作者:杨顺华 来源:中国科学报 发布时间:2017-7-28
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“泥巴”如何走入博物馆

 

■杨顺华

去年,一部名叫《我在故宫修文物》的纪录片刷爆了朋友圈。该片讲述了故宫里一些珍贵文物的修复过程和修复者的生活故事,让观众一窥各种奇珍异宝光彩的同时,也对大国“匠人”的敬业精神肃然起敬。

人们容易对一些稀世珍奇表现得尤为好奇,却甚少对被我们踩在脚下的土壤表现出应有的关注。文艺复兴巨擘达·芬奇就曾直言“我们对自己脚下土壤的了解,远不及对浩瀚的天体运动了解得多”。

地球这么大,土壤那么多姿多彩,如果能让原本远在天边遥不可及的各地土壤“济济一堂”,汇聚在一起开个“群英会”,参观者借此就可以日行“万里路”,在博物馆内亲近和认识全国甚至全球的土壤,该是一件多么让人兴奋的事情。

进入博物馆前,要先制作成原状土壤整段标本。这种标本是从土壤剖面上用木箱套取或合成树脂粘贴制作而成的。土壤剖面是一个具体土壤的垂直断面,其深度一般达到基岩或达到地表沉积体的相当深度为止。一个完整的剖面通常具有数层性质各异的“皮层”(学名为发生层),这些“皮层”具有特定的性质和组成,大致与地面相平行,忠实地记录了成土过程所留下的线索。

制作标本的第一步是采集土壤标本。先要找到采样点,别小看代表性点位的确定,这里面有着很深的“道道”。概括来说,土壤学家在野外踏勘的基础上先对野外环境有一个大致的了解,而后借助3S(全球定位系统、遥感、地理信息系统)技术,综合利用地形、气候等各种环境信息,找到预先布设的采样点,并在野外根据专家知识做出实地调整,最终确定采样点位置,采集土壤样本带回实验室。

挖掘剖面是一份专业而又费力的工作。为了便于观察,剖面的观察面应向着光线照射的方向。剖面的尺寸一般为1.2m(观察面宽)×1.2m或岩石风化层上界向下10cm(观察面深)×2~4m(水平面长)。值得一提的是,需要将挖出的各层土壤分开堆放,分别放在土坑的左右两侧,观察完成后按土层原次序回填,以保持表层的地力。

采集整段标本是野外工作的重头戏。土坑挖好后,要用特制的木盒在观察面采集所需的整段土层,带回室内制作土壤整段标本。需在观察面上处理出与木盒容积大致相当的形状,然后将土体“塞”进木盒,取下后密封固定,带回室内风干、制作整段标本。当然,采集的样品还要详细记录各自信息,包括精确的样点位置、地形部位、成土母质、气候、植被、利用方式等。

如果说野外采样是将散落人间的各色土壤“娶”回家,那么接下来的标本制作过程就是让土壤样品适应新环境和给土壤“梳妆打扮”的过程。给土壤“梳妆打扮”可不是一件容易的事,这个过程包括钻孔、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,走完整个流程通常需要数月时间。为了尽可能地还原土壤在野外本来的样子,我们首先得认识土壤。

土壤具有一定的剖面层次和形态特征。土壤是生物、气候、母质、地形、时间等自然因素和人类活动综合作用下的产物,并随着这些成土因素的变化而变化。在土壤发生发展的历史长河中,逐渐形成了一个形态、物质组成和结构上可以剖析的自然实体。土壤剖面分为三个基本矿质土层:A层,又叫表土层或者腐殖质层,是植物生长、动物和微生物活动最频繁的层次,也是人类扰动程度最大的层次;B层,又叫心土层,处于土壤剖面的中间层次,由于该层有物质的移动和淀积,因此心土层最能反映土壤形成过程的特点;C层,又叫成土母质层,这是一个非常形象的名称,母质层就像母亲一样,源源不断地为土壤的发生发育提供物质原料,因此土壤的某些性质常常与成土母质具有很高的吻合性,带有某种程度的继承性。

其实,这只是三个粗分的土壤层次,实际上,土壤剖面的层次比这三层更丰富。

修剖面,修的是“过程”。而“过程”是一系列连续变化的动作行为,是事物发展所经过的程序阶段,怎么能在土壤剖面上修出来呢?其实,土壤形态和性质就是土壤形成过程的“告密者”。《中国土壤系统分类》将土壤划分出14个土纲,这些土纲之间有着明显区别,我们修剖面就是要反映出这些土壤在剖面层次、结构、颜色等方面的差异,并且让观察者能够从中解译出土壤的形成过程。例如,灰土剖面中具有一个明显的灰化淀积层,在修饰土壤剖面时,就需要突出灰土剖面中的这一层次。

土壤的性质千差万别,结构千变万化,对土壤的形成过程有大致了解,修剖面时才能做到游刃有余。

全国性土壤整段标本的选择,讲究代表性、完整性和科学性。这样一套标本,必须既能满足专业人士解译土壤发生演化过程的需要,又能教化大众,提高大家爱土护土意识;同时,从国家层面来看,一套较为完整的土壤剖面标本,对于摸清国家土壤资源家底,保存稀缺性土壤,制定“藏粮于地”的国家战略,其重要性不言而喻。

(http://blog.sciencenet.cn/u/huagu66666)

《中国科学报》 (2017-07-28 第2版 博客)
 
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