ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА

Общие вопросы теории выветривания

Фрагмент

1. Введение
Концепции почвообразования были широко изучены, начиная с начала 19 века, а затем изменены и уточнены многими всемирно известными почвоведами, например, Чарльзом Дарвином [1] в Англии, Василием Докучаевым [2] в России, Гроувом Карлом Гилбертом [3], Джорджем Нельсоном Коффи [4] и Юджином В. Хилгардом [5] в США. Концептуальные подходы к педогенной теории, предложенные многими учеными, принципиально отличаются друг от друга и неоднократно пересматривались [6,7,8]. Хотя эти теории концептуально различны, все они в целом сходятся на идее пяти естественных факторов почвообразования Докучаева: воздействие биоты, воздействие климата, исходный материал, рельеф и время, как цитируется в работах Глинки [9] и Дженни [10]. Докучаев, как цитируется в работе Глинки [9], подчеркнул необходимость определения решения уравнения почвообразующего фактора, заявив следующее:
Во-первых, мы имеем дело с большой сложностью условий, влияющих на почву; во-вторых, эти условия не имеют абсолютной величины, и поэтому их очень трудно выразить цифрами; наконец, мы имеем очень мало данных в отношении одних факторов и совсем не имеем их в отношении других. Тем не менее, можно надеяться, что все эти трудности со временем будут преодолены, и почвоведение действительно станет чистой наукой.
Рассмотрение этих теорий и факторов в совокупности дает более полное представление о почвообразовании, чем это может сделать каждый из них в отдельности [11] для различных типов ландшафтов, включая те, в которых преобладают обнаженные коренные породы или плодородные почвы.
Для дальнейшего изложения почвы чаще всего делятся на три горизонта или слоя: O, A и B, хотя горизонты E, P и C также достаточно часто обсуждаются. Вкратце, в слое O, присутствующем в лесах, но не на лугах, преобладает органический материал, например, разлагающаяся растительная или животная масса. Слои A и B были первоначально определены Докучаевым; горизонт A - это верхний слой почвы или гумус, который обычно коричневый или черный из-за высокого содержания органики, в то время как слой B называется подпочвой и обычно имеет более яркую окраску из-за присутствия глинистых минералов и оксидов железа. Однако даже полная традиционная схема классификации не полностью отражает современное понимание эволюции почвы.
Оценка нижних границ почвы важна для многих научных и практических приложений, таких как сельскохозяйственные и гидрологические исследования [12]. Глубина почвы, покрывающей поверхность Земли, как правило, варьируется от нескольких сантиметров до нескольких метров или даже десятков метров [13], в зависимости от многих природных и экологических факторов. Например, Хиллел [14] описал почву как "верхний метр или около того поверхности Земли, действующий как сложный биофизический организм". Хорошо известно, что понимание и предсказание того, как и куда вода просачивается с поверхности земли и движется через вадозную зону в пределах ландшафта, контролирует процесс биогеохимического выветривания, а гидрология почвы может быть использована для объяснения морфологии почвы и динамических функций экосистемы [12]. Доказано, что почва глобально трансформируется из природного материала в материал, подвергшийся антропогенному воздействию, нижняя граница почвы находится гораздо глубже, чем солюм, исторически ограниченный горизонтами от О до В, а большинство почв являются своего рода палеосолями, будучи продуктами многих почвообразовательных процессов, которые широко варьировались в течение жизни большинства почв. Другими словами, полигенез почвы зависит от потоков вещества и энергии, которые термодинамически преобразуют почвенные системы [15,16]. Тем не менее, при сравнении предсказаний с данными по глубине почвы необходимо хотя бы выдвинуть гипотезу о релевантности теории к определенной границе, которую мы последовательно выбрали как дно почвенного горизонта Bw, глубину окисления.