Педогенез и выветривание

Педогенез — это процесс образования почвы из материнской породы, начинающийся с физического и химического выветривания горных пород и продолжающийся посредством поступлений, потерь, перемещений и преобразований, которые формируют почвенный профиль.

Definition

Педогенез — это совокупность процессов выветривания и почвообразования, посредством которых материнская порода преобразуется в дифференцированную почву, движимая поступлениями, потерями, перемещениями и преобразованиями энергии и вещества.

Scope

Эта тема охватывает физическое и химическое выветривание минералов и горных пород, четыре основных педогенных процесса, роль климата, организмов, рельефа, материнской породы и времени в формировании почв, а также развитие почвы в геологических и человеческих временных масштабах. Она является основой для понимания того, почему почвы различаются и как они приобретают свои горизонты.

Core questions

• Как физическое и химическое выветривание разрушают и изменяют материнскую породу?
• Каковы основные процессы поступлений, потерь, перемещений и преобразований?
• Как пять факторов состояния контролируют направление и скорость почвообразования?
• Сколько времени требуется для образования почвы и как это варьируется в зависимости от окружающей среды?

Key concepts

• Физическое и химическое выветривание
• Материнская порода
• Факторы состояния (климат, организмы, рельеф, материнская порода, время)
• Поступления, потери, перемещения, преобразования
• Выщелачивание и элювиация
• Скорость почвообразования

Key theories

Модель факторов состояния (климат, организмы, рельеф, материнская порода, время)

Дженни утверждал, что свойства почвы являются функцией климата, организмов, рельефа, материнской породы и времени, что позволяет изучать влияние каждого фактора, сохраняя остальные постоянными.

Основные педогенные процессы

Развитие почвы происходит посредством поступления материала в почву, потерь путем выщелачивания и эрозии, перемещений материала внутри профиля и преобразований минералов и органического вещества, что в совокупности приводит к дифференциации горизонтов.

Mechanisms

Физическое выветривание фрагментирует горные породы посредством замерзания-оттаивания, термического расширения и абразии, увеличивая площадь поверхности; химическое выветривание затем изменяет минералы путем гидролиза, окисления, растворения и гидратации, высвобождая ионы и образуя вторичные глины и оксиды. Образующиеся материалы добавляются, удаляются, перемещаются внутри и химически преобразуются в развивающемся профиле. Климат определяет интенсивность выветривания и выщелачивания, организмы добавляют и циркулируют органическое вещество, рельеф регулирует дренаж и эрозию, материнская порода является минеральной отправной точкой, а время интегрирует эти эффекты.

Clinical relevance

Выветривание и педогенез определяют глубину, текстуру, запасы питательных веществ и дренаж почвы, что, в свою очередь, регулирует ее сельскохозяйственную продуктивность, пригодность для строительства и уязвимость к деградации; понимание этих процессов необходимо для прогнозирования того, как почвы будут реагировать на землепользование и изменение климата.

History

Признание того, что климат и организмы, а не только тип породы, формируют почвы, восходит к исследованиям Докучаева русских почв в XIX веке. Количественная формулировка Дженни 1941 года о факторах состояния превратила генезис почв в предсказательную науку, а более поздние работы уточнили основные процессы и минералогию выветривания.

Key figures

• Vasily Dokuchaev
• Hans Jenny
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• jenny1941
• brady2016

Frequently asked questions

Сколько времени требуется для образования почвы?

Это чрезвычайно сильно варьируется в зависимости от климата, материнской породы и биологической активности: тонкая почва может развиться за десятилетия или столетия на мягком, выветриваемом материале в теплом, влажном климате, в то время как метр зрелой почвы на твердой породе в холодных или сухих условиях может занять многие тысячи лет.

В чем разница между выветриванием и эрозией?

Выветривание — это разрушение на месте и химическое изменение горных пород и минералов, которое создает почвенный материал, тогда как эрозия — это физическое удаление и перенос этого материала водой, ветром или гравитацией; выветривание создает почву, эрозия может ее уничтожить.