Почвоведение – это изучение почвы как природного ресурса на поверхности Земли , включая формирование почвы , классификацию и картографирование ; физические , химические , биологические и плодородные свойства почв; и эти свойства в связи с использованием и управлением почвами . [1]
Иногда термины, которые относятся к разделам почвоведения, таким как педология (формирование, химия, морфология и классификация почв) и эдафология (как почвы взаимодействуют с живыми существами, особенно растениями), используются 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 изучение 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 , ростом 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. Это концептуальная перспектива почвоведения и эдафологии , двух основных ветвей почвоведения. Почвоведение - это изучение почвы в ее естественной среде. Эдафология - это изучение почвы в связи с зависимыми от почвы видами использования. Обе ветви применяют комбинацию физики почвы , химии почвы и биологии почвы . Из-за многочисленных взаимодействий между биосферой , атмосферой и гидросферой , которые размещаются в педосфере, более интегрированные, менее почвоцентричные концепции также являются ценными. Многие концепции, необходимые для понимания почвы, исходят от людей, которых нельзя строго идентифицировать как почвоведов. Это подчеркивает междисциплинарный характер концепций почвы.
Изучение разнообразия и динамики почв продолжает приносить новые открытия и идеи. Новые направления исследований почв вызваны необходимостью понимания почвы в контексте изменения климата , [3] [4] парниковых газов и поглощения углерода . [3] Интерес к сохранению биоразнообразия планеты и к исследованию 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 в настоящее время версией WRB является 4-е издание, 2022 г. [5] В свою очередь, классификация почв ФАО заимствована из современных концепций классификации почв, включая таксономию почв USDA .
WRB в основном базируется на морфологии почвы как выражении педогенеза . Главное отличие от таксономии почв USDA 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 является либо номинальной (назначение уникальных названий почвам или ландшафтам), либо описательной (название почв по их характеристикам, таким как красная, горячая, жирная или песчаная). Почвы различаются по очевидным характеристикам, таким как физический вид (например, цвет , текстура , положение в ландшафте ), производительность (например, производительность , затапливание) и сопутствующая растительность. [6] Народное различие, знакомое многим, классифицирует текстуру как тяжелую или легкую. Легкое содержание почвы и лучшая структура требуют меньших усилий для обработки и возделывания. Легкие почвы не обязательно весят меньше тяжелых почв в сухом состоянии, и они не имеют большей пористости .
Самая ранняя известная система классификации почв появилась в Китае и появилась в книге «Юй Гун» (V в. до н. э.), где почва была разделена на три категории и девять классов в зависимости от ее цвета, текстуры и гидрологии. [7]
Современники Фридрих Альберт Фаллоу (немецкий основатель современного почвоведения) и Василий Докучаев (русский основатель современного почвоведения) считаются одними из первых, кто определил почву как ресурс, чья своеобразие и сложность заслуживают того, чтобы быть концептуально отделенными от геологии и растениеводства и рассматриваться как единое целое. Как отец-основатель почвоведения, Фаллоу имеет первенство во времени. Фаллоу работал над происхождением почвы еще до рождения Докучаева; однако работа Докучаева была более обширной и считается более значимой для современной теории почв, чем работа Фаллоу.
Раньше почву считали продуктом химических превращений горных пород, мертвым субстратом, из которого растения черпают питательные элементы. Почва и коренная порода фактически отождествлялись. Докучаев рассматривает почву как природное тело, имеющее свое происхождение и свою историю развития, тело, в котором происходят сложные и многообразные процессы. Почва рассматривается как нечто отличное от коренной породы. Последняя становится почвой под влиянием ряда факторов почвообразования (климата, растительности, местности, рельефа и возраста). По его мнению, почвой следует называть «суточные» или внешние горизонты горных пород независимо от их типа; они изменяются естественным образом под общим воздействием воды, воздуха и различных видов живых и мертвых организмов. [8]
Энциклопедическое определение 1914 года: «различные формы земли на поверхности горных пород, образованные разрушением или выветриванием горных пород». [9] служит для иллюстрации исторического взгляда на почву, который сохранялся с 19 века. Концепция почвы Докучаева конца 19 века развилась в 20 веке в концепцию почвы как землистого материала, который был изменен жизненными процессами. [10] Следствием этого является концепция, что почва без живого компонента является просто частью внешнего слоя Земли.
Дальнейшее уточнение концепции почвы происходит в связи с пониманием переноса и преобразования энергии в почве. Этот термин широко применяется к материалу на поверхности Луны Земли и Марса, и его использование приемлемо в рамках части научного сообщества. Точное определение почвы Никифоровым 1959 года как «возбужденной кожи субаэральной части земной коры ». [11]
С академической точки зрения, почвоведы, как правило, тянутся к одной из пяти областей специализации: микробиология , педология , эдафология , физика или химия . Однако специфика работы во многом продиктована проблемами, стоящими перед нашей цивилизацией, в стремлении поддерживать землю, которая ее поддерживает, и различия между субдисциплинами почвоведения часто размываются в этом процессе. Профессионалы в области почвоведения обычно остаются в курсе последних новостей в области химии почв, физики почв, микробиологии почв, педологии и прикладного почвоведения в смежных дисциплинах.
Одним из интересных усилий, привлекших почвоведов в США с 2004 года, [обновлять]является Инициатива по качеству почвы. Центральным элементом Инициативы по качеству почвы является разработка индексов здоровья почвы и их последующий мониторинг таким образом, чтобы мы получали долгосрочную (десятилетие за десятилетием) обратную связь о нашей работе как управителей планеты. Усилия включают понимание функций почвенных микробиотических корок и изучение потенциала секвестрации атмосферного углерода в органическом веществе почвы . Однако связь концепции сельского хозяйства с качеством почвы не обошлась без доли споров и критики, включая критику со стороны лауреата Нобелевской премии Нормана Борлоуга и лауреата Всемирной продовольственной премии Педро Санчеса .
Более традиционной ролью почвоведов было картирование почв. Почти в каждой области Соединенных Штатов теперь есть опубликованный обзор почв , включая интерпретационные таблицы о том, как свойства почвы поддерживают или ограничивают деятельность и использование. Международно признанная таксономия почв позволяет единообразно сообщать характеристики почв и функции почв . Национальные и международные усилия по обследованию почв дали профессии уникальное понимание функций ландшафтного масштаба. Ландшафтные функции, которые почвоведы призваны исследовать в полевых условиях, по-видимому, можно примерно разделить на шесть областей:
Существуют также практические приложения почвоведения, которые могут быть не очевидны при изучении опубликованных исследований почв.
В почвоведении емкость хранения понижений - это способность определенной области земли удерживать воду в своих ямах и углублениях, тем самым предотвращая ее течение. [12] Емкость хранения понижений, наряду с инфильтрационной способностью , является одним из основных факторов, участвующих в потоке по суше Хортона , в результате чего объем воды превосходит как инфильтрационную, так и депрессионную способность хранения и начинает течь горизонтально по земле, что может привести к затоплению и эрозии почвы . Изучение емкости хранения понижений земли важно в областях геологии , экологии и особенно гидрологии .
Медиа, связанные с почвоведением на Wikimedia Commons