誰都知道我國(guó)有960萬km2的遼闊領(lǐng)土。但有多少人知道，我國(guó)還有300多萬km2的領(lǐng)海呢？而又有多少人知道，擁有一個(gè)彈丸之地的島礁，就擁有數(shù)萬倍面積的海疆呢？

　　我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，南中國(guó)海上的東沙、西沙、中沙和南沙四大群島，就是我國(guó)先民所稱的“千里長(zhǎng)沙”、“萬里石塘”，是海上的絲綢之路，也是南疆的屏障。

　　我國(guó)南海有著獨(dú)特的自然環(huán)境和豐富的資源，面對(duì)著浩瀚湛藍(lán)的海洋和形如珍珠般星羅棋布于其上的島礁，我們充滿了自豪但也意識(shí)到身上的一份責(zé)任。

　　作為土壤工作者，我們雖非海洋工作者，但也深知研究南海諸島土壤的重大意義，早在上世紀(jì)上半頁就開始不斷地進(jìn)行南沙群島和西沙群島土壤及其生態(tài)系統(tǒng)的研究。

　　1、南海諸島土壤研究的歷程

　　1.1 南沙群島的首次土壤考察

　　1947年2月，應(yīng)當(dāng)時(shí)海軍司令部之邀，前地質(zhì)調(diào)查所派員調(diào)查南沙群島資源，以謀開發(fā)。席連之奉命前往。這位出生于1917年，畢業(yè)于浙江大學(xué)的土壤學(xué)者，1947年3月24日由京赴滬，4月18日乘中業(yè)號(hào)軍艦?zāi)虾?，?jīng)臺(tái)灣高雄及廣州兩地補(bǔ)充給養(yǎng)，5月11日到達(dá)海南島之榆林港，時(shí)值南中國(guó)海有一低氣壓，狂風(fēng)暴雨，難以航行，候至18日雨過天晴，出海南航，至當(dāng)月21日晚抵達(dá)目的地—南沙群島最大的島嶼太平島。

　　太平島海拔2.5m，東西長(zhǎng)1350m，南北寬350m，狹長(zhǎng)似海參，面積0.432km2，地處赤道熱帶，土壤資源豐富，且多鳥糞磷礦，植物生長(zhǎng)茂盛，可生長(zhǎng)椰子、香蕉、木瓜；也可種植各種蔬菜。

　　因受軍艦航程安排所限，席先生南沙之行耗時(shí)三個(gè)月，而實(shí)際工作只有2天。他利用短暫的時(shí)間，竭盡全力，踏遍全島每一個(gè)角落。

　　因該島許多地方被珊瑚、貝殼砂覆蓋，席先生命名那里的土壤為石質(zhì)土（Lithological soils），其下劃分為若干土系，如南沙系、長(zhǎng)島系和太平島系，以及鳥糞磷礦等。

　　他采集了一批土壤和鳥糞磷礦標(biāo)本，遠(yuǎn)涉重洋，帶回北京。在這次考察基礎(chǔ)上著有“南沙群島土壤紀(jì)要”（附太平島土壤圖）。文章雖較簡(jiǎn)明，但這是一篇具有重要?dú)v史價(jià)值的早期土壤學(xué)文獻(xiàn)。

　　1.2 西沙群島土壤的初次考察

　　1947年春，應(yīng)當(dāng)時(shí)海軍總司令部之邀，前地質(zhì)調(diào)查所派員調(diào)查西沙群島資源，以謀開發(fā)。陸發(fā)熹奉命前往。這位1912年10月出生，畢業(yè)于中山大學(xué)的土壤學(xué)者，于1947年3月赴滬，4月4日搭乘中基軍艦前往，同月22日抵達(dá)西沙群島中之永興島，23日先在永興島工作，后在石島及和五島（東島）工作。5月1日離島經(jīng)榆林港返廣州。

　　陸發(fā)熹的考察以永興島為主，永興島是西沙群島中最大的島嶼，約2.1km2。該島古名林島（Wood Island），光復(fù)后，永興艦最先抵此，遂改今名。

　　陸先生命名該島土壤為黑色石灰土和海灘沖積土，其下劃分為若干土系，如林島系與永興島系等。對(duì)土壤剖面描述甚祥，并繪有永興島和石島的1：20000的土壤圖，陸先生調(diào)查時(shí)島上的鳥糞磷礦僅存10萬噸左右，考察后著有“廣東西沙群島土壤及鳥糞磷礦”一文。這是對(duì)西沙群島最早的土壤學(xué)研究的重要文獻(xiàn)。

　　1.3 西沙群島土壤的詳細(xì)考察

　　1974年1月西沙自衛(wèi)反擊戰(zhàn)后，受到勝利的鼓舞，南京土壤所主動(dòng)向中國(guó)科學(xué)院申請(qǐng)赴西沙考察。在廣東省政府、廣州軍區(qū)的批準(zhǔn)和支持下，龔子同、蔣柏藩、張紹德、吳志東和王振榮一行五人組成考察組，于同年11月上島考察。這是繼陸發(fā)熹27年后的又一次土壤考察。

　　這次考察的特點(diǎn)是：1.時(shí)間長(zhǎng)：不是短短的幾天，而是長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的實(shí)地考察，雖抵離主島船只稍大，而島際船只很小。風(fēng)高浪大，曾經(jīng)歷臺(tái)風(fēng)，又屢遇險(xiǎn)情；2.范圍廣：先后考察了永興島、石島、珊瑚島、金銀島、琛航島、晉卿島和趙述島等9個(gè)島嶼，大的有1.2km2，小的只有0.2 km2，上島后考察采樣和制圖是前所未有的；3.專業(yè)性很強(qiáng)：運(yùn)用了土壤學(xué)各學(xué)科手段，如土壤礦物，土壤微形態(tài)，土壤微生物，農(nóng)業(yè)化學(xué)（特別是磷的農(nóng)業(yè)化學(xué)）和土壤改良等知識(shí)和手段進(jìn)行綜合研究。

　　通過考察采集了大量土樣、植物樣品，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，著有“我國(guó)西沙群島土壤的鳥糞磷礦”等，對(duì)那里的富磷高鈣的土壤首次命名為“磷質(zhì)石灰土”。后被第二次土壤普查和教科書廣泛采用。

　　1.4 南沙群島土壤的又一次探索

　　上世紀(jì)90年代初，應(yīng)邀參加“南沙群島自然地理”考察和研究。但我所遠(yuǎn)離南沙，又無法直接上島。困難顯而易見，但龔子同、周瑞榮和劉良梧等人終于克服了困難：

　　首先，在該所標(biāo)本庫(kù)中找到了當(dāng)年席連之所采集的5個(gè)剖面18個(gè)土樣；

　　其次，南海海洋所趙煥庭先生為他們提供了永暑礁人工菜園土，信義礁沙洲土壤，以及永暑礁和渚碧礁的雨水樣；

　　再次，搜集了不少南沙的新資料。以此為基礎(chǔ)開展了大量實(shí)驗(yàn)室為主的土壤專題研究。

　　上世紀(jì)40年代的土壤樣本，限于當(dāng)時(shí)的條件，只對(duì)4個(gè)樣品進(jìn)行了20個(gè)項(xiàng)目次的分析。

　　而這次專題研究，對(duì)所采集樣本進(jìn)行了物理、化學(xué)、礦物組成，以及全套大量元素、微量元素和14C的測(cè)定。測(cè)定的項(xiàng)目次數(shù)以千計(jì)。

　　通過上述研究對(duì)南沙群島土壤有了進(jìn)一步的了解，在此基礎(chǔ)上不僅寫了“南沙群島土壤和土壤地理”等論文，而且在“Pedosphere”和“Scientia Geologica Sinica”上發(fā)表了文章，并在南海海洋生物國(guó)際會(huì)議上把我們的研究成果介紹到國(guó)外。

　　2、土壤形成類型

　　2.1 成土條件

　　南海諸島雨量豐沛，熱量充足，無四季之分，平均氣溫26.5°C，年降雨量1500mm左右，為赤道熱帶氣候。島上的巖石主要是第四紀(jì)珊瑚、貝殼碎屑灰?guī)r和近期海浪堆積的珊瑚、貝殼碎屑砂。諸島面積小，海拔低，僅數(shù)米或十多米。

　　南海諸島的鳥類，據(jù)初步調(diào)查有紅腳鰹鳥等60余種，其中以紅腳鰹鳥最多。過去此種鳥類極多，成千上萬棲息于島上，目前東島仍有紅腳鰹鳥與褐鰹鳥共居于麻楓桐林內(nèi)，登高遠(yuǎn)望，宛如一片棉田。

　　南海諸島的植被，初步估計(jì)約有200余種，主要建群植物，喬木有白避霜花、海岸桐、海棠果等，灌木有銀毛柴、草海桐、海巴戟、水芫花等，草本植物有錐穗純?nèi)~草、鹽地鼠尾草、厚藤、海馬齒莧等，還有大量的栽培植物，主要是椰子和各種蔬菜。

　　2.2 成土過程

　　成土過程主要包括生物積累和分解、鹽漬和脫鹽以及磷的富集和淋溶。

　　2.2.1 生物累積和分解

　　土壤形成的生物作用中，除植物的作用外，還有鳥類參加。土壤有機(jī)質(zhì)含量一般在80-100mg·kg-1，某些植被郁閉度大、鳥類活動(dòng)頻繁之地，土壤有機(jī)質(zhì)可達(dá)170-300mg·kg-1，而林相遭破壞，或植被差的土壤上，有機(jī)質(zhì)不足5mg·kg-1，甚至更少。有機(jī)質(zhì)在剖面中的分布表層高，隨著深度增加而急劇減少。

　　2.2.2 鹽漬和脫鹽

　　每一個(gè)海島都被無邊的海水所環(huán)抱。海水、地下水、降雨還有植物都給島上的土壤帶來鹽分，與此同時(shí)，在大量的降水作用下鹽分不斷淋失。在高溫多雨的情況下，加上土壤質(zhì)地疏松，因此，除濱海地區(qū)外，土壤含鹽量大部分≤10mg·kg-1。

　　2.2.3 磷的富集和淋溶

　　頻繁地鳥類活動(dòng)，使地表有大量鳥糞堆積。在高溫多雨的情況下，鳥糞迅速分解，釋放出大量磷酸鹽，隨著枯枝落葉腐解過程中產(chǎn)生的腐植酸一起下淋。

　　雖然磷的移動(dòng)性小，但在長(zhǎng)期成土過程中也發(fā)生淀積，引起剖面分異。從西沙群島的統(tǒng)計(jì)來看表層（A層）全磷（P2O5）為281.0-299.7mg·kg-1，淀積層（Bt層）為285.2 mg·kg-1，即使母質(zhì)層（C層）也有5mg·kg-1。

　　2.3 土壤特性

　　2.3.1 土壤顆粒

　　熱帶土壤的質(zhì)地一般是比較黏重的。而南海諸島土壤，由于其繼承母質(zhì)特點(diǎn)而質(zhì)地很粗，大部分為砂壤土、緊砂土和松砂土。黏粒含量很低，只有百分之幾，甚至不含黏粒。這些“砂”不同于石英砂，大部分系磨圓度很小的珊瑚、貝殼碎屑。南沙、中沙、西沙中的“沙”，反映了這里土壤的特點(diǎn)。

　　2.3.2 黏土礦物

　　熱帶土壤的黏土礦物以三水鋁礦和高嶺石為主，經(jīng)X光衍射和電子顯微鏡鑒定，這里土壤的黏土礦物以水云母為主。

　　2.3.3 化學(xué)性質(zhì)

　　熱帶高度風(fēng)化的土壤酸性不含石灰，而島上的土壤pH8.5左右，CaCO3含量在30-50%之間，最高可達(dá)90 %以上。熱帶土壤中磷（P2O5）一般在1.0mg·kg-1左右，而這里土壤中的磷高達(dá)250mg·kg-1，土壤總磷中無機(jī)磷占80-90%，無機(jī)磷中Ca-P占80-90%，Ca-P中Ca10-P占90-97%，是全國(guó)含磷最高的土壤（表1）。

　　微量元素中Sr、B、Zn、Cu、Cd等元素含量較高。土壤中有效性P2O5、K2O和Zn比較高，有效性Mn、Fe、Mo、B含量較低。

　　2.3.4 土壤腐殖質(zhì)

　　腐殖質(zhì)組成與熱帶、亞熱帶石灰性土壤有相似之處。土壤腐殖質(zhì)（有機(jī)質(zhì)）與土壤交換量，有效Zn、Cu、B、Mn、Fe有正相關(guān)。

　　2.3.5 土壤微生物

　　土壤微生物總量比較高，細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量都不低，放線菌數(shù)量特別高，有的甚至超過了細(xì)菌的數(shù)量。在這種高磷土壤上，雖然以磷酸三鈣為磷源，但分離了六株不同類型的磷細(xì)菌，并沒有發(fā)現(xiàn)它們有很大的溶磷能力。

　　總之，這是一種高磷富鈣的土壤，從國(guó)際化的中國(guó)土壤系統(tǒng)分類來看，主要是富磷巖性均腐土和雛形土（照片1）。此外，還有鹽成土和砂質(zhì)新成土。

　　2.4 鳥糞磷礦

　　所分布的鳥糞磷礦，通過X光衍射鑒定，可以判斷這部分磷酸鹽主要是以羥磷灰石形態(tài)存在。根據(jù)土壤薄片的微形態(tài)觀察，這是一種似晶質(zhì)的膠狀磷灰石或可稱為膠磷礦。成土過程中，大部分珊瑚、貝殼碎屑逐漸被膠磷礦所浸染、包被、部分交代以至完全交代（照片2，3）。

　　2.5 土壤類型分布

　　土壤發(fā)育于大小不同的礁盤上，一出礁盤，水深一落千丈，最深可達(dá)5567m。各島一般均被砂堤所環(huán)抱，自礁盤而上即為不同厚度的砂堤，其外緣受海水影響為鹽成土，內(nèi)側(cè)為砂質(zhì)新成土，越過砂堤為不同磷含量的石灰性土壤。大部分島嶼呈橢圓形，如永興島、太平島、金銀島和珊瑚島等；晉卿島和甘泉島呈梨形；東島和北島則有東南向西北延伸。

　　因此概括地說，南海諸島土壤呈不對(duì)稱的同心圓式分布，圓中心為鳥糞磷礦，向外依次為富磷巖性均腐土（磐狀磷質(zhì)石灰土）、磷質(zhì)石灰性雛形土（磷質(zhì)石灰土）、砂質(zhì)新成土（砂土）和正常鹽成土（鹽土）（圖1）。

　　3、土壤生態(tài)系統(tǒng)及其保護(hù)

　　3.1 獨(dú)特的富磷生態(tài)系統(tǒng)

　　研究發(fā)現(xiàn)，南海諸島是一個(gè)獨(dú)特的富磷生態(tài)系統(tǒng)。土壤是這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的紐帶。

　　我國(guó)熱帶、亞熱帶土壤含磷一般不足1.0mg·kg-1。而南海諸島土壤中的磷含量要高出它數(shù)倍至上百倍。鳥類活動(dòng)是這個(gè)系統(tǒng)中的重要因素。

　　南海諸島上有大量的紅腳鰹鳥等鳥類，海鳥以海洋中的魚類為食，把海洋的物質(zhì)帶到島上，把可觀的鳥類、鳥類尸體投入土壤，同時(shí)把大量的磷素帶進(jìn)土壤。

　　土壤中高磷特性，明顯地反映在植物的化學(xué)組成。一般熱帶植物含磷只有2mg·kg-1，而島上植物含磷都在10mg·kg-1以上，一般說，其含量次序?yàn)橄趟?gt;草本植物>灌木>喬木。其中海馬齒莧和西沙黃細(xì)心，其含磷量可達(dá)21mg·kg-1以上。

　　土壤特性同時(shí)影響淺層地下水（n=13）最高4.9mg·L-1，最低0.2mg·L-1，大氣降水中也含有0.02mg·L-1。

　　海洋是一個(gè)巨大容器，磷溶于水但不揮發(fā)，海洋中的磷由魚類和水生生物富集，通過鳥類把水圈中的磷帶到了生物圈，鳥類活動(dòng)和植物的生長(zhǎng)促進(jìn)了在巖石圈上（珊瑚、貝殼碎屑）富磷土壤的形成，即在生物圈和巖石圈的相互作用下形成了土壤圈。

　　在大氣圈作用下，土壤圈中的磷發(fā)生淋溶，繼而又進(jìn)入水圈。這樣形成了一個(gè)磷的生物地球化學(xué)循環(huán)。

　　地殼中的元素磷（P）為0.12%（重量克拉克值），位居元素中的第13位。而群島上土壤中磷在所有元素中僅次于鈣而居第二位。群島土壤中的磷，像鹽漬土中的鹽分、紅壤中的鐵鋁一樣，在生物圈中起突出作用。

　　假如把某一元素的過多或缺乏作為生物地球化學(xué)區(qū)域特征的話，那么群島應(yīng)是一個(gè)富磷的生物地球化學(xué)生態(tài)系統(tǒng)（圖2），而有別于其他地區(qū)。島上不同類型的土壤，由于成土?xí)r間不同，剖面中磷的分布模式存在較大差異（圖3）。

　　3.2 生態(tài)系統(tǒng)中的土壤

　　土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是珊瑚、貝殼砂。珊瑚礁在波浪的作用下堆積了這些生物碎屑，當(dāng)堆積物在漲潮不再被淹時(shí)即成沙洲。

　　隨著沙洲的擴(kuò)大、地下水的積存且能生長(zhǎng)植物即成島嶼，同時(shí)也形成了這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的紐帶—土壤。一般認(rèn)為土壤是不可再生資源，在南海諸島由于有如下特點(diǎn)，土壤顯得特別珍貴。

　　(1)面積很小：南海的面積數(shù)以百萬km2計(jì)，在碧波浩渺的海洋上星散著200多個(gè)島、礁、沙灘，而真正露出水面的島嶼與沙洲只有50多個(gè)。其中最大的為永興島—2.1km2，南沙群島中最大島嶼為太平島僅0.432km2。南海諸島總面積大約也只有10多個(gè)km2，相當(dāng)于大陸一個(gè)小鎮(zhèn)。雖然南海諸島在南海中似乎是“滄海一粟”，但面對(duì)著廣闊的領(lǐng)海和經(jīng)濟(jì)區(qū)的劃定，它的重要性是不可估量的。在這個(gè)意義上，南海諸島土壤真是“寸土寸金”。

　　(2)形成時(shí)間長(zhǎng)：眾所周知珊瑚島礁是由珊瑚的骨骼構(gòu)成。從珊瑚蟲到珊瑚碎屑，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。即使在海鳥和植物生長(zhǎng)作用下形成土壤，據(jù)14C斷代，這里土壤的形成一般需要1000-2000年（表2）。

　　(3)基礎(chǔ)肥力不高：在良好的植被下土壤形成有機(jī)質(zhì)（A）層，而島的周邊有很多沒有A層、肥力較差的砂性土；在A層以下通常即為砂土，A層一經(jīng)破壞，土壤肥力急劇下降；因土壤pH高、富含CaCO3因而土壤缺乏有效態(tài)Fe、Mn、Mo、B等元素。

　　因此，要維護(hù)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)首先要保護(hù)好土壤。

　　3.3 保護(hù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的措施

　　一般土壤物質(zhì)像空氣一樣只有使用價(jià)值而無交換價(jià)值。但在太平洋、印度洋一些珊瑚島國(guó)上，土壤可以當(dāng)作商品，因?yàn)楫?dāng)?shù)赝寥朗且环N稀缺資源。因此，我們建議：

　　(1)嚴(yán)禁侵占土地：香港土地有限，所以有很多人工墊海的舉措和經(jīng)驗(yàn)，與香港比，這里的土地更為稀缺，一些必要的建筑最好在礁盤上建設(shè)，機(jī)場(chǎng)跑道完全可以在沿海沙地上建造。應(yīng)該向空中或海洋要地，并通過立法把保護(hù)土壤確定下來，破壞土壤是一種犯罪行為；

　　(2)鼓勵(lì)人工造田：歷來一些戰(zhàn)士回家，帶回的東西不盡相同，但有一樣是相同的，他們帶來了家鄉(xiāng)的泥土，一方面可以造田，另一方面也可以改良土壤，特別是對(duì)這里的砂質(zhì)石灰性土壤，如能摻入黏性的酸性土壤（如海南的鐵鋁土/磚紅壤）更好。現(xiàn)有的鳥糞磷礦資源有限，不宜繼續(xù)開采，應(yīng)留作保護(hù)生態(tài)和改良土壤之用；

　　(3)保護(hù)現(xiàn)有的林木草地：隨著旅游的開放，必然會(huì)有一些游客到來。建議有的島嶼可以開放，有的應(yīng)建立自然保護(hù)區(qū)，以保持其原生態(tài)，如東島，那里鳥類頗多，如果游客蜂擁而至，可能驅(qū)散鳥群。在開放的島上也應(yīng)以木板或沙子建立參觀通道，不能隨便進(jìn)入林子和踐踏草地，以利于林木、蔬菜的生長(zhǎng)。為了彌補(bǔ)土地的不足，可以采用水培技術(shù)以擴(kuò)大蔬菜生產(chǎn)。

　　綜觀上述的考察集中在抗戰(zhàn)勝利后，1974年西沙自衛(wèi)反擊戰(zhàn)后以及1988年中越海戰(zhàn)以后?？梢娢覀儗?duì)海島的考察研究不僅只是學(xué)術(shù)研究，更有重要的國(guó)防意義。

　　如果我們?cè)诮ㄔO(shè)海島、保衛(wèi)海島的同時(shí)，保持南海諸島上以土壤為紐帶的生態(tài)系統(tǒng)，那么我們就可以把一個(gè)個(gè)島嶼都打造成像一艘艘永不沉沒的航空母艦一樣，守衛(wèi)著我們的南海，以保衛(wèi)國(guó)防和維護(hù)世界的持久和平。