Hệ thống phân loại đất quốc tế

Hệ thống World Reference Base for Soil Resources (WRB) không chỉ đơn thuần là một danh mục các loại đất; nó đại diện cho sự kết tinh của hơn nửa thế kỷ nỗ lực quốc tế nhằm chuẩn hóa ngôn ngữ thổ nhưỡng học. Nhu cầu về một hệ thống phân loại chung xuất phát từ thực tế phân mảnh của khoa học đất trong thế kỷ 20, khi các trường phái lớn như Soil Taxonomy (Hoa Kỳ), Référentiel Pédologique (Pháp), và hệ thống phân loại của Nga phát triển các khái niệm riêng biệt, gây khó khăn cho việc chuyển giao công nghệ và so sánh dữ liệu môi trường toàn cầu.

Tiền thân của WRB là Bản đồ Đất Thế giới FAO/UNESCO tỷ lệ 1:5.000.000, được khởi xướng từ những năm 1970. Tuy nhiên, chú giải (Legend) của bản đồ này ban đầu chỉ phục vụ mục đích bản đồ học. Phải đến năm 1998, dưới sự bảo trợ của Liên hiệp Khoa học Đất Quốc tế (IUSS), WRB mới chính thức được phê chuẩn là hệ thống phân loại đất quốc tế. Phiên bản thứ tư, công bố năm 2022 tại Đại hội Khoa học Đất Thế giới ở Glasgow, đánh dấu bước phát triển mới nhất, tích hợp những hiểu biết sâu sắc hơn về pedogenesis (quá trình hình thành đất) trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tác động của con người.

Khác với các hệ thống phân loại quốc gia thường đi sâu vào chi tiết cục bộ phục vụ quản lý nông nghiệp cấp trang trại, WRB được thiết kế như một ngôn ngữ chung để tương quan hóa các hệ thống quốc gia. Nó cung cấp một cấu trúc linh hoạt nhưng chặt chẽ, cho phép định danh đất ở mọi nơi trên thế giới dựa trên các đặc điểm có thể đo lường và quan sát được, thay vì dựa vào các giả thuyết về nguồn gốc phát sinh không thể kiểm chứng trực tiếp.

Nguyên tắc chẩn đoán

Triết lý cốt lõi của WRB 2022, cũng như các phiên bản tiền nhiệm hiện đại, là phương pháp tiếp cận dựa trên đối tượng chẩn đoán. Trong lịch sử, phân loại đất từng dựa nhiều vào khái niệm địa đới (zonal concept) - tức là đất được định nghĩa bởi khí hậu và thảm thực vật (ví dụ: đất rừng lá kim, đất thảo nguyên). Tuy nhiên, cách tiếp cận này gặp hạn chế khi đối mặt với các loại đất cổ (paleosols) hoặc đất chịu tác động mạnh của đá mẹ (azonal soils) không tuân theo quy luật khí hậu hiện tại.

WRB giải quyết vấn đề này bằng cách định nghĩa đất dựa trên hình thái học định lượng (quantitative morphology). Đất được phân loại dựa trên những gì hiện hữu trong phẫu diện (profile) của nó, thông qua ba công cụ chính:

• Tầng chẩn đoán (Diagnostic Horizons): Các lớp đất có độ dày tối thiểu và tập hợp các đặc tính hình thái/hóa học đặc trưng (ví dụ: tầng argic tích tụ sét, tầng mollic giàu mùn).
• Tính chất chẩn đoán (Diagnostic Properties): Các đặc điểm phản ánh quá trình đất nhưng không nhất thiết tạo thành một tầng liên tục hoặc không có yêu cầu độ dày nghiêm ngặt (ví dụ: tính chất stagnic do ứ nước, tính chất andic của tro núi lửa).
• Vật liệu chẩn đoán (Diagnostic Materials): Bản chất của vật liệu tạo nên đất, có thể là do di truyền từ đá mẹ hoặc biến đổi do quá trình thổ nhưỡng (ví dụ: vật liệu fluvic do trầm tích sông, vật liệu organic).

Phương pháp này đảm bảo tính khách quan: hai nhà khoa học từ hai quốc gia khác nhau khi đứng trước cùng một phẫu diện đất, sử dụng cùng một bộ tiêu chí định lượng về màu sắc, kết cấu, và thành phần hóa học, sẽ đi đến cùng một kết quả phân loại, bất kể họ có quan điểm khác nhau về lịch sử hình thành của phẫu diện đó.

Các tầng chẩn đoán

Anthraquic (tầng đất mặt ngập nước): Tầng đất mặt bị biến đổi do canh tác ướt (làm đất, ngập nước). Nó bao gồm lớp bùn nhão (puddled layer) và đế cày (plough pan) bên dưới. Đất có màu khử (xám/xanh) khi ngập và có thể có đốm rỉ khi khô .

Hydragric (Tầng tích tụ do ngập nước): Tầng đất nằm dưới tầng Anthraquic. Do quá trình ngập nước lâu dài, sắt và mangan bị khử và di chuyển xuống dưới, tích tụ lại tạo thành các đốm rỉ hoặc màng bao quanh kết cấu đất .

Ferralic (Tầng Feralit): Tầng đất phong hóa rất mạnh, nghèo dinh dưỡng, chứa chủ yếu là khoáng sét Kaolinite và các oxide sắt/nhôm (tạo màu đỏ/vàng). Cấu trúc đất thường tơi xốp nhưng dính .

Argic (Tầng tích tụ sét): Tầng đất dưới mặt có hàm lượng sét cao hơn hẳn tầng mặt do sét bị rửa trôi từ trên xuống. Rất phổ biến trong Acrisols (đất xám/đất đỏ vàng biến đổi) .

Nitic (Tầng hạt bóng): Tầng đất giàu sét, có cấu trúc hạt hoặc khối, các mặt của hạt đất có độ bóng láng (shiny) do lớp vỏ sét mỏng. Đặc trưng cho đất đỏ Bazan tốt (Nitisols) ở Tây Nguyên .

Cohesic (Tầng kết dính): Tầng đất có cấu trúc chặt, cứng khi khô và dính khi ướt, thường nghèo hữu cơ và giàu kaolinite. Thường gặp ở các vùng đất xám bạc màu hoặc đất đồi lâu đời .

Plinthic (Tầng loang lổ đỏ vàng): Tầng đất giàu sắt, có các đốm đỏ/vàng loang lổ. Khi đất còn ẩm thì mềm, nhưng khi phơi khô sẽ cứng lại không hồi phục .

Pisoplinthic (Tầng kết von): Tầng chứa nhiều hạt kết von (nodules) cứng, hình tròn như hạt đậu, hình thành do sắt bị oxy hóa mạnh .

Petroplinthic (Tầng đá ong cứng): Khi tầng Plinthic bị phơi lộ và cứng lại hoàn toàn thành một lớp đá ong liên tục .

Thionic (Tầng phèn): Tầng đất cực chua (pH <4), chứa sulfuric acid do quá trình oxy hóa phèn. Thường có các đốm vàng (jarosite) đặc trưng. Đây là tầng chẩn đoán chính của đất phèn hoạt động .

Salic (Tầng mặn): Tầng đất tích tụ muối dễ tan, thường thấy ở các vùng ven biển ngập triều hoặc vùng khô hạn ven biển.

Histic (Tầng than bùn/hữu cơ): Tầng đất hữu cơ hình thành trong điều kiện ngập nước liên tục (như rừng U Minh), chưa bị phân hủy hoàn toàn .

Limonic (Tầng kết vón sắt đầm lầy): Tầng đất tích tụ sắt/mangan do nước ngầm dâng lên, thường gặp ở các vùng trũng ngập nước .

Và nhiều tầng chẩn đoán khác.

Các tính chất chẩn đoán

Gleyic: Đất bão hòa nước ngầm trong thời gian dài gây ra điều kiện khử. Biểu hiện bằng các màu xám xanh, xanh lơ (do sắt bị khử) hoặc các đốm rỉ sắt/mangan tập trung ở bề mặt các khối đất hoặc ven rễ cây.

Stagnic: Đất bão hòa nước do nước mặt ứ đọng (nước mưa, nước tưới) không thấm xuống được, tạo ra điều kiện khử ở tầng mặt. Biểu hiện bằng các đốm rỉ nằm bên trong các khối đất (khác với Gley là nằm bên ngoài) và nền đất xám bạc màu.

Sideralic: Đất có dung tích hấp thu (CEC) thấp (<24 cmol(+)/kg sét), phản ánh sự nghèo nàn dinh dưỡng và khoáng sét hoạt tính thấp.

Andic: Đất tơi xốp, dung trọng thấp (<0,9 kg/dm³), giữ lân cao, giàu khoáng allophane hoặc phức hệ nhôm-mùn. Hình thành chủ yếu từ tro bụi núi lửa.

Và nhiều tính chất khác.

Các vật liệu chẩn đoán

Fluvic: Vật liệu lắng đọng từ sông, biển hoặc hồ, vẫn còn giữ được sự phân tầng rõ rệt (stratification) và chưa bị biến đổi nhiều bởi quá trình tạo đất sau khi lắng đọng.

Hypersulfidic: Chứa lưu huỳnh dạng sulfide vô cơ (≥0,01%) và có khả năng gây chua nghiêm trọng (pH giảm xuống <4) khi bị oxy hóa.

Hyposulfidic: Cũng chứa sulfide nhưng có khả năng tự trung hòa (thường do có vôi), không gây chua nghiêm trọng khi bị oxy hóa (pH vẫn ≥4).

Organic: Chứa lượng lớn các bon hữu cơ (≥20% C hữu cơ, tương đương khoảng 40% mùn), bao gồm cả than bùn phân hủy hoặc xác thực vật chưa phân hủy.

Limnic: Lắng đọng dưới nước do kết tủa (ví dụ: tảo, thực vật thủy sinh), bao gồm đất diatomite (tảo dĩa), marl (đất sét vôi) hoặc bùn hữu cơ đáy hồ.

Tephric: Chứa ≥30% thủy tinh núi lửa hoặc các khoáng vật sơ cấp chưa phong hóa từ tro bụi núi lửa.

Solimovic: Vật liệu không đồng nhất, di chuyển từ trên dốc xuống và tích tụ lại ở chân dốc hoặc thung lũng. Vật liệu này đã trải qua quá trình tạo đất ở vị trí cũ trước khi bị xói mòn và trôi xuống.

Claric: Đất mịn có màu sáng (value cao, chroma thấp), thường là cát hoặc thịt pha cát, các hạt cát không có lớp màng bao phủ.

Aeolic: Trầm tích do gió thổi, thường là cát mịn đến trung bình, các hạt cát tròn và bề mặt mờ đục do va đập.

Calcaric: Đất sủi bọt mạnh với HCl, chứa canxi carbonate có nguồn gốc từ đá mẹ (đá vôi) .

Và nhiều vật liệu khác.

Hệ thống 32 nhóm đất tham chiếu (RSGs)

Nhóm đất chịu ảnh hưởng của hóa học sắt/nhôm

Đặc trưng bởi sự tích tụ sắt, nhôm hoặc phong hóa mạnh.

1. Nitisols (NT): Đất đỏ nhiệt đới (thường trên đá Bazan), màu đỏ sẫm, cấu trúc hạt rất tốt, các mặt từ đất bóng láng.
2. Ferralsols (FR): Đất đỏ vàng, phong hóa rất mạnh, nghèo dinh dưỡng, chủ yếu là khoáng sét Kaolinite và oxide sắt/nhôm.
3. Plinthosols (PT): Đất đá ong/kết von, chứa tầng giàu sắt loang lổ, sẽ cứng lại thành đá ong khi phơi khô.
4. Andosols (AN): Đất tro núi lửa, tơi xốp, nhẹ, giữ nước tốt, hình thành từ tro bụi núi lửa.
5. Podzols (PZ): Đất tẩy trắng, có tầng mặt bị rửa trôi bạc trắng và tầng tích tụ sắt/mùn đen hoặc nâu ở dưới (thường ở vùng ôn đới lạnh hoặc nhiệt đới ẩm trên cát).

Nhóm đất chịu ảnh hưởng của chế độ nước

Sự hiện diện của nước hoặc muối là yếu tố quyết định tính chất đất.

1. Fluvisols (FL): Đất phù sa/bãi bồi, được hình thành do lắng đọng sông, biển, hồ; phân tầng rõ rệt, chưa biến đổi nhiều.
2. Gleysols (GL): Đất đầm lầy, bão hòa nước ngầm trong thời gian dài, có màu xám xanh hoặc đốm rỉ do quá trình khử sắt.
3. Solonchaks (SC): Đất mặn, chứa nhiều muối dễ tan (nhìn thấy muối kết tinh trắng), độ dẫn điện cao.
4. Solonetz (SN): Đất kiềm, chứa nhiều natri hấp phụ, cấu trúc đất bí chặt, pH rất cao.

Nhóm đất ứ đọng nước

Nhóm này bị ứ nước do cấu trúc đất (tầng dưới bí chặt).

1. Planosols (PL): Đất bạc màu, gley, có sự thay đổi đột ngột từ tầng mặt thô nhẹ sang tầng dưới sét bí chặt, gây ứ nước theo mùa.
2. Stagnosols (ST): Đất ứ nước bề mặt. Có dấu hiệu oxy hóa-khử do nước mưa đọng lại không thấm xuống được (không có sự thay đổi cấu trúc đột ngột như Planosols).

Nhóm đất tích tụ sét ở tầng dưới

Quá trình hình thành chủ đạo là sét di chuyển từ tầng mặt xuống tầng dưới (tầng B - Argic).

1. Acrisols (AC): Đất xám bạc màu/đất đỏ vàng biến đổi, chua, nghèo dưỡng, sét hoạt tính thấp.
2. Alisols (AL): Đất sét rửa trôi, rất chua, chứa nhiều nhôm di động gây độc, sét hoạt tính cao.
3. Luvisols (LV): Đất sét rửa trôi, độ bão hòa bazơ cao (ít chua), phổ biến ở ôn đới.
4. Lixisols (LX): Đất sét rửa trôi, độ bão hòa bazơ thấp (chua), sét hoạt tính thấp. Phổ biến ở nhiệt đới.
5. Retisols (RT): Đất có sự xen kẽ của vật liệu bạc màu vào tầng sét tích tụ bên dưới.

Nhóm đất sét nứt nẻ

1. Vertisols (VR): Đất sét đen nứt nẻ, chứa nhiều sét dãn nở (montmorillonite), nứt sâu vào mùa khô, trương nở vào mùa mưa.

Nhóm đất giàu mùn vùng thảo nguyên

Đất đen, giàu dinh dưỡng, hình thành dưới thảm cỏ trong khí hậu lục địa.

1. Chernozems (CH): Đất đen thảo nguyên, tầng mặt rất dày, đen thẫm, giàu mùn và canxi, cực kỳ phì nhiêu.
2. Kastanozems (KS): Đất hạt dẻ tương tự Chernozems nhưng ở vùng khô hơn, tầng mùn mỏng hơn và màu nâu hạt dẻ.
3. Phaeozems (PH): Đất đen ẩm, giống Chernozems nhưng ở vùng ẩm hơn, đã bị rửa trôi vôi (không có tích tụ cacbonate thứ sinh).

Nhóm đất tích tụ muối ít tan

Hình thành ở vùng khí hậu khô hạn, nơi bốc hơi cao hơn lượng mưa.

1. Calcisols (CL): Đất giàu vôi, tích tụ canxi cacbonate thứ sinh (kết vón vôi).
2. Gypsisols (GY): Đất thạch cao, tích tụ thạch cao (canxi sulfate) thứ sinh.
3. Durisols (DU): Đất kết vón Silic, chứa các nốt hoặc tầng kết cứng do silic (thường rất cứng).

Nhóm đất bị hạn chế phát triển bộ rễ

Đặc điểm chung là tầng đất mỏng hoặc điều kiện quá khắc nghiệt khiến rễ cây khó phát triển.

1. Cryosols (CR): Đất băng giá, có tầng đất đóng băng vĩnh cửu (permafrost) trong vòng 1 m bề mặt.
2. Leptosols (LP): Đất nông, sỏi đá, tầng đất rất mỏng nằm trực tiếp trên nền đá cứng hoặc chứa rất nhiều sỏi đá.

Nhóm đất chịu tác động mạnh của con người hoặc vật liệu hữu cơ

Đây là những loại đất đặc biệt, không phụ thuộc vào khí hậu mà phụ thuộc vào vật liệu gốc hoặc lịch sử canh tác.

1. Histosols (HS): Đất than bùn/đất hữu cơ, hình thành từ xác thực vật phân hủy trong điều kiện ngập nước.
2. Anthrosols (AT): Đất do con người tạo ra qua canh tác lâu đời (như đất ruộng bậc thang, đất vườn ao chuồng bồi đắp).
3. Technosols (TC): Đất kỹ thuật/nhân tạo, chứa lượng lớn vật liệu nhân tạo (rác thải, xỉ than, bê tông, bùn thải công nghiệp).

Nhóm đất tương đối trẻ hoặc ít phân hóa

Không phù hợp với bất kỳ nhóm nào ở trên.

1. Umbrisols (UM): Đất mùn đen chua, tầng mặt dày, tối màu, giàu hữu cơ nhưng chua (khác Chernozems là đất trung tính/kiềm).
2. Arenosols (AR): Đất cát, thành phần chủ yếu là cát (như cồn cát ven biển), giữ nước kém.
3. Cambisols (CM): Đất mới biến đổi, bắt đầu có sự hình thành cấu trúc và màu sắc nhưng chưa đủ để xếp vào các nhóm khác.
4. Regosols (RG): Đất chưa phát triển, không có tầng chẩn đoán rõ rệt.

Quy tắc và cấu trúc tên gọi

Việc xác định RSG (Reference Soil Groups) trong WRB 2022 tuân thủ nghiêm ngặt quy tắc ưu tiên, phải rà soát phẫu diện đất qua danh sách 32 nhóm theo thứ tự từ 1 đến 32. Nhóm đất nào thỏa mãn tiêu chí đầu tiên sẽ được chọn, và quá trình dừng lại ở đó.

Thứ tự trong khóa phản ánh triết lý của WRB. Ví dụ, Histosols đứng đầu vì tính chất hữu cơ chi phối toàn bộ tính chất đất. Cryosols đứng tiếp theo vì băng giá là yếu tố hạn chế tuyệt đối. Anthrosols và Technosols cũng nằm ở nhóm đầu, phản ánh quan điểm hiện đại rằng tác động của con người quan trọng hơn các quá trình tự nhiên trong bối cảnh hiện nay.

Sau khi xác định được RSG (Cấp 1), việc mô tả chi tiết (Cấp 2) được thực hiện bằng cách gắn các Qualifiers. WRB 2022 cung cấp 281 qualifiers, mô tả các đặc tính quan trọng nhất ảnh hưởng đến chức năng của đất. Qualifier chính đứng trước tên RSG, mô tả các đặc tính quan trọng nhất ảnh hưởng đến chức năng của đất. Qualifier phụ đứng sau tên RSG, trong ngoặc đơn ( ), cung cấp thêm thông tin chi tiết hóa học/vật lý. Ví dụ: Albic Stagnic Luvisols (Clayic, Cutanic, Differentic)

Quy tắc bản đồ:

• Tỷ lệ nhỏ (toàn cầu): Chỉ dùng tên RSG (ví dụ: Luvisols).
• Tỷ lệ trung bình: RSG + 1 Qualifier chính đầu tiên (ví dụ: Stagnic Luvisols).
• Tỷ lệ lớn (chi tiết): RSG + 2 Qualifier chính đầu tiên (ví dụ: Albic Stagnic Luvisols).

Thổ nhưỡng Việt Nam

Dựa trên kết quả nghiên cứu và bản đồ đất theo tiêu chuẩn quốc tế (FAO/WRB) đã được áp dụng tại Việt Nam, hệ thống thổ nhưỡng nước ta không có đầy đủ 32 nhóm đất này (do đặc thù khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm).

Acrisols (AC) phân bố ở đất đồi núi và Đông Nam Bộ.

Ferralsols (FR) phân bố ở Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, vùng núi phía Bắc.

Fluvisols (FL) phân bố ở ĐBSH, ĐBSCL và các đồng bằng duyên hải.

Gleysols (GL) phân bố ở những vùng trũng thấp ở đồng bằng, thường xuyên ngập nước.

Arenosols (AR) phân bố ở dải cát ven biển miền Trung.

Solonchaks (SC) phân bố ở vùng cửa sông ven biển chịu ảnh hưởng thủy triều.

Histosols (HS) phân bố ở rừng U Minh (ĐBSCL).

Leptosols (LP) phân bố ở các vùng núi đá vôi (Cao Bằng, Hà Giang) hoặc nơi xói mòn mạnh trơ sỏi đá.

Nitisols (NT) thường gặp ở một số vùng Tây Nguyên, cấu trúc đất rất tốt, bóng, màu đậm hơn Ferralsols.

Andosols (AN) tìm thấy ở các miệng núi lửa cũ, đất nhẹ và tơi xốp.

Vertisols (VR) gặp ở một số vùng trũng, đất nứt nẻ mạnh vào mùa khô.

Plinthosols (PT) gặp ở nơi đất đã bị thoái hóa trơ ra tầng đá ong cứng.

Retisols (RT) gặp ở vùng Đông Nam Bộ hoặc rìa đồng bằng.

Technosols (TC) gặp ở các khu vực khai thác khoáng sản hoặc bãi thải đô thị.