Table of Contents
The Dynamic Process of Soil Formation
التربة هي أحد أهم الموارد الطبيعية للأرض، التي تعمل كقاعدة للنظم الإيكولوجية الأرضية، والإنتاجية الزراعية، والدورات الكيميائية الحيوية، وهذا الجلد الحي للكوكب يدعم نمو النباتات، والمرشحات، وينظم تدفق المياه، ويخزن الكربون، ويوفر الموئل لتنوع مزدهر من الكائنات الحية، وبالنسبة للمربين، والطلاب، والمهنيين البيئيين، فهماً لطبيعة أشكال التربة الأساسية لفهم الأفكار ذات الطابع الغذائي الأوسع.
ومن أجل تقدير التربة حقا، يجب أن ننظر إلى أسفل السطح، وأن نشكل التربة من خلال التجويع التدريجي للصخور والمعادن، إلى جانب تكديس المواد العضوية وتحويلها، وهذه العملية، المعروفة باسم المتجانسات، تجمع القوى المادية والكيميائية والبيولوجية التي تعمل معا على إيجاد مادة مهيأة ومطبقة، وتعطي دراسة تكوين التربة نظرة عن كيفية تطور المناظر الطبيعية، وكيفية استدامة النظم الإيكولوجية نفسها، وكيفية قيام الأنشطة البشرية إما بتغذية أو تكوين الموارد.
المفاعلات الخمسة الأساسية لتكوين التربة
ويدرك علماء التربة خمسة عوامل رئيسية تحكم تكوين التربة من المواد الأم عن طريق التجويف والتراكم العضوي، وهذه العوامل، التي تم توضيحها رسمياً أولاً من قبل عالم التربة الرائد هانس جيني في عام 1941، تعمل معاً في نظام معقد، وكل عامل له تأثير متميز، ويمكن أن تنتج عنه تباينات كبيرة في أنواع التربة، ويوفّر فهم هذه العوامل الخمسة إطاراً للتنبؤ بخصائص التربة عبر المناظر الطبيعية.
مادة الأب: نقطة البداية الجيولوجية
مادة الأبوة تشير إلى المادة الجيولوجية التي تتطور منها التربة، ويمكن أن يكون هذا حجرا صلبا مثل الغرانيت أو البصل أو الحجر الجيري أو الرواسب غير المدمجة مثل الرواسب الجليدية أو أحواض الأنهار أو صالة الريح، وغالبا ما يكون تركيب المواد الأم تأثير قوي على المحتوى المعدني للتربة، والمنسوجات، وخصائص الرمال الخفيفة، والخصوبة.
(ب) [بطريقة إيداع المواد الوالدية أيضاً، فالودائع غير المادية، مثلاً، كثيراً ما تتضمن مزيجاً من أحجام الجسيمات وأنواع المعادن، مما يخلق التربة غير المتجانسة، وتنتج الصخور المحصولة الجاهزة التربة التي تعدل التربة إنتاجاً عالياً، وتضع الخواص المادية والكيميائية للمواد الأم الشروط الأولية لتنمية التربة، وتحدد الإرث المميز المتاح لمصانع الدقيقة.
Climate: The Driving Force of Weathering
والمناخ هو أكثر العوامل تأثيرا في تكوين التربة، إذ يعمل كمحرك يقود الطقس، وتحلل المواد العضوية، والتدوير المغذي، ويحدّد نمط التقلبات والهيمنات معدل ردود الفعل الكيميائية، وتفكك المعادن، ونمو النباتات، وفي المناطق المدارية الدافئة، والعائدات الكيميائية بسرعة، تنتج التربة ذات السمية العميقة والمتذبة مع طبقات سميكة من الحديد.
وعلى النقيض من ذلك، فإن المناطق القاحلة وشبه القاحلة تعاني من تهطال محدود، مما يؤدي إلى بطء معدلات الطقس وتراكم الأملاح القابلة للذوبان وكربونات الكالسيوم بالقرب من السطح، كما أن المناخات الباردة تبطئ النشاط البيولوجي وردود الفعل الكيميائية، مما يؤدي إلى تربة ضحلية، وتعاني من ضعف في التربة معدّات عضوية على السطح.
الكائنات: مهندس حي لتنمية التربة
فالأنشطة ليست من سكان التربة؛ فهي عوامل نشطة في تكوينها وتحويلها؛ وتشمل المجتمعات البيولوجية داخل التربة النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا والأرخاء، التي تسهم جميعها في الهيكل المادي والتكوين الكيميائي والديناميات المغذية للتربة النامية، وتكسر أنشطتها المواد الأم، وتخلق أماكن للحطام الحركي للحركة الجوية والمائية، وتظل المغذيات غير القادرة على الدورة بين الأشكال العضوية والعضوية.
مساهمات النباتات
وتشكل النباتات من أهم العوامل البيولوجية لتكوين التربة، حيث تخترق نظمها الجذرية الصخور والرواسب المدمجة، وتمارس ضغوطاً تكسر الجسيمات وتتسارع في التجويع، كما تُخفِّف الأحماض العضوية والمركبات التي تُحلّ المواد المعدنية وتُطلقها كيميائياً، وتُركِّز الأرض المُنَعَة، وتُجمع المواد الخصوبية العضوية على السطح.
(ب) تقدم مختلف مجموعات النباتات مدخلات عضوية متميزة: تنتج الغابات المزروعة أبرة حمضية تشجع على التفكك، وهي عملية تُرجم الحديد والألومنيوم من أفق سطحي، وتعيد الغابات المتميزة إلى التربة أكثر ثراءً وأكثر خصبة مغذية، وتدعم معدلات النشاط البيولوجي الأعلى.
المساهمات الحيوانية
وتؤدي حيوانات التربة، التي تتراوح بين الأورام المجهرية وثدييات الحرق، دوراً حاسماً في تكوين التربة من خلال التربة الأحيائية، وعملية الخلط وإعادة تركيب مواد التربة، ودود الأرض من أهم مهندسي التربة، وهي تغذي الجسيمات المعدنية والمواد العضوية، وتزرعها في أحجارها، وتخلق قنوات حرق التربة ذات سمات متغيرة.
فالحيوانات الأكبر حجماً، مثل الخنازير الأرضية، والزبائن، والزجاج، والزجاج، وحفر نظم الحرق الواسعة التي تخلط بين المواد العضوية السطحية وبين الطبقات المعدنية الأعمق، مما يعجل بإدراج المادة العضوية في التربة ويساعد على كسر طبقات التربة الموزعة، كما أن الحيوانات المستقرة، من خلال التخدير وتركيب الرؤوس، تؤثر على أنماط تمزق التربة وتوزيع المواد المغذية.
الكائنات الدقيقة والفونغي
الكائنات الدقيقة، بما فيها البكتيريا والفطريات وأجهزة التكتل، هي القوة العاملة غير المرئية لتكوين التربة، وهي تفكك المركبات العضوية المعقدة، وتطلق المغذيات مثل النيتروجين والفوسفور، والكبريتات لتربية النباتات، وتشارك البكتيريا في التحولات الحيوية في الكائنات الحية، بما في ذلك تركيب النيتروجين، والتبديل، وتوليد المعادن.
ويمكن أن تؤدي هبة الجسيمات المحتوية على فطريات من التربة إلى تجميعات مستقرة، وتحسين هيكل التربة ومنع التحات، والنشاطات النباتية، والكائنات الحية الشبيهة بالبكتريا، إلى تعطل المركبات العضوية المقاومة مثل الليغنين والقصدير، مما يسهم في تكوين الطين، كما أن المجتمع الميكروبي مسؤول عن إزالة الملوثات وتدوير عناصر التعقب.
التسلسل الجغرافي: تشكيل الأراضي
ويؤثر التضاريس، ترتيب الملامح الطبيعية والاصطناعية عبر مشهد طبيعي، تأثيرا قويا على تكوين التربة عن طريق التحكم في تدفق المياه، والتحات، والإشعاع الشمسي، ويحدّد التدرج المائي، والجانب، والمشهد الطبيعي كيف تنتقل المياه عبر التربة ومن خلالها، وتؤثر على توافر الرطوبة، والتصريف، وإعادة توزيع المواد، ويُعدّ التحلل السريع، ويُزيل التربة السطحية، ويميل إلى التربة.
ويوضح التلال، وتوجهه، ووجوهههه، حجم ضوء الشمس المتلقاة، الذي يؤثر بدوره على درجة الحرارة، والتبخر، والنباتات، كما أن المنحدرات من التلال الشمالية تحصل على ضوء الشمس المباشر، وتظل أكثر برودة وثباتا، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات التربة العضوية، وإلى ظهور أنماط أكثر تطورا من التربة مقارنة بمفهوم التحلل العضوي في نصف الكرة الجنوبي.
وترتبط أنماط الترميم ارتباطا وثيقا بالطوبوغرافية، وتعاني من الاكتئاب المهدرة في المياه، مما يؤدي إلى ظروف هباءية تبطئ من التحلل وتعزز تراكم المواد العضوية، وكثيرا ما تتطور هذه الأراضي الرطبة من التربة، والتربة التي تهيمن عليها المواد العضوية، وتسمح المنحدرات المحسنة النمو بالتحرك السريع للمياه، وتشجع على القذف، وتطوير تدابير محددة لاختيار الآفاق.
الوقت: البعد الحرج لتنمية التربة
إن تكوين التربة عملية تقاس في قرون وألفين من السنين، ويتيح الوقت للعوامل الأربعة الأخرى التفاعل وإنتاج التفريق الرأسي المعروف بآفاق التربة، وقد تفتقر التربة الشابة، التي ربما تبلغ بضع مئات من السنين، إلى آفاق متميزة وتشبه بشكل وثيق موادها الأم، وعلى مدى آلاف السنين، فإن التجويع المناخي، وتراكم المواد العضوية، والخلط البيولوجي، ينتج عن ذلك الحرق، والآهين، والبرد، والآفاق.
وقد يُسمح مفهوم تسلسل التربة، وتسلسل التربة التي تختلف فقط في العمر، للعلماء بدراسة تأثير الوقت على خصائص التربة، حيث أن البحث في الطحالب الجليدية، وترسانات الأنهار، والودائع البركانية قد كشف عن حدوث تغيرات منهجية في سميك التربة، وتخزين الكربون العضوي، وتكوين الدولة للمعادن، ووضع المغذيات على مر الزمن، وفي البداية، تكون التربة رقيقة وشبه كيميائية بالمواد الأم.
إن فهم النطاقات الزمنية لتكوين التربة أمر حاسم بالنسبة لإدارة الأراضي، فالسوول غير قابلة للتجديد على مدى الحياة البشرية، إذ إن فقدان عدد قليل من سنتيمترات التربة من خلال التحات قد يستغرق قرونا أو آلاف السنين ليحل محلها، وهذا الواقع يؤكد أهمية ممارسات الاستخدام المستدام للأراضي التي تحمي موارد التربة للأجيال المقبلة، وبالنسبة للمربين والطلاب، مما يُسلّم بدور الزمن في تكوين التربة، إنما يُولّد تقديراًاً على بطء العمليات التراكمية.
مواسير التربة: قراءة الموجز
ومن أكثر أشكال التعبير الملموس عن تكوين التربة تطور الأفق، وطبقات متميزة متوازية مع السطح، ويتكون من عدة أفقات رئيسية، كل منها خصائص مادية وكيميائية وحيائية، والأفق الذي يتألف أساسا من مواد عضوية مثل قمامة الورق والرطوبة، ويقع على السطح، ويقع تحت تأثير مادة الأفق أو أفقية عضوية في طبقة ثرية مظلمة.
وأخيراً، فإن الأفق السطحي يكمن في الأفق أو التربة السفلية، وهذه طبقة تتراكم المعادن الحديدية، والحديد وأكسيد الألمنيوم، والمواد الأخرى التي تُسلَّم من أعلاه، وكثيراً ما يكون الأفق أكثر كثافة، وأقل سماء، وأكثر لوناً من الأفق المتضخم، ويتكون الأفق من مواد كيميائية متغيرة في الأفق.
إن رصد أفق التربة في الميدان يتيح نافذة في العمليات التي شكلت التربة، ويشير الأفق السميك والغامض إلى قرون من تكديس المواد العضوية، وخصائص التربة في الأراضي العشبية، ويوحي الأفق البارز والمحمد من نوع B بأنواع الطقس المكثف وتراكم أكسيد الحديد، وهو مفهوم شائع في المناطق المدارية، كما أن هناك آفاقاً مزدهرة في مجال التعلم من الآفاق الرمادية.
الآثار العملية لتكوين التربة
إن فهم تكوين التربة له آثار عملية عميقة على الزراعة والحراجة وتخطيط استخدام الأراضي وحفظ البيئة، وخصوبة التربة، والصرف الصحي، والتآكل، هي عواقب مباشرة للتفاعل بين المواد الوالدية، والمناخ، والكائنات، والطبوغرافيا، والزمن، إذ يمكن للمزارعين ومديري الأراضي الذين يفهمون تاريخ تكوين التربة أن يتخذوا قرارات مستنيرة بشأن الري، والتخصيب، والثروة، واختيار المحاصيل.
ويضيف تغير المناخ بعدا جديدا إلى ديناميات تكوين التربة، إذ إن ارتفاع درجات الحرارة، وتغيير أنماط التهطال، وزيادة تواتر الأحداث الجوية الشديدة، سيؤثر على معدلات الطقس، وتحلل المواد العضوية، ونظم رطوبة التربة، ويتزايد الاعتراف بهذه التغييرات المحتملة باعتبارها استراتيجية للتخفيف من آثار تغير المناخ من خلال استراتيجيات إدارة الأراضي في المستقبل، كما أن الحفاظ على المادة العضوية في التربة، التي تمثل خزانا هائلا للكربون، أمر يُعترف به كهدف إلى التخفيف من تغير المناخ من خلال الكربون.
وفي المناظر الحضرية والضواحي، كثيرا ما يزيل البناء والتنمية التربة الأصلية أو يدفنها، ويستبدلها بالمواد المدمجة والمزعجة التي تفتقر إلى الأفق المناسب، ويجب أن تشكل جهود إعادة الغطاء النباتي وإعادة التربة ظروفا متغيرة، وتتطلب في كثير من الأحيان تعديلات لإعادة الهيكلة والخصوبة والنشاط البيولوجي، وتسترشد مبادئ تكوين التربة بإعادة تأهيل الأراضي المتدهورة، بدءا من استصلاح المناجم إلى مشاريع البنية التحتية الخضراء في المدن.
خاتمة
إن تكوين التربة مثال بارز على الترابط بين نظم الأرض، وتفاعل الصخور والكائنات والمناخ والطبوغرافيا والوقت يولد الجلد الحي الذي يديم الحياة البرية، ويعمق المعلمون والطلاب الأساس لاستكشاف البيئة، والجيولوجيا، والزراعة، والعلوم البيئية، ويحتوي كل حفنة من التربة على تاريخ الكائنات الحية، ونشاط القوى الحية التي لا تحصى.