紫金山新闻
关注

10万件标本,一馆看尽全国大地

紫金山新闻
2023-12-04 15:05

不看视频、VR,一分钟内如何走遍全国大地?在中国科学院南京土壤研究所土壤标本馆可轻松实现。

这里收集了我国陆地上几乎所有种类的土壤。红、黄、青、黑、白,原本远在天边遥不可及的各地土壤济济一堂地汇聚于标本馆中部展区的一个半月牙形玻璃仓内,整个仓的造型还模拟了全国土壤的走势,参观者行走其上,便可日行“万里路”,在博物馆内亲近和认识全国的土壤。

南京土壤研究所土壤标本馆,是我国历史最悠久、馆藏最丰富的集研究性收藏与科普性展出于一身的土壤标本馆之一。12月1日,在世界第十个土壤日到来之际,记者走进这座藏有近10万件土壤标本的标本馆,探寻脚下大地的奥秘。

中国科学院南京土壤研究所土壤标本馆展出的土壤标本。南京日报/紫金山新闻记者 缪越摄中国科学院南京土壤研究所土壤标本馆展出的土壤标本。南京日报/紫金山新闻记者 缪越摄

土壤“五颜六色”,背后有秘密

“你看你脚下的土,是不是看起来红红的,这是采集自海南琼山的砖红壤。”南京土壤研究所土壤标本馆馆长陈冬峰领着记者“行走我国大地”。南方高温高湿多红壤,再往前往北,颜色就又变了。中部的黄土高原雏形土呈黄色,西北干旱土盐碱土呈白色,北方肥沃的黑土地则为黑色的,而东方多水稻土呈青色。

“一两土二两油。”土壤的颜色由土壤中所含的养分所决定。通常来说,颜色越黑,土壤越肥沃。陈冬峰介绍,颜色的深浅与有机质有关,有机质含量越多,土壤颜色就越深;反之,土壤颜色越淡。此外,土壤颜色还与其中所含矿物质化合物的种类有关,比如氧化铁为红色,根据其含量多少,土壤便呈现不同程度的红、棕红及棕黄色。盐碱、二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝等则为白色。

南京地区主要是黄棕壤和水稻土,呈深黄色。“水稻土,其实是一种人为土,由长期淹水和种植水稻后发育形成的。”陈冬峰介绍,土壤颜色也是可以改变的。比如,黑土如果长期耕种、不施肥,土壤中有机物质减少,土壤颜色就有可能变淡。反过来,白土、红壤、黄壤,在人们施用有机肥作用下,土壤中有机质有所增加,土壤也会逐步向黑色过渡。

根据土壤的颜色,还可以“因地制宜”种植相应合适的作物,“对症下药”对土壤进行改良。比如,戈壁滩的土壤石块较多,地下缝隙较大,存不住水分,适合种果树。

同一个土壤标本,上下的颜色似乎也会有所不同。记者在标本馆看到,展出的土壤标本大多装在一个木盒子里,长度约有一米左右、宽20厘米左右、厚度约4厘米。大部分标本上半部颜色看着都要比下半部深一点。

“这是因为上半部分的土壤有植物的根系、落叶、残体等有机物常年积累,土地中营养比较丰富;下半部分的土壤内少量或没有植物的根系、落叶、残体等有机物,所以颜色淡一点。”陈冬峰解释道。

把“泥巴”搬进标本馆,代价不小

这些原本分布在天南海北的土壤是怎样被采集到这里的呢?

据介绍,采集土壤标本,首先要找到采样点。这里面有着很深的“道道”,土壤学家首先要在野外踏勘,对野外环境有一个大致的了解后,再确定一个具备当地土壤典型性特点的采样点位置。

采样人员在野外挖掘剖面。受访者供图采样人员在野外挖掘剖面。受访者供图

接着就是挖掘剖面,这是一份专业而又费力的工作。陈冬峰介绍,为了观察方便,采样人员多垂直向下取剖面整段标本,这就意味着采集人员要在采样点挖一个深一米二,长宽两米左右的坑。挖出的各层土壤分别放在土坑的左右两侧,观察完成后还要按土层原次序回填,以保持表层的地力。

土坑挖掘好了之后,就迎来了重头戏——采集整段标本。采样人需要先在观察面上处理出与特制的标本木盒容积大致相当的形状,然后轻轻地将土体“塞”进木盒内,取下后密封固定保存,带回室内风干、制作整段标本。当然,采集的样品还要详细地记录好各自的“身份信息”。

土壤整段标本采回来后,是不是就能“住进”标本馆了?“还得修剖面。”陈冬峰表示,要通过钻孔、干燥、浸胶、粘贴麻布、粘结底板、标本修饰和喷胶定型等多个步骤,来尽可能地还原土壤在野外本来的样子,“走完整个修剖面流程,通常需要2个月左右时间。”

在野外采集好的土壤整段标本。受访者供图在野外采集好的土壤整段标本。受访者供图

“为了更好地研究土壤、保护土壤”

为什么要采集土壤标本?这些土壤制成标本有什么作用?

“采集标本归根到底是为了更好地研究土壤、保护土壤。”陈冬峰讲解道,随着时间流逝,土壤性状也会持续变化。如果我们把某个时间某个地方的土壤取样、制作成标本,就能为之后的研究提供不同的研究断面。长时间样品资源十分稀缺,对长期实验意义非常重大。“馆里年纪最大的标本大概是在1934年取样的,还有个比较珍稀的标本是上世纪七十年代在西沙群岛取样的土壤。”

记者在现场看到,每个标本都标注了详细的信息,土壤、地点、地形、母质、利用状况、采集日期、采集人等一目了然。陈冬峰提及的采集自西沙群岛的标本,标注着:土壤为磷质钙质湿润雏形土,母质为珊瑚贝壳碎屑砂。

所谓母质,即地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物,它是形成土壤的物质基础,既区别于土壤,又对土壤的形成和肥力发展有深刻的影响,母质的很多性状都会遗传给土壤。

“所有的土壤其实都是由岩石矿物经过风化作用产生的。一块岩石表层经过物理、化学风化、生物风化,生成一厘米厚度的土壤,平均时间大概要三四百年。所以,某种程度上,土壤其实是有‘不可再生的’一面的。”陈冬峰说。

近年来,南京土壤研究所土壤标本馆持续开展科普活动,迎来越来越多参观者,今年来已接待观众近1万人次。陈冬峰说,万物土中生。他期望,标本馆能充分发挥馆藏标本的价值,帮助公众更好地认识土壤、珍惜土壤、保护土壤。毕竟,我们的根扎在土里。

南京日报/紫金山新闻记者 张安琪