Почвоведение – это изучение почвы как природного ресурса на поверхности Земли , включая почвообразование , классификацию и картографирование ; физические , химические , биологические и плодородные свойства почв; и эти свойства применительно к использованию и управлению почвами . [1]
Иногда термины, относящиеся к разделам почвоведения, например почвоведение (образование, химия, морфология и классификация почв) и эдафология (взаимодействие почв с живыми существами, особенно с растениями), употребляются как синонимы почвоведения. Разнообразие названий, связанных с этой дисциплиной, связано с различными заинтересованными ассоциациями. Действительно, инженеры, агрономы , химики , геологи , физические географы , экологи , биологи , микробиологи , лесоводы , санитары , археологи и специалисты по региональному планированию - все они вносят свой вклад в дальнейшее знание почв и развитие почвенных наук. [1]
Почвоведы выразили обеспокоенность по поводу того, как сохранить почву и пахотные земли в мире с растущим населением, возможным будущим водным кризисом , увеличением потребления продуктов питания на душу населения и деградацией земель . [2]
Почва занимает педосферу , одну из сфер Земли , которую науки о Земле используют для концептуальной организации Земли. Такова концептуальная перспектива почвоведения и эдафологии — двух основных отраслей почвоведения. Почва – это изучение почвы в ее естественном состоянии. Эдафология - это изучение почвы в связи с ее использованием. Обе отрасли сочетают в себе физику почвы , химию почвы и биологию почвы . Из-за многочисленных взаимодействий между биосферой , атмосферой и гидросферой , которые находятся внутри педосферы, также ценны более интегрированные, менее почвоцентрические концепции. Многие концепции, необходимые для понимания почвы, исходят от людей, которых нельзя назвать строго учеными-почвоведами. Это подчеркивает междисциплинарный характер концепций почвы.
Изучение разнообразия и динамики почвы продолжает приносить новые открытия и идеи. Новые направления исследований почвы обусловлены необходимостью понять почву в контексте изменения климата , [3] [4] парниковых газов и связывания углерода . [3] Интерес к сохранению биоразнообразия планеты и изучению прошлых культур также стимулировал возобновление интереса к достижению более точного понимания почвы.
В 1998 году Всемирная справочная база почвенных ресурсов (WRB) заменила классификацию почв ФАО в качестве международной системы классификации почв. Действующей на данный момент версией WRB является 4-е издание, 2022 год. [5] Классификация почв ФАО, в свою очередь, заимствована из современных концепций классификации почв, включая таксономию почв Министерства сельского хозяйства США .
WRB основан главным образом на морфологии почвы как выражении педогенеза . Основное отличие от почвенной таксономии Министерства сельского хозяйства США заключается в том, что климат почвы не является частью системы, за исключением случаев, когда климат влияет на характеристики профиля почвы.
Существует множество других схем классификации, включая народные системы. Структура в народных системах бывает либо номинальной (давая уникальные названия почвам или ландшафтам), либо описательной (названия почв по их характеристикам, таким как красная, горячая, жирная или песчаная). Почвы различаются по очевидным характеристикам, таким как внешний вид (например, цвет , текстура , положение в ландшафте ), эксплуатационные характеристики (например, производственная способность, затопление) и сопутствующая растительность. [6] Многие знают, что текстура подразделяется на тяжелую и легкую. Легкая почва и лучшая структура требуют меньше усилий для вспашки и обработки. Легкие почвы не обязательно весят меньше, чем тяжелые почвы в сухом воздухе, и при этом они не имеют большей пористости .
Самая ранняя известная система классификации почв пришла из Китая и появилась в книге Юй Гун (V век до н. э.), где почва была разделена на три категории и девять классов в зависимости от ее цвета, текстуры и гидрологии. [7]
Современникам Фридриху Альберту Фаллу (немецкому основателю современного почвоведения) и Василию Докучаеву (российскому основателю современного почвоведения) приписывают то, что они были одними из первых, кто определил почву как ресурс, особенность и сложность которого заслуживают концептуального отделения от геологии. и растениеводство и рассматриваются в целом. Будучи отцом-основателем почвоведения, Фаллу занимает первенство во времени. Фаллу работал над происхождением почвы еще до рождения Докучаева; однако работа Докучаева была более обширной и считается более значимой для современной теории почв, чем работа Фаллу.
Раньше почву считали продуктом химических преобразований горных пород, мертвым субстратом, из которого растения извлекают питательные элементы. Фактически почва и коренная порода были приравнены. Докучаев рассматривает почву как природное тело, имеющее свой генезис и свою историю развития, тело, в котором происходят сложные и многообразные процессы. Почва считается отличной от коренной породы. Последняя становится почвой под влиянием ряда факторов почвообразования (климата, растительности, страны, рельефа и возраста). По его мнению, почвой следует называть «дневные» или внешние горизонты пород независимо от типа; они изменяются естественным путем под общим воздействием воды, воздуха и различных видов живых и мертвых организмов. [8]
Энциклопедическое определение 1914 года: «различные формы земли на поверхности скал, образовавшиеся в результате разрушения или выветривания горных пород». [9] служит иллюстрацией исторического взгляда на почву, сохранившегося с XIX века. Почвенная концепция Докучаева конца XIX века развилась в XX веке до концепции почвы как земляного материала, измененного в результате живых процессов. [10] Следующей концепцией является то, что почва без живого компонента — это просто часть внешнего слоя Земли.
Дальнейшее уточнение концепции почвы происходит с учетом понимания переноса и преобразования энергии в почве. Этот термин широко применяется к материалу на поверхности Луны и Марса, и такое использование приемлемо для части научного сообщества. Этому современному пониманию почвы соответствует определение почвы, данное Никифоровым в 1959 году, как «возбужденная кожа поднадземной части земной коры ». [11]
В академическом плане почвоведы, как правило, тяготеют к одной из пяти областей специализации: микробиология , почвоведение , Эдафология , физика или химия . Тем не менее, специфика работы во многом продиктована проблемами, с которыми сталкивается наша цивилизация, стремясь сохранить землю, которая поддерживает ее, и различия между субдисциплинами почвоведения часто стираются в этом процессе. Специалисты-почвоведы обычно остаются в курсе химии почв, физики почв, микробиологии почвы, почвоведения и прикладного почвоведения в смежных дисциплинах.
Одним из интересных проектов, в котором приняли участие почвоведы в США в 2004 году, [обновлять]является Инициатива по качеству почвы. Центральное место в Инициативе по качеству почвы занимает разработка показателей здоровья почвы и их последующий мониторинг таким образом, чтобы дать нам долгосрочную (от десятилетия к десятилетию) обратную связь о нашей деятельности в качестве хранителей планеты. Эти усилия включают понимание функций почвенных микробиотических корок и изучение возможности связывания атмосферного углерода в органическом веществе почвы . Однако концепция сельского хозяйства в отношении качества почвы не обошлась без споров и критики, в том числе со стороны лауреата Нобелевской премии Нормана Борлоуга и лауреата Всемирной продовольственной премии Педро Санчеса .
Более традиционная роль почвоведов заключалась в картировании почв. Почти в каждом районе Соединенных Штатов теперь есть опубликованное обследование почвы , которое включает в себя поясняющие таблицы о том, как свойства почвы поддерживают или ограничивают деятельность и использование. Принятая на международном уровне таксономия почв позволяет единообразно сообщать о характеристиках и функциях почвы . Национальные и международные усилия по обследованию почвы дали профессионалам уникальное представление о функциях ландшафтного масштаба. Ландшафтные функции, которые почвоведы призваны решать в этой области, по-видимому, делятся примерно на шесть областей:
Существуют также практические применения почвоведения, которые могут быть не очевидны при просмотре опубликованных исследований почв.
Емкость депрессий в почвоведении — это способность определенного участка земли удерживать воду в своих ямах и впадинах, предотвращая тем самым ее сток. [12] Емкость впадины, наряду с способностью инфильтрации , является одним из основных факторов, участвующих в сухопутном потоке Хортона , в результате чего объем воды превышает как инфильтрационную, так и вместительную способность впадины и начинает течь горизонтально по суше, что может привести к наводнениям и эрозии почвы . Изучение емкости депрессий земли имеет важное значение в области геологии , экологии и особенно гидрологии .
