖分類號:K928.6文獻標志碼:A論文編號:cjas2021-0096

The Formation History of Anthropogenic Soils in Guanzhong Plain

DU Juan

(Northwest Institute of Historical Environment and Socio-economic Development,

Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, Shaanxi, China)

Abstract: Lou soil is the major agricultural soil in Guanzhong region. The formation of Lou soil was influenced by farming activities such as cultivation, fertilization and irrigation, and every change of agricultural production technology would cause the change of the utilization mode and intensity of soil. Through the analysis of historical documents, the historical formation process of Guanzhong anthropogenic soil, and the interaction between agricultural technology change and soil evolution were studied in the paper. The results showed that since the beginning of primitive agriculture, the natural cognition of soil environment and crops had promoted the formation of early soil ploughing layer. With the extension and development of agricultural technology, the force applied to soil gradually increased, so that the human influence became an important element of soil formation and accelerated the formation of anthropogenic soil in Guanzhong. The ancient agricultural production technologies such as soil moisture conservation, fertilizer added with loess and basin irrigation were the main driving factors of agricultural soil formation.

Keywords: Guanzhong Plain; Anthropogenic Soil; Formation; Historical Process

0引言

人類進行農業生產已有幾千年的歷史,很大程度上已改變了原有的陸地表面。通過種植農作物,馴化動物,形成如今具有一定地方特色的農業景觀。在這種景觀上,我們可以了解農業生產過程中人與自然環境的密切關系以及所形成的代表不同時期的農耕文化。以農業土壤為主的人為土即是農業景觀類型之一。關中平原農業歷史悠久,所形成的人為土具有連續性、典型性的特征,能夠很好地反映歷史時期人類作用于土壤的過程及力度,也可以說,關中平原歷史時期的土壤與土地利用史即可反映在自然景觀上的農業發展史。關于關中人為土的形成,學術界已從土壤剖面診斷層劃分、微形態特征、剖面構造空間變異、化學組分等方面做了大量分析,但以往的研究甚少從人類利用、改造土壤的農業過程入手,對這一人類活動創造的土壤新構造缺乏歷史過程的透視。本研究通過對歷史文獻的梳理與分析,以關中古代農業生產的技術變革為主線,探討人類農耕活動對土壤形成及演變的影響。

1關中平原塿土的特征

關中平原是中國的古老農耕區,優良的黃土特性曾是古代農耕的優勢所在。該區的地帶性土壤為褐土,它是暖溫帶半濕潤氣候條件下形成的土壤,成土母質多屬黃土,少部分為基巖風化物。塿土是現代廣泛覆蓋于關中地表的土壤,這種土壤已完全改變了自然褐土的土壤特征,是在其上經過長期的耕種培肥而形成的一種新的土壤類型,它具有自然土層與耕作土層雙層疊加的特殊形態,也因其具有形似二層樓房式的疊層結構,農民群眾形象稱之為“塿土”。在中國人為土分類系統中,塿土屬于人為土土綱所屬旱耕人為土亞綱下的土類,學名“土墊旱耕人為土”,其土類下又可分為弱鹽、肥熟、斑紋、鈣積、普通土墊旱耕人為土5個亞類。塿土廣泛分布于關中平原河流階地和黃土臺塬上,是關中平原主要的耕作土壤。歷史時期,來自于西北內陸的粉塵沉降依然是黃土沉積的重要物質來源,但大量的土糞覆蓋,持續的耕作熟化,以及河流淤灌的泥沙等均參與了幾千年來的成土化過程,使得塿土具有不同于自然成土過程的特殊構型及理化特性。塿土剖面一般具有自上而下的現代耕層、犁底層、古熟化層、古耕層、粘化層、過渡層、鈣積層、母質層等的結構(見圖1)。剖面中古耕層及古熟化層均是古代的耕作表層,是隨著黃土物質沉積堆墊不斷上移,土層不斷增厚形成的。古耕層下伏粘化層,粘化層是全新世大暖期(約8000—3000aB.P.)形成的土層,粘化層頂部與古耕層相接過渡的層位是早期農業開始的地表。粘化層具有與上部黃土層明顯不同的特征,表現為土色多呈褐色或紅褐色,土壤質地堅硬致密,棱柱狀結構明顯,常常成為土壤剖面中的隔水層。

按照關中地區的群眾經驗,人們習慣稱土層上部覆蓋熟化層為“熟土”,下部自然土層為“生土”,二者詞義的區分已代表土壤在人力作用下所發生的轉變。對于下部粘化層,農民又常稱之為“壚土”,似有古代延續使用的壚土之義。早在《呂氏春秋》中就記載“凡耕之道,必始于壚,為其寡澤而后枯,必厚其靹,為其唯厚而及”[1]。其中“壚”與“靹”分別指代土質堅硬與疏松的兩種土類,因不同土質排列耕地的先后順序。結合關中一帶的地形分析,平坦的黃土臺塬及河流階地上普遍發育質地粘重的壚土層,而近河及緩坡地帶常因新近沉積物堆積,發育輕質的靹土。漢代的氾勝之也在強調耕地時節時言:“春地氣通,可耕堅硬強地黑壚土,輒平摩其塊以生草,草生復耕之,天有小雨復耕和之,勿令有塊以待時”[2]。以此看來,黑壚土堅硬的質地并不利于耕作,且不利于水分存留,但它卻是黃土地區最古老的耕作土層。

關中地區的古耕層厚度往往可達50 cm左右,是由歷史時期若干耕作表層層疊而成。土壤經過年年季季的耕翻,伴隨著自然與人為新近物質的添加,原來的耕作表層逐漸被覆蓋,在頂部不斷形成新的耕作表層。受耕犁深度的影響,原來的耕作表層又會逐漸演變成犁底層。古耕層作為當時的地表土層時,土壤的腐殖質較多,土壤顏色應以較深的灰黃色為主,但在后期掩埋狀態下,人為擾動作用減弱,腐殖質不斷分解,會使土壤剖面中古耕層的土色較現代耕作層淺淡。古熟化層實質上也是古耕層,有些地區會表現出古熟化層較古耕層顏色更深,團粒狀結構更明顯,孔隙度更高,說明其熟化程度更強。這也指示隨著農業生產技術的演進,人們干預與擾動土壤的力度增強,從土壤結構和性質上提高了土壤的生產性能。

2環境基礎、技術選擇與人為土形成

從原始農業向傳統農業過渡的時期,早期先民耕翻土地、播種、收獲,開始擾動最初的土壤表層,精耕細作農業使擾動作用逐漸增強,人們期望土壤保持最好的結構、水分和肥力狀態,以獲得更高的產量。不同的歷史階段,這一目標總是基于人們對土壤的認識水平及農作的技術水平。一定程度上,人類擾動土壤的方式及力度決定了土壤演變的方向,幾乎每一次農業生產技術的變革或演進都會提高人們改造土壤耕層的能力。耕作、施肥、灌溉是影響土壤性狀的主要環節,以此為中心的關中農業生產方式成為該地區農業土壤形成的主要推動因素。

2.1早期農業對土壤的擾動

關中地區古老的老官臺文化距今已有7000~8000年的歷史,根據文化遺址出土的農具可以推斷,這里刀耕火種的原始農業也是先用石斧、石刀等工具砍伐森林和荒草,借助火的力量焚燒消滅雜草和樹木,開拓空地,后用石鏟將從野生植物培育出來的粟、黍等作物種子埋入地下,成熟后用石鐮收獲。然而,黃土高原疏松多孔的土壤質地決定了作物收獲后,原有的土地上會立刻長滿荒草,受此影響,人們過著不斷遷徙的半定居生活。這一時期是人類土地開發的萌芽時期,也是人類利用土壤進行生產的開端。雖然在當時人類對于焚燒森林和荒草所產生的灰肥在恢復和提高地力方面的作用未必熟知,但事實上灰肥已經開始為耕作層的熟化發揮作用了。

隨著耒耜、木鋤、石鋤等的產生,人們借助這些工具耕翻土地,改良土壤結構,清除雜草,正式揭開了改善土壤生產性能的歷史。陜西廟底溝二期文化的窖穴坑壁上發現的雙齒耒的痕跡,耒的齒痕長約20 cm,齒徑約4 cm,還有一種單齒耒,齒痕長約30 cm[3]。這些耒耜、鋤等工具對土壤的擾動約在地表下30 cm的深度范圍,這是最原始的耕作層位,逐漸開始了自然土壤向農業土壤的轉化。

夏商周時代,人類開始嫻熟于農耕,對于土壤資源的開發與利用表現為有目的、有計劃的土地規劃與土壤改良。農田溝洫系統用以調控土壤水分,人們依靠它來滿足土壤蓄水與排水的需求,加之古代識別土壤,利用土壤的知識,為大規模土地開發奠定了基礎。春秋時期,隨著鐵農具的逐漸普及與大規模水利工程的興起,人們開始大面積開墾荒地。尤其是鐵犁和牛耕的結合,加速了土地耕翻的頻率和質量,原始農業也逐步過渡到傳統農業階段,開始精耕細作的農業生產。

精耕細作是有限空間內土壤資源得以充分利用的有效方式。關中土壤以粉砂質黃土為主,受偏干氣候的影響,農業生產主要受到土壤缺水的限制。該地區的先民在土壤蓄水方面早已開始積累經驗,耕作時強調“五耕五耨,必審以盡,其深殖之度,陰土必得”[1],即耕地的深度要結合土壤底墑。深耕能增厚土壤耕作層,增加土壤團粒結構,改善土壤水分、肥分、溫度和通氣條件,增強微生物的活動。下層土壤中常含有作物生長所需養分,但由于土壤結構不良,通氣性差,細菌活動微弱,致使養分不能轉化為作物可吸收的養料。深耕后,將下層生土翻到上層,經日光充分暴曬,使土壤風化,生土轉化為熟土,土壤中可以被作物吸收的養分迅速增加。深耕是第一環節,配合細耨作為第二環節,在土地耕翻后,破碎土塊,使土壤表層形成由細土粒組成的覆蓋層,切斷土壤蒸發孔道,保持土壤水分。

關中地區的引淤灌溉具有改良土壤的顯著作用,鄭國渠的開鑿曾惠及陜西涇陽、三原、富平、蒲城等縣,渠長達120 km,引自涇水進入灌渠的渾水淤灌關中平原大于4萬hm2的土地[4]。河流當中的淤泥富含營養物質,這些得以灌溉的土地在增加土壤水分的同時,也增加了土壤的有機質含量。對土壤表層而言,淤灌也會使這些地區的土壤獲得大量的外來砂土物質,在原來褐土層的表面開始累積新的土壤層。另有戰國時秦國興建的趙老峪引渾灌溉設施,引順陽河上游趙老峪的渾水淤灌富平縣薛鎮、底店一帶的土地。這些水利設施除灌溉外,其作用還在于“用注填閼之水,溉澤鹵之地”[5],這種高含沙量的河水兼具灌溉與改良鹽堿地的功效,當時關中東部許多低濕之地實行淤灌后,也開始被人們利用,漸而轉化為可耕墾的農業土壤。戰國時期已開始出現一些肥田措施,“多糞肥田,是農夫眾庶之事也”[6],糞肥及淤灌與精細化耕作共同推動了自然土壤向人為土壤的轉變,構成關中農業土壤的初步形成階段。

2.2傳統農耕技術與土壤環境

隨著秦漢時期重農思想的逐漸興盛,關中地區的農業生產更加細化,一系列先進的農業耕作技術應運而生,土壤資源得以更充分的利用。為適應快速耕翻土地的需要,耱、耙類整地工具的興起使土壤“輒平摩其塊”的過程變得簡單易行,能夠進一步打破黃土的團塊結構,提高土壤的可耕性及滲水性。

關中地區四季分明,不同季節表現出的土壤特征差異顯著,適時耕作則顯得尤為重要。選擇合適的時節能夠改善土壤的物理性狀,保證土壤最佳的生產狀態?!稓飫僦畷分杏涊d:“春凍解,地氣始通,土一和解。夏至,天氣始暑,陰氣始盛,土復解。夏至后九十日,晝夜分,天地氣和,以此時耕田,一而當五,名曰膏澤,皆得時功”[2]。該句說明漢代已將耕作時節與土壤物理性狀結合起來,利用土壤的季節差異指導農業生產。除此之外,氾勝之還指出:“春地氣通,可耕堅硬強地黑壚土,輒平摩其塊以生草,草生復耕之,天有小雨復耕和之,勿令有塊以待時。所謂強土而弱之也?!薄靶邮既A容,輒耕輕土弱土。望杏花落,復耕。耕輒藺之。草生,有雨澤,耕重藺之。土甚輕者,以牛羊踐之,如此則土強。此謂弱土而強之也?!盵2]他提到4種耕作環節,即“平摩”、“藺”、“踐”、“復耕”?!捌侥Α奔窗迅氐耐翂K摩平摩碎,使土地表面形成細致的耕作層;“藺”指蹂躪踩踏;“踐”即踐踏;“復耕”即再耕、三耕,多次耕翻土地。多種生產環節共用可徹底將堅硬的黃土團塊結構破碎,形成松軟的耕作表層。加上雨后復耕的跟進可將地表含水分較多的土壤翻到下層去,以增加耕作層的水分含量,達到保墑的目的。

旱作農業抗旱保墑耕作技術體系在魏晉南北朝時代已基本定型,主要由耕、耙、耢3個生產環節組成。在土地耕翻之后,配合將土地耙碎,再用耢將土塊摩細,使土地表面形成松軟的耕作層,切斷土壤的毛細管,減少蒸發,保住土壤水分。這是從技術層面上形成的一整套耕作措施,增加了土壤孔隙度,破壞了土壤團塊結構,且改變了土壤水的運移方式。隋唐時期基本延續了前代鋤、犁、耬、耱等農具的使用,復種制與連種制的推進也增加了土壤耕翻的頻率與力度。

明清時期,關中地區農業生產的理論與實踐均有長足的發展,耕地、施肥、灌溉等每一項技術的提高仍然旨在調節土壤水、肥、氣、熱,以期滿足作物豐產的需求。如陜西總督李衍研制的人力耕具和涇陽王征的“代耕架”,新型耕具不僅可以減少人力投入,提高農田耕作效率;而且耕具形制的改進可以使土壤表層更加平整,減小地表土壤孔隙度,更利于土壤保墑?!吨咎峋V》中提出耕墾、耘鋤、園圃、糞壤等土壤耕種原則,對山、澤、原、隰、水田等不同地勢土壤,要求“五者之氣機,各有陰陽不同,而耕耨之淺深,亦宜分別”[7]。耘鋤整地也要保勻保墑,使土壤“細燥而易于受水,一有種植,根本深固,外風不能入,內澤不能出”,土壤物理結構達到疏松濕潤,且不易跑水?!掇r言著實》中也提到“麥后之地,總宜先揭過,后用大犁揭兩次。農家云:‘頭遍打破皮,二遍揭出泥,’此之謂也?!盵7]這種耕地頻率與深度的民間經驗來源于對土壤性狀的深刻認知,由于關中地區多是旱塬地,伏天往往降水歷時短,強度大,多次耕地及深淺交替耕作才能蓄墑,加之耘鋤不僅可以改善土壤結構,使土塊松散易碎,通氣良好,好氣性細菌增加,促進有機質的分解和有效養分的轉化,提高土壤的熟化程度;而且可以吸納大量雨水,減少徑流和水土流失,保存肥力。因此,這一時期提倡的整地技術進一步推進關中農業土壤的人為熟化過程。

自古至今關中耕作表層不斷上移主要歸因于外來黃土物質的堆墊,除來自于西北內陸自然粉塵沉降的因素之外,具有顯著地方特色的施肥方式是這一現象的主要原因。土壤學家朱顯謨曾言,塿土是中國古老的耕種土壤之一,分布在黃土地區盛產棉麥的地帶,其中尤以陜西關中為主[8]。關中地區自古就有使用土糞的肥田方法,施肥過程中廣泛加入的黃土構成了土壤深厚耕作層的主要物質來源。漢代的施肥技術已十分細化,氾勝之提出基肥、種肥、追肥的分期施肥方法,他細致論述了不同作物的施肥方式,如“種麻,豫調和田。二月下旬,三月上旬,傍雨種之。麻生布葉,鋤之。率九尺一樹。樹高一尺,以蠶矢糞之,樹三升;無蠶矢,以溷中熟糞糞之亦善,樹一升”[9];“種芋,區方深皆三尺。取豆萁內區中,足踐之,厚尺五寸。取區上濕土與糞和之,內區中萁上,另厚尺二寸,以水澆之,足踐令保澤。[9]”以上文獻中,種麻時施用蠶屎或熟糞;種芋時,濕土和糞的混合物要達到一定厚度。在區田的種植過程中,“上農夫區,方深各六寸,間相去九寸。一畝三千七百區。一日作千區。區種粟二十粒;美糞一升,合土和之?!盵9]區種大豆,“坎方深各六寸,相去二尺,一畝得千二百八十坎。其坎成,取美糞一升,合坎中土攪和,以內坎中?!盵9]將糞肥與土相拌和施入田地勢必會對土壤耕作層的堆積抬高有很大的促進作用,且能夠提高土壤的有機質含量。

魏晉南北朝時期除了沿襲前人用過的人糞尿、廄肥、獸骨、蠶屎、草木灰等糞肥種類外,還提出“壞墻垣”和“踏糞法”2種方法?!皦膲υ狈ㄖ赣门f墻土作為肥料,古代關中房屋墻壁多用黃土制成土坯,土墻經歷風吹日曬往往需要修補或更換,拆換下來的舊墻土則用于肥田。不僅如此,人們的床榻、灶臺也常用黃土夯制而成,這些最終廢棄的生活用具以肥料的形勢回歸于土壤中。肥田的功效來源于長期休閑的土壤中,可能富含細菌及藻類,可以固定大氣氮,或是其中含有的硝酸鹽與微生物一起轉化成氮化物,提高土壤肥力。后代關中地區仍一直延續著以土坯造房的傳統,這種“壞墻垣”的積糞方法在關中地區甚為普遍。踏糞法則是人們將麥穰谷秸等物與人糞尿或家畜糞尿混合,讓牛等大家畜將其踩踏混合的積肥方法?!洱R民要術·雜說》中記載:“凡人家秋收治田后,場上所有穰、谷秸等,并須收貯一處,每日布牛腳下,三寸厚,每平旦收聚堆積之,還依前布之,經宿堆聚。計經冬,一具牛踏成三十車糞。至十二月、正月之間,即載糞糞地?!边@2種積肥方法均在原來土壤耕作層的基礎上不斷施加外來物質,使塿土的剖面逐漸增厚。唐代的關中仍是全國的政治經濟中心,農業生產所需的糞肥自不會少,積累肥源的過程也會倍加重視,在京城甚至還出現了“以剔糞為業”致富的商人。同時,農產品的多樣化對土壤肥力的要求也會更高,在《四時纂要》有關施肥措施的記載中,瓜果蔬菜的種植都需要施肥,且很多都有與土拌和的過程。

至明清時期土糞的使用依然廣泛,盡管人們收集的肥源種類更趨于多樣化,如《知本提綱》中提到的糞肥包括人畜糞尿、草、泥、骨蛤、灰、皮毛等多種,但很多肥糞仍需要與黃土混合?!掇r言著實》中載:“地將凍,再無別事,就丟下拉糞。明年在某地種榖,今冬就在某地上糞。先將打過之糞再翻一遍,糞細而無大塊,不惟不壓麥,兼之能多上地?!盵7]上糞前要先將土糞塊打散,上地后要“隨拉隨即將糞撒開。地內不許放堆堆子,一則怕地凍撒不開,二則亦怕日久不撒,糞堆底下的麥苗,沾糞氣生發,向后撒開,糞底的麥苗受癥?!盵7]另據《農言著實》中附雜記十條載:“農家首務,先要糞多……必須于每日早晚兩次襯圈,糞要撥開,土要打碎,又要襯平。過十日出圈,周而復始,則日積月累,自然多亦?!盵7]可見,以土和糞的積糞方式因混入黃土常會產生堅硬的大土塊,強調施用之前將其打碎。施肥到地里后,將土糞平鋪散開,這有助于作物吸收,起到保墑作用,也會形成厚度均勻的人為堆墊層。再有“冬天無事,或著火計一人打土墼,或叫人打土墼……以防來年補修墻垣,再防雨水過多,牲口圈內無土可襯,就將此土墼打底襯?!盵7]牲口圈內墊土一則使牲口保暖,二則為積糞所用。這里打的地墼或土墼在雨水過多、無土可用時用來墊圈,實則等同前述“壞墻垣”的積肥方式,自然也構成關中塿土堆墊層的主要物質來源。

水利灌溉是關中土壤耕作層不斷增厚的又一原因,由于高含沙量的河水灌溉,逐年形成落淤層,與土糞施加的作用相混合常會形成厚度更大的人為堆墊土層。漢代是關中興修水利的高潮時期,龍首渠、成國渠、六輔渠、白渠、湋渠、漕渠的灌溉作用都曾對關中農業土壤的形成起到重要的作用。據《史記》載:漕渠“引渭穿渠起長安……而渠下民田萬余頃,又可得以溉田。此損漕省卒,而益肥關中之地,得榖?!盵5]太始二年,“引涇水,首起谷口,尾入櫟陽,注渭中,袤二百里,溉田四千五百余頃,因名曰白渠。民得其饒,歌之曰:‘田于何所?池陽、谷口。鄭國在前,白渠起后。舉臿為云,決渠為雨。涇水一石,其泥數斗。且溉且糞,長我禾黍。衣食京師,億萬之口?!源藘汕堃??!盵10]渭河及其支流的泥沙大多來自于流域內的表土資源,黃土疏松易蝕的特性使大量黃土順水輸送,在灌溉所及區域落淤下來。而且,肥沃的表土中往往含有豐富的營養物質,起到土壤加肥的作用。對土壤剖面構型而言,逐年淤積會形成深厚的落淤層,上部淤積堆墊層與下部原生褐土層在顆粒組成、理化性質方面也存在顯著差異,形成特殊的灌淤土。野外土壤觀察中也發現,關中東部可供河水灌溉的階地地形上,古耕層的厚度顯著大于渭北臺塬區。且我們推測,在各渠道的周邊地區,古老土壤淤積層的人為堆積熟化速度也要高于其他未經灌溉的或實施井灌的地區。魏晉南北朝至隋唐五代時期,關中地區農田水利工程新修不多,多系舊有工程的維修,灌溉所引起的土壤上部的泥沙淤積仍主要集中在漢代建立的灌區內。

明清時期關中基本延續舊有水利系統,但利用涇、渭等大河灌溉的成效并不大,例如涇河的灌溉面積已大大縮小。明朝洪武、成化年間涇水灌溉8000 hm2,后隨著渠道反復疏浚與復塞,清代引涇水的龍洞渠幾乎無法引到涇水,但其鑿石洞時涌出的眾多泉水卻流量穩定,遂開始拒涇引泉。灌溉面積于乾隆年間可達約4300 hm2,到光緒年間已減少至1800 hm2。[11]沿用了近2000年的引涇渠系終在清中期告一段落,灌區內的土壤表層也暫且停止了河流泥沙的淤積作用。與此同時,該時期關中小河流灌田與井灌得到推廣與發展,這些工程雖然灌溉面積小,但由于數量多,對關中農業土壤熟化與灌淤層形成也起到一定的推動作用。

3結語

關中平原是中國的古老農耕區,兩千多年持續的農業歷史進程及黃土資源利用的民間經驗創造出極具地方特色的農業景觀——塿土,它在我國人為土分類中占據著重要的地位。塿土的形成是人類農耕活動作用于土壤并引起自然土壤演變的直接體現。隨著農業生產技術的不斷提高,人們擾動土壤的頻率與強度也會逐漸增強。古代關中平原土壤資源利用及農業土壤形成過程大致經歷了先秦時期農業土壤的初步形成、秦漢至隋唐時期土壤耕層的快速人為化以及明清時期關中農業土壤的持續發展階段。在早期農業開發的萌芽階段,人們主要依靠自然土壤的本質及地力自然恢復進行農耕,人類干擾土壤的能力較弱。春秋戰國時代,隨著鐵農具的產生及施肥、灌溉技術的初步形成,農業土壤開始形成,人為干預逐漸增強。秦漢至隋唐時期,關中曾作為全國政治、經濟、文化中心,農業快速發展,新的生產工具及技術應運而生,農業土壤經歷了快速農耕化的過程。明清時期,關中仍然是我國重要的農業區,不斷更新的農耕理論與技術保證了農業土壤形成的持續穩定發展。

在農業生產過程中,周而復始的耕翻、施肥、灌溉是關中農業土壤形成的主要驅動力。歷史證明,諸如治田方式、整地技術、耕作技術在內的一系列耕翻土地的行為均是以改善土壤環境為目標,以此調節土壤物理結構、水分特征等,這些措施也是創造耕作層優良結構體的主要作用力。施肥過程中使用的土糞是關中自古至今延續的重要肥料,根據當地農民經驗,這種黃土的添加有3個作用,其一可避免熟糞對作物的燒傷作用,其二可增加肥糞數量,其三可作為家畜的墊圈物質,年復一年的土糞施用是塿土上部人為堆墊層不斷增厚的主要原因,因此施加土糞的歷史過程可在一定程度上反映出土壤堆墊層的時空演變過程。人們生活起居中利用黃土建造的房屋墻垣,床榻、爐灶等也會回歸于土壤層,重新參與土壤的形成與演變。這也使得以大量黃土以土糞為媒介發生了水平或垂直的位置移動,人們形象稱之為“黃土搬家”。這些土糞物質經過耕作熟化和作物吸收,構成現代土壤耕層的成土物質。黃河流域水利灌溉的功效除補給土壤水之外,顯著作用即為給土壤耕作層帶入大量泥沙,這些泥沙與土糞共同起到加肥土壤的作用,關中涇、渭、洛灌區的土壤就形成了深厚的灌淤層??梢?,關中以耕-耙-耱為主的耕作體系、土糞肥田、河流淤灌是自然土壤發生人為轉變的重要影響因素,然而現代農業生產技術的巨大變革已使這些農業行為漸漸被替代,土壤的形成與演變也會發生新的人為擾動方式。

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