היווצרות הקרקע היא הרבה יותר מאשר תהליך גיאולוגי פשוט; היא שילוב דינמי של כוחות ביולוגיים, כימיים וגופניים המעצבים את פני כדור הארץ במשך אלפי שנים. מאמר זה חוקר את העקרונות המדעיים מאחורי היווצרות הקרקע, בוחן כל גורם בעומק ומסביר כיצד הם משלבים ליצירת קרקעות מגוונות התומכים בחיים על פני הפלנטה שלנו.

מה זה Soil?

Soil הוא משאב טבעי מורכב, חי המורכב מינרלים, חומר אורגני, מים, אוויר.הוא מהווה את השכבה העליונה ביותר של קרום כדור הארץ ומשמש כמדיום העיקרי לצמיחה צמחית. מעבר לתפקידו בייצור מזון, אדמה פועלת כצמחייה עבור אינספור אורגניזמים, מסנן מים, ומאגרי גדול של פחמן.

סולל אינו ישות סטטית; הוא מתפתח כל הזמן באמצעות אינטראקציות עם אקלים, אורגניזמים, טופוגרפיה, חומר ההורה, וזמן. חמשת הגורמים הללו, אשר הוטבעו לראשונה על ידי מדען הקרקע הנס ג'ני בשנת 1941, נשאר הבסיס של פדולוגיה מודרנית, המחקר של אדמה בסביבה הטבעית שלו.כל גורם ממלא תפקיד חיוני, ואפקטים המשולבים שלהם קובעים את המאפיינים והפריון של הקרקע, המשפיעים על מערכות אקולוגיות ועל פעילות אנושית זהה.

המונחים: Soil Formation

חמשת הגורמים המאסטרים – חומר הורות, אקלים, טופוגרפיה, פעילות ביולוגית וזמן – פועלים יחד בדרכים מורכבות כדי לייצר את פרופיל הקרקע שאנו רואים כיום.לא גורם פועל בבידוד; ההשפעות המשולבות שלהם קובעות את המאפיינים הייחודיים של כל אדמה.

חומר הורים

חומר הורה הוא החומר הגיאולוגי הבסיסי שממנו צורות הקרקע.זה יכול להיות סלע מוצק - שפיר, סימפואר, או metamorphic - או פיקדונות בלתי פתורים כגון קרחוני עד, alluvium, loess, או ash געשי. הקומפוזיציה מינרלים, גודל חלקיקים, ומרקם של ההורה להפעיל השפעה חזקה על אדמה, מרקם תזונתי, זמינות ו pH.

לדוגמה, אדמה שמקורו גרניט נוטה להיות קורקזה-טקסטיר, חומצי ונמוך בחומרים מזינים חיוניים כמו סידן ומגנזיום. לעומת זאת, אדמה שפותחו מאבן גיר הם בדרך כלל די-טקסטיר, אלקל, ועשירים בסידן פחמן.המינרלוג של חומר ההורה משפיע גם על שיעורי מזג האוויר, עם סלעים רכים יותר כמו פצלי מזג אוויר קשה יותר מאשר סלעים מרובעים כמו סלעי עומק, כמו עומק כמו גם על מנת להוביל להבדלים מרובעים כמו עומק.

באזורים רבים, חומר ההורה אינו סלע מקומי אלא משודר. Wind-blown סילט הידוע כ loess מכסה אזורים נרחבים של מערב התיכון האמריקאי וסין, יצירת אדמה פורייה עמוקה, אשר תמכו בחקלאות אינטנסיבית במשך מאות שנים.

אקלים אקלים אקלים

אקלים נחשב לעתים קרובות לגורם הדומיננטי ביותר ב היווצרות הקרקע, כי הוא שולט ישירות בקצב של דינמיקה של מזג אוויר ואורגנית חומר.שני משתנים אקלים מפתח - טמפרטורות ומשקעים - הפעלת תגובות כימיות, התמוטטות פיזית ופעילות ביולוגית בתוך פרופיל הקרקע.

באקלים טרופי חם, לחות, טמפרטורות גבוהות וגשמים בשפע להאיץ מזג אוויר כימי.מינרלים לפרוץ במהירות, מים לסילוק של מטמון חומרים מזינים כהלוליים כגון אשלגן, סידן, ומגנזיום מן הקרקע, לעתים קרובות וכתוצאה מכך אדמה מזג אוויר עמוק, מזון תזונתי-פוור נשלט על ידי פחמן ברזל ואלומיניום.

לעומת זאת, באקלים צחיח וחצני, משקעים מוגבלים מפחיתים את החנק ומאפשר מלחים בשפע פחמן לצבור ליד פני השטח, ויצרו אדמה אלקליין עשיר בסידן סידן, המכונה בדרך כלל כ caliche. אלה אדמה לעתים קרובות לתמוך צמחייה המדבר ייחודי מותאם לתנאי חבלה.

הטמפרטורה משפיעה גם על שיעורי הפחתת החומר האורגני.אקלים Cooler איטי פעילות מיקרוביאלית, המוביל להצטברות פחמן אורגני היווצרות של Histosols - קרקעות עשירות אורגניות שנמצאו בלוטות עבות ורטבים.המשחק של טמפרטורה ולחות יוצר חלוקה אדמה ייחודית ברחבי העולם, המשפיעה על פוטנציאל חקלאי ותפקוד מערכת אקולוגית.

Topography

טופוגרפיה, או הקלה נוף, משפיע על היווצרות הקרקע על ידי השפעה על תנאי אקלים מקומיים, דפוסים ניקוז, ותהליכי שחיקה. היבטים מרכזיים כוללים מדרון ⁇ , פן מדרדר (כיוון המצפן פרצופים), ומיקום בתוך הנוף.

מדרונות Steep לקדם במהירות של מעצורים ושחיקה, לעתים קרובות וכתוצאה מכך אדמה דק עם התפתחות מינימלית אופק בשל הסרת חלקיקים בסדר. לעומת, אזורים שטוחים או concave בבסיס המדרונות נוטים לאסוף חומרים מחוסנים ולשמור לחות, לטפח אדמה עמוקה יותר, מפותחת יותר מועשר עם חומר אורגני.

היבט סליופה משפיע על חשיפה לקרינה סולארית ושיעורי evaporation.בצפון המיספרה, מדרונות צפופים דרומה מקבלים יותר אור שמש, מה שהופך אותם חמים יותר ויבשים, בעוד שמורדות צפופים צפונה הם קרירים ולחים יותר. וריאציות מיקרוקלימיות אלה יכולות להוביל להבדלים בצמחייה, לחות, ורכיבי אופניים בתוך גבעה אחת.

הרעיון של ההרחבה:0 [61]catenaFLT:1, שהוצג על ידי מילן בשנת 1935, מתאר את הריאציות השיטתיות של סוגי הקרקע לאורך מדרקון מן הפסגה אל רצפת העמק.

פעילות ביולוגית

יצורים חיים - צמחים, בעלי חיים, פטריות, חיידקים, ארכאה ומיקרואורגניזמים אחרים - ממלאים תפקיד בסיסי היווצרות אדמה באמצעות תהליכים מכניים וכימיקליים כאחד.שורשי הצמח לשבור באופן פיזי סלעים ומגזרים אדמה, exude חומצות אורגניות כי מינרלים כימיים, ומבנה אדמה מייצב.

מעל פני השטח ממלטות, כגון עלים, פאות, צמחים מתים, מצטברים וניתוק כדי ליצור חומוס, המרכיב האורגני היציב של אדמה אשר משפר את שימור תזונתי ואגורגת אדמה. Soil fauna כמו תולעי אדמה, כובלעים, נמלים, ובורכת יונקים לערבב שכבות אדמה, מפיץ את הקרקע, ומפיץ חומר אורגני, יצירת מקרופולסים שמשפרים במים וצמיחה.

קהילות מיקרוביאליות, כולל חיידקים ופטריות, מניעות מחזורים תזונתיים חיוניים כגון תיקון חנקן, ניטרינג, ו phosphorus מינרלים. Symbiotic mycorrhizal פטריותgi ליצור יחסים הדדיים עם שורשים צמחיים, להרחיב את אזור פני השטח האפקטיבי של מערכת השורש עבור מים ו- מטבוליזם תזונתי בתמורה לפחמימות.

זמן

היווצרות של Soil היא תהליך איטי והדרגתי המתפרש לאורך מאות שנים עד אלפי שנים.המשך שבו חומר ההורה נמצא במזג אוויר ופעילות ביולוגית קובע במידה רבה את מידת התפתחות הקרקע. קרקעות צעירות – כמו אלה על פיקדונות געשיים אחרונים, מזכרות קרחוניות או הצפות –exhibit מינימלית וכיל מינרלים לא מובשים.

ככל שהזמן מתקדם, תהליכים פיזיים וכימיקליים מתקדמים, חומר אורגני מצטבר, ואופקי אדמה נפרדים מתפתחים.שיעור היווצרות הקרקע תלוי בגורמים כגון מזג אוויר ורכב חומרי של ההורים.לדוגמה, כמה מאות שנים עשויים להספיק לפתח אופק בולט באקלים ממוזג לחות, בעוד אלפי שנים נדרשים ליצור פרופיל קרקע מפותח לחלוטין עם אופקים מוגדרים היטב עם אופקים עשירים בחי חימר.

בנוף עתיק מאוד, כגון אלה בחלקים של אוסטרליה או של אמזון craton, הקרקעות עברו מזג אוויר במשך עשרות מיליוני שנים והם לעתים קרובות מאוד מכובש, מזין-תזונה, נשלט על ידי מינרלים עמידים כמו quartz ו-kaolinite.חוקרים משתמשים ברעיון של FLT:0כרונוזיות של 1FLT:1 - סדרה של אדמה שנוצרה על פני השטח דומים ומשתנים על ידי שנים על ידי טמפרטורות קרות שונות.

Soil Horizons: The profiles

כאשר הקרקעות מתפתחות, הן נבדלות לתוך שכבות אופקיות הנקראות אופקים. אופקים אלה יחדיו מרכיבים את פרופיל הקרקע, אשר ניתן לבחון בפרק אנכי מן פני השטח למטה אל הסלע הלא מנוסד.הסידור, ההרכב והנכסים של אופקים אלה מספקים רמזים חשובים על ההיסטוריה של היווצרות הקרקע, הפריון והמצב הנוכחי.

O Horizon (Organic Layer)

האופק O הוא השכבה העליונה, המורכבת בעיקר מחומר אורגני בשלבים שונים של decomposition. in Forested Ecosystems, אופק זה מורכב עלה מלוט, פאות, והריסות צמחיות אחרות, אשר ניתן עוד להיות מחולק לתוך:

  • (ב) ,0) ,5 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,5 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בסביבות דשא, האופק עשוי להיות דק או נעדר, אבל האופק הבסיסי מכיל לעתים קרובות חומר אורגני משמעותי, נותן לו צבע כהה.אופק O תומך בקהילה מגוונת של decomposers ומשמש מאגר חיוני של חומרים מזינים המקיפים את הצמח.

A Horizon (Topsoil)

אופק, המכונה בדרך כלל כטופס, הוא שכבת מינרלים המועשרת עם חומר אורגני, בעיקר חומוס, נותן לו צבע כהה.אופק זה הוא האזור של פעילות ביולוגית מקסימלית, שמציעה שורשים בשפע, תולעי אדמה, פטריות ומיקרואורגניזמים.זה ממלא תפקיד קריטי בתזונה צמחית ושימור מים.

באדמה חקלאית, אופק A הוא לעתים קרובות שכבת plow ואת עומקו יכול להשתנות באופן משמעותי בהתאם לשימוש הקרקע ושיטות ניהול.מבנה שלה הפריון הם אינדיקטורים מרכזיים של בריאות הקרקע, המשפיעים על היבולים ופרודוקטיביות המערכת האקולוגית.

E Horizon (Eluviation Layer)

מתחת לאופק, כמה אדמה לפתח אופק E המאופיין על ידי טיהור - תהליך של ניתוק החוצה חימר, ברזל, אלומיניום ותרכובות אורגניות על ידי מטה לחלחל מים.אופק זה בדרך כלל קל יותר בצבע, לעתים קרובות מופיעים bleached או אפור, בשל מחיקת חומרים אלה.

האופק E נפוץ באדמה של אקלים חנון והוא בדרך כלל חולי או סילי מרקם, המשקפת אובדן חלקיקים דקים יותר.נוכחותו מעידה על תהליכים פעילים ליצירת קרקע ויכולה להשפיע על תנועת מים וחדירה שורש.

B Horizon (Subsoil)

האופק B, או תת-קרקעי, הוא האזור של אי-הווטציה, שבו חומרים מבוזרים מן האופקים העליונים מצטברים.זה עשוי לכלול מינרלים חימר (המוכרים אופק אגילי), תחמוצות ברזל, תחמוצות אלומיניום, סידן פחמן, או תרכובות אחרות. כתוצאה מכך, האופק B הוא לעתים קרובות צפוף יותר, פחות ⁇ , ו עשיר יותר - צבע אדום וחום לאופקים - מעל לצהובים - מעל לאופקים.

הצטברות של חימר ו תחמוצת B האופק משפיעה על שימור מים, ניקוז וצמיחה שורש. קומפקטי חזק או מלט אופקים B יכול להגביל חדירה שורש להשפיע על בריאות הצמח, מה שהופך את השכבה הזאת שיקול חיוני בניהול הקרקע וחקלאות.

C Horizon (Prent Materials)

מתחת לאופק B הוא האופק C, המורכב מחומר ההורה מזג האוויר שעבר מעט שינויים על ידי תהליכים לייצור אדמה.הוא מכיל לעתים קרובות שברים סלע, חול, קבר או חלקית מתפורר חלקית סלע.

האופק C משמש כמקור מינרלים וחומרים מזינים אשר תורמים לאט להתפתחות אופקי הקרקע המיותרים.טבעו משפיע באופן יסודי על הכימיה והמרקם הקרקעיים.

R Horizon (Bedrock)

בבסיס פרופיל הקרקע הוא האופק R, המורכב מסלע מוצק, לא מנוסד. שכבה זו יכולה להשתנות נרחב בהרכב - גרניט, אבן גיר, אבן חול, basalt, או סוגים אחרים של סלע - ובדרך כלל שוכן בעומקים הנעים בין כמה סנטימטרים ל מטרים רבים.

המאפיינים של R אופק להשפיע על נפיחות הקרקע, עומק שורש, ואת האיפור הכימי של הקרקע overlying באמצעות מזג אוויר הדרגתי של המינרלים שלה.הבנת הסוג הסלע הוא חיוני עבור הערכות גיאוטכניות ותכנון לשימוש קרקע.

חשיבותה של סול

סולל אינו רק תת-קרקעי; הוא מערכת אקולוגית דינמית המספקת שירותים חיוניים לחברות אנושיות ולכוכב הלכת כולו.בריאותו וניהוליה משפיעים ישירות על אבטחת המזון, איכות המים, רגולציה האקלים ושימור המגוון הביולוגי.

  • ייצור מזון:0 (EducerFLT:1) כמעט כל גידולי מזון ארציים גדלים באדמה.הפריון, המבנה, וקיבולת שמירת המים של אדמה באופן ישיר לקבוע תשואות חקלאיות.
  • (FLT:0) גניבת מים ואחסון: FLT:1 Soil פועל כמסנן טבעי, הסרת מזהמים, פתוגנים, חומרים מזינים עודף מים כפי שהוא חודר מטה.הוא גם מאחסן כמויות גדולות של מים, מתפתלים שיטפון וקיום זרם תוך תקופות יבשות, ובכך תומך במערכות אקולוגיות ואספקת מים אנושיים.
  • (FLT:0)Carbon Sequestration:FLT:1 Soils מכילים יותר פחמן מאשר האווירה וכל צמחייה הארצית בשילוב.באמצעות היווצרות וייצוב של חומוס וחומר אורגני, אדמה ממלא תפקיד מרכזי בקביעת רמות פחמן דו חמצני אטמוספירי ושינויים באקלים מעצימה.
  • (FLT:0)Biodiversity Habitat:FLT:1 גרם יחיד של אדמה בריאה יכול להכיל אלפי מינים ומילוליארדים של תאים מיקרוביאליים, כולל חיידקים, פטריות, פרוזוזה, נמטודות ומיקרו-arthropods. Soil הוא אחד מבתי הגידול הביו-יקום ההפוך ביותר על פני כדור הארץ, תמיכה במערכות אקולוגיות מורכבות מזון פונקציות כגון חומרים מזינים, מחלות אופניים, דיכוי וקידום צמחי.
  • (FLT:0) מייסד עבור מערכות אקולוגיות ותשתיות: ⁇ 1 , Soil מספק תמיכה פיזית שורשים צמחיים והוא הבסיס של מערכות אקולוגיות ארציות.הוא גם מבסס תשתיות אנושיות, המשפיע על יציבות הבנייה, ניקוז ותכנון לשימוש קרקעי.

בהתחשב בתפקידים הרב-פניים שלה, שימור הקרקע וניהול בר-קיימא הם אתגרים קריטיים בפני צמיחה של האוכלוסייה העולמית, השפלה הקרקע ושינוי האקלים.הגנה על בריאות הקרקע מבטיחה את הפרודוקטיביות ארוכת הטווח של מערכות אקולוגיות ורווחת החברות האנושיות.