Канадская система классификации почв [1] более тесно связана с американской системой , чем любая другая, но они отличаются в нескольких отношениях. Канадская система разработана для охвата только канадских почв. Канадская система обходится без иерархического уровня подотряда. Солонцовые и глейзольные почвы дифференцируются на уровне порядка.
До 1955 года канадские почвенные испытания основывались на системах классификации, которые были похожи на методы, используемые в Соединенных Штатах. В 1955 году была введена таксономическая система классификации почв, специфичная для канадских условий. [2] Эта система была разработана для дифференциации почв, созданных педогенными процессами в прохладных климатических условиях. [3]
Площадь Канады (исключая внутренние воды) составляет приблизительно 9 180 000 км 2 , из которых около 1 375 000 км 2 (15%) — это скальные земли. Остальная часть классифицируется в соответствии с Канадской системой классификации почв. Эта система различает типы почв на основе измеренных свойств профиля и использует иерархическую схему для классификации почв от общих до частных. [4] Самая последняя версия системы классификации имеет пять категорий в своей иерархической структуре. От общего к частному, основными категориями в этой системе являются: Порядки , Большие группы , Подгруппы , Семейства и Серии . [5]
Классы почв определяются как можно более конкретно, чтобы обеспечить единообразие классификации. Границы между классами условны, поскольку в природе существует мало резких разделений почвенного континуума. Различия в почвах являются результатом взаимодействия многих факторов: климата, организмов, материнской породы, рельефа и времени. Система классификации почв меняется по мере накопления знаний посредством картирования почв и исследований в Канаде и других странах.
Классификация включает в себя организацию отдельных единиц со схожими характеристиками в группы. Почвы не встречаются как дискретные сущности; таким образом, единица измерения для почвы не очевидна. Эта единица измерения называется педон , определяемая как трехмерное тело, обычно с поперечными размерами 1 метр и глубиной от 1 до 2 метров. Вертикальное сечение педона отображает более или менее горизонтальные слои ( горизонты ), образовавшиеся в результате процессов почвообразования. Классификация почв облегчает организацию и передачу информации о почвах, а также понимание взаимосвязей между почвами и факторами окружающей среды. На самом общем уровне Канадская система признает десять различных отрядов почв.
Для практической классификации почвы используется идентификационный ключ Канадской системы классификации почв . Решения принимаются на основе свойств горизонтов , таких как толщина, цвет по Манселлу , pH или свидетельства других процессов почвообразования (например, элювиация ).
Эти почвы имеют вечную мерзлоту (постоянно замороженный материал) в пределах одного метра от поверхности (2 м, если почва сильно криотурбирована, т. е. нарушена действием мороза). Поскольку вечная мерзлота является барьером для корней и воды, активный слой (сезонно тающий материал) над ней может стать насыщенным, полужидким материалом весной. Обычно слой вечной мерзлоты у поверхности содержит обильное количество льда. Таяние льда и замороженных материалов в результате нарушения поверхностной растительности (бореальный лес или тундра) может вызвать оседание почвы и разрушение дорог, трубопроводов и зданий. Мерзлотные почвы, занимающие около 3 672 000 км 2 (около 40%) площади суши Канады, доминируют на большей части Юкона , Северо-Западных территорий и Нунавута и встречаются в северных районах всех провинций, кроме Атлантических (за исключением Лабрадора ).
Порядок и его три большие группы были определены в 1973 году после того, как исследования почв и рельефа в долине Маккензи дали новые знания о свойствах, происхождении и значении этих почв. Турбические криосоли имеют узорчатую поверхность (бугры, каменные сети и т. д.) и смешанные горизонты или другие свидетельства криотурбации. Статические криосоли не имеют выраженных свидетельств криотурбации; они связаны с песчаными или гравийными материалами. Органические криосоли состоят в основном из органических материалов (например, торфа). Поскольку органический материал действует как изолятор, органические криосоли встречаются южнее границы непрерывной вечной мерзлоты.
Эти почвы состоят преимущественно из органического вещества в верхнем полуметре (более 30% органического вещества по весу) и не имеют вечной мерзлоты вблизи поверхности. Они являются основными почвами торфяников (например, болота, топи, низинные болота). Большинство органических почв развиваются путем накопления растительного материала из видов, которые хорошо растут в областях, обычно насыщенных водой. Некоторые органические почвы состоят в основном из растительного материала, отложенного в озерах; другие, в основном, из лесной листовой подстилки на каменистых склонах в областях с большим количеством осадков. Органические почвы покрывают почти 374 000 км 2 (4,1%) площади Канады: большие площади встречаются в Манитобе , Онтарио и северной Альберте , меньшие площади в других провинциях и территориях.
Органические почвы подразделяются на четыре большие группы. Фибрисоли, распространенные в Канаде, состоят преимущественно из относительно неразложившегося органического материала с четко видимыми растительными фрагментами; устойчивые волокна составляют более 40% по объему. Большинство почв, полученных из мхов сфагнума, являются фибрисолями. Мезисоли более сильно разложились и содержат меньше волокнистого материала, чем фибрисоли (10–40% по объему). Гумисоли состоят в основном из гумифицированных органических материалов и могут содержать до 10% волокон по объему. Фолисоли состоят в основном из толстых отложений лесной подстилки, лежащих на коренной породе, раздробленной коренной породе или рыхлом материале. Они обычно встречаются во влажных горных районах побережья Британской Колумбии .
Эти богатые глиной почвы заметно сжимаются и разбухают при высыхании и увлажнении. Физическое разрушение, связанное с усадкой и разбуханием, создает блестящие плоскости сдвига (скользящие поверхности) в подпочве и либо препятствует образованию подпочвенных горизонтов, либо серьезно разрушает и перемешивает их. Когда почва разбухает при увлажнении, бывший поверхностный материал смешивается с подпочвой. Вертизольные почвы развиваются в основном в глинистых материалах в полузасушливых и субгумидных районах Внутренних равнин Саскачевана , Манитобы и Альберты и занимают менее 1% площади Канады.
Порядок и его две большие группы были признаны в канадской системе в 1990-х годах после обширных исследований педонов на Великих равнинах. Большая группа Vertisol имеет светлоокрашенный горизонт A, который нелегко различить, а большая группа Humic Vertisol имеет темноокрашенный горизонт A, обогащенный органическим веществом, который четко отличается от нижележащего почвенного материала.
Эти кислые почвы имеют горизонт B, содержащий накопления аморфных материалов, состоящих из гумифицированного органического вещества, связанного с алюминием и железом. Они развиваются чаще всего в песчаных материалах в районах с холодным влажным климатом под лесной или кустарниковой растительностью. Вода, движущаяся вниз через относительно пористый материал, вымывает основные элементы (например, кальций), и развиваются кислые условия. Растворимые органические вещества, образующиеся при разложении лесной подстилки, воздействуют на минералы почвы в поверхностных горизонтах, и большая часть высвобождаемого железа и алюминия соединяется с этим органическим материалом. Когда соотношение алюминия и железа к органическому веществу достигает критического уровня, органический комплекс становится нерастворимым и откладывается в горизонте B. Растворенные алюминий и железо также могут перемещаться вниз в неорганических формах и откладываться в виде алюминиево-кремниевых комплексов и оксидов железа. Элювиальный горизонт Ae (светло-серый, сильно выщелоченный) обычно выступает над горизонтом Podzolic B, но может быть незаметным или отсутствовать.
Подзолистые почвы занимают около 1 429 000 км 2 (15,6%) площади Канады и доминируют на обширных территориях влажных Аппалачей и Канадского щита , а также во влажном прибрежном регионе Британской Колумбии . Они делятся на три большие группы на основе типа горизонта Podzolic B. Гумусовые подзолы имеют темный горизонт B с низким содержанием железа. Они встречаются в основном на влажных участках во влажном климате и встречаются гораздо реже, чем другие подзолистые почвы.
Ferro-Humic Podzols имеют темный красновато-коричневый или черный горизонт B, содержащий не менее 5% органического углерода и заметные количества (часто 2% или более) алюминия и железа в органических комплексах. Они обычно встречаются в более влажных частях области подзолистых почв; например, прибрежная Британская Колумбия и части Ньюфаундленда и южного Квебека . В Лабрадоре вдоль долины реки Черчилль Ferro-Humic Podzols составляют около 36% почв. [6] Humo-Ferric Podzols, наиболее распространенные подзолистые почвы в Канаде, имеют красновато-коричневый горизонт B, содержащий менее 5% органического углерода, связанного с комплексами алюминия и железа.
Эти почвы периодически или постоянно насыщены водой и лишены кислорода. Они обычно встречаются в неглубоких впадинах и ровных областях субгумидного и влажного климата в сочетании с другими классами почв на склонах и холмах. После таяния снега или сильных дождей впадины в ландшафте могут быть затоплены. Если наводнение происходит, когда температура почвы выше примерно 5 °C, микробная деятельность приводит к истощению кислорода в течение нескольких дней. В таких условиях окисленные компоненты почвы (например, нитрат, оксид железа) восстанавливаются. Истощение оксида железа удаляет коричневатый цвет, обычный для многих почв, оставляя их серыми. По мере высыхания почвы и повторного поступления кислорода восстановленное железо может локально окисляться до ярких желто-коричневых пятен (пятен). Таким образом, глейзольные почвы обычно идентифицируются по их плохому дренажу и тускло-серому цвету, иногда сопровождаемому коричневыми пятнами. Глейзолистые почвы покрывают около 117 000 км2 ( 1,3%) площади Канады.
Определены три большие группы глейзольных почв. Гумусовые глейсоли имеют темный горизонт А, обогащенный органическим веществом. Глейсоли не имеют такого горизонта. Лувические глейсоли имеют выщелоченный горизонт (Ae), под которым находится горизонт В, в котором накопилась глина; они могут иметь темный поверхностный горизонт.
Эти почвы имеют горизонты B, которые очень твердые в сухом состоянии, разбухающие до липкой, плотной массы при намокании. Они обычно развиваются в засоленных материнских породах в полузасушливых и субгумидных регионах. Свойства горизонтов B связаны с ионами натрия, которые заставляют глину легко рассеиваться и разбухать при увлажнении, тем самым закрывая крупные поры и предотвращая поток воды. Солонцовые почвы покрывают почти 73 000 км 2 (0,7%) площади Канады; большинство из них встречается в южной Альберте из-за больших площадей засоленных материнских пород и полузасушливого климата.
Четыре большие группы солонцовых почв основаны на свойствах, отражающих степень выщелачивания. Солонцовые почвы имеют темный, обогащенный органическим веществом горизонт А, залегающий над солонцовым В, который обычно встречается на глубине 20 см или меньше. Горизонт Ае (серый, выщелоченный) очень тонкий или отсутствует. Осолоделые солонцы имеют отчетливый горизонт Ае между темным А и солонцовым В. Солоди имеют переходный горизонт АВ или ВА, образованный деградацией верхней части солонцового горизонта В. Вертизолистые солонцовые почвы имеют черты, интерградирующие порядок Вертизолистых в дополнение к любым из вышеперечисленных солонцовых черт. Последовательность развития солонцовых почв обычно идет от засоленной материнской породы к солонцу, осолоделому солонцу и солоду. По мере выщелачивания соли и ионы натрия перемещаются вниз. Если выщелачивание продолжается достаточно долго и соли полностью удаляются, то Solonetzic B может полностью распасться. Тогда почва будет классифицирована в другом порядке. Может произойти повторное засоление и обратить вспять процесс, связанный с выщелачиванием.
Эти почвы имеют горизонт A, затемненный добавлением органического вещества, обычно от разложения корней трав. Горизонт A является нейтральным или слегка кислым и хорошо обеспечен основаниями , такими как кальций. Горизонт C обычно содержит карбонат кальция (известь); он может содержать более растворимые соли, такие как гипс . Черноземные почвы имеют среднегодовую температуру почвы выше 0 °C и встречаются в регионах с полузасушливым и субгумидным климатом. Покрывая более 4% площади земель Канады, они являются основным классом почв на юге Внутренних равнин , где трава является доминирующей местной растительностью.
Четыре большие группы черноземных почв различаются на основе цвета поверхностного горизонта, связанного с относительной сухостью почвы. Коричневые почвы имеют коричневатые горизонты А и встречаются в самых сухих районах Черноземья. Темно-коричневые почвы имеют более темный горизонт А, чем коричневые почвы, что отражает несколько большее количество осадков и связанное с этим более высокое содержание органического вещества. Черные почвы, связанные с субгумидным климатом и высокотравной местной растительностью, имеют черный горизонт А, который обычно толще, чем у коричневых или темно-коричневых почв. Темно-серые почвы являются переходными между луговыми черноземными почвами и более выщелоченными почвами лесных регионов.
Эти почвы имеют элювиальные горизонты, из которых глина выщелочена после таяния снега или сильных дождей, и иллювиальные горизонты , в которых глина отложилась; эти горизонты обозначены как Ae и Bt соответственно. В засоленных или известковых материалах перемещение глины предшествует выщелачиванию солей и карбонатов. Лювисолиевые почвы обычно встречаются в лесных районах от субгумидного до влажного климата, где исходные материалы содержат заметное количество глины. Лювисолиевые почвы покрывают около 809 000 км 2 (8,8%) площади Канады. Большие площади лювисолиевых почв встречаются в центральных и северных Внутренних равнинах ; меньшие площади во всех регионах к югу от зоны вечной мерзлоты.
Две большие группы лювисолиевых почв различаются в основном по температуре почвы. Серо-коричневые лювисоли имеют темный горизонт Ah, в котором органическое вещество смешано с минеральным материалом (обычно в результате деятельности дождевых червей), коричневый, часто пластинчатый элювиальный горизонт (Ae) и иллювиальный горизонт (Bt), в котором распространена блочная структура. Их среднегодовая температура почвы составляет 8 °C или выше. Основная площадь серо-коричневых лювисолей находится в южной части низменности Великих озер и Св. Лаврентия. Серые лювисоли имеют элювиальные и иллювиальные горизонты и могут иметь горизонт Ah, если среднегодовая температура почвы ниже 8 °C. Обширные площади серых лювисолей в зоне бореальных лесов внутренних равнин имеют толстые светло-серые элювиальные горизонты, подстилающие лесную подстилку, и толстые горизонты Bt с глиной, покрывающей поверхность агрегатов.
Этот порядок включает все почвы, которые развили горизонты B, но не отвечают требованиям ни одного из описанных ранее порядков. Многие почвы Brunisolic имеют коричневатые горизонты B без особых признаков накопления глины, как в почвах Luvisolic, или аморфных материалов, как в почвах Podzolic. Со временем и при стабильных условиях окружающей среды некоторые почвы Brunisolic превратятся в почвы Luvisolic, другие — в почвы Podzolic. Покрывая почти 790 000 км 2 (8,6%) площади Канады, почвы Brunisolic встречаются в ассоциации с другими почвами во всех регионах к югу от зоны вечной мерзлоты.
Четыре большие группы различаются на основе обогащения органическим веществом в горизонте A и кислотности. Melanic Brunisols имеют горизонт Ah толщиной не менее 10 см и pH выше 5,5. Они обычно встречаются в южном Онтарио и Квебеке. Eutric Brunisols имеют те же основные свойства, что и Melanic Brunisols, за исключением того, что горизонт Ah, если он есть, имеет толщину менее 10 см. Sombric Brunisols имеют горизонт Ah толщиной не менее 10 см и являются кислыми, а их pH ниже 5,5. Dystric Brunisols являются кислыми и не имеют горизонта Ah толщиной 10 см.
Во всех четырех из этих больших групп имеются элювиированные подгруппы, в которых присутствует горизонт Ае, но в горизонте В недостаточно накоплено аморфного материала или глины, чтобы классифицировать почву как подзолистую или лювисоличную.
Эти почвы слишком слабо развиты, чтобы соответствовать ограничениям любого другого порядка. Отсутствие или слабое развитие генетических горизонтов может быть результатом недостатка времени для развития или нестабильности материалов. Свойства почв Regosolic в основном такие же, как у исходного материала. Определены две большие группы. Regosols в основном состоят из горизонтов C. Гумусные почвы Regosols имеют горизонт Ah толщиной не менее 10 см. Почвы Regosolic покрывают около 73 000 км 2 (0,8%) площади Канады.
31 большой класс групп образован путем подразделения классов порядков на основе свойств почвы, которые отражают различия в процессах почвообразования (например, виды и количество органического вещества в поверхностных горизонтах почвы).
Подгруппы основаны на последовательности горизонтов в педоне. Многие подгруппы интерградируют в другие почвенные порядки. Например, большая группа Gray Luvisol включает 12 подгрупп; Orthic Gray Luvisol является типичным выражением Gray Luvisols, а другие подгруппы являются интерградациями в Chernozemic order (Dark Gray Luvisol), Podzolic order (Podzolic Gray Luvisol), Gleysolic order (Gleyed Gray Luvisol), Solonetzic и Gleysolic orders (Gleyed Solonetzic Gray Luvisol) и т. д.
Семейства основаны на свойствах исходного материала и почвенном климате. Например, подгруппа Orthic Gray Luvisol включает почвы широкого спектра текстуры (гравийно-песчаные и глинистые), разной минералогии и разного температурного и водного режима. Обозначение семейства почв гораздо более конкретно; например, Orthic Gray Luvisol, глинистый, смешанный (минералогия), холодный, полувлажный.
Серии имеют широкий спектр свойств (например, мощность и цвет горизонта, содержание гравия, структура), которые попадают в узкий диапазон. Так, например, название серии Breton подразумевает все основные свойства порядка Luvisolic, большой группы Gray Luvisol, подгруппы Orthic Gray Luvisol и семейства мелкоземистых, суглинистых, смешанных, холодных субгумидных почв этой подгруппы, а также свойства, специфичные для серии. Название серии подразумевает так много конкретной информации о свойствах почвы, что можно сделать широкий спектр интерпретаций относительно вероятной пригодности почвы для различных целей.