토양 형성

Soil formation
신체적 성숙을 달성하지 못한 유기체에 의한 번식은 소아형성을 참조한다.

토양 형성은 또한 양성생식으로 알려져 있으며, 장소, 환경, 그리고 역사의 영향에 의해 규제되는 토양 발생 과정이다.생물 지구 화학적 과정은 토양 내에서 질서를 만들고 파괴하는 역할을 한다.이러한 변화는 토양 지평선이라 불리는 층의 발달로 이어지며, 색상, 구조, 질감, 화학의 차이로 구별된다.이러한 특징은 토양형성요소의 [1]차이에 따라 형성되는 토양유형분포 패턴으로 나타난다.

소아형성은 자연환경에서 토양에 대한 연구인 소아학의 한 분야로 연구된다.토양학에는 토양형태학, 토양분류학 등이 있다.현재(토양 지리학)와 과거(토양학) 지질 시기의 토양 분포 패턴을 이해하는 데 있어 소아 형성에 대한 연구는 중요하다.

개요

토양은 일련의 [2]변화를 통해 발달한다.시작점은 새로 축적된 모재의 풍화입니다.다양한 토양 미생물(박테리아, 고세균, 곰팡이)은 풍화에 의해 방출되는 단순한 화합물(영양분)을 먹고 살며, 광물 풍화에 기여하는 유기산과 특화된 단백질을 생산한다.그들은 또한 부식 [3]형성에 기여하는 유기 잔류물을 남긴다.공생균근균을 가진 식물의 뿌리도 [4]암석으로부터 영양분을 추출할 수 있다.

새로운 토양은 풍화작용과 추가 퇴적작용의 조합으로 깊이가 증가한다.풍화에 의한 토양 생성률은 연간 [5]약 1/10mm입니다.새로운 토양은 또한 먼지 퇴적으로부터 깊어질 수 있다.토양은 점차적으로 개척자 종에서 시작해 보다 복잡한 식물과 동물 [6]군집까지 생태학적 승계를 따라 더 높은 형태의 식물과 동물을 지원할 수 있다.표토는 고사된 식물과 토양 [7]미생물의 잔해에서 유래한 부식액이 축적되면서 깊어진다.그것들은 또한 유기물과 풍화 [8]광물의 혼합을 통해 깊어진다.토양이 성숙함에 따라 유기물이 축적되고 광물 풍화 및 침출이 일어나면서 토양 지평선이 형성됩니다.

토양형성요인

토양 형성은 토양의 진화에 얽힌 적어도 다섯 가지 고전적 요인에 의해 영향을 받는다.그것은 부모 물질, 기후, 지형(구제), 유기체, 그리고 시간입니다.[9]기후, 생물, 릴리프, 모재 및 시간에 따라 정렬하면 약어 CLORPT가 [10]됩니다.

모재

토양이 형성되는 광물성 물질을 모물질이라고 한다.암석의 기원이 화성, 퇴적, 변성이든 상관없이, 암석은 모든 토양 광물 물질의 근원이며 질소, 수소, 탄소를 제외한 모든 식물 영양소의 근원이다.모재는 화학적, 물리적 풍화, 수송, 퇴적, 침전되어 [11]토양으로 변한다.

대표적인 토양 모 광물 재료는 [12]다음과 같습니다.

황토 모재로 형성된 독일의 한 농경지에 있는 흙.

모재료는 어떻게 퇴적됐는지에 따라 분류된다.잔류물질은 1차 암반에서 풍화된 광물물질이다.수송되는 물질은 물, 바람, 얼음 또는 중력에 의해 퇴적된 물질이다.쿠뮬로오스 물질은 성장하여 제자리에 [13]축적된 유기물입니다.

잔류 토양은 기초가 되는 모암에서 발달한 토양으로, 그 [14]암석들과 같은 일반적인 화학작용을 가지고 있다.메사스, 플라토, 평원에서 발견되는 토양은 잔류 토양이다.미국에서는 불과 3%의 토양만이 [15]잔존하고 있다.

대부분의 토양은 바람, 물, 얼음, 중력에 의해 수 마일에 걸쳐 이동된 물질에서 유래한다.

  • 풍력 작용(바람에 의한 이동)은 황토 토양([16]60-90%)을 형성하면서 수백 마일 이상 진흙과 고운 모래를 이동할 수 있으며, 북미 중서부, 유럽 북서부, 아르헨티나 및 중앙아시아에서 흔히 볼 수 있습니다.점토는 안정된 [17]골재를 형성하기 때문에 바람에 의해 좀처럼 움직이지 않는다.
  • 수상 수송 물질은 충적물, 라쿠스트린물 또는 해양물로 분류된다.충적물은 흐르는 물에 의해 이동되고 퇴적되는 물질이다.호수에 침전된 퇴적물을 라쿠스트린이라고 한다.본네빌 호수와 미국의 오대호 주변의 많은 토양들이 그 예이다.대서양과 걸프만 연안 및 미국 캘리포니아 임페리얼 밸리의 토양과 같은 해양 퇴적물은 육지가 [18]융기하면서 드러난 고대 바다의 바닥이다.
  • 얼음은 모물질을 이동시키고 정지 빙하의 경우 종말과 측면 퇴적물의 형태로 퇴적물을 만든다.후퇴하는 빙하는 지반 침하를 더 부드럽게 만들고, 모든 경우에, 퇴적물이 [19]빙하에서 하류로 이동하면서 흘러내리는 평야가 남는다.
  • 중력에 의해 이동되는 모재는 탈러스 원추형으로서 가파른 경사면의 바닥에서 뚜렷하게 나타나며,[20] 이를 충적물이라고 한다.

Cumulos 모재는 이동하지 않고 퇴적된 유기물질에서 유래한다.여기에는 이탄 및 오물 토양이 포함되며 높은 수분의 낮은 산소 함량에 의한 식물 잔류물 보존의 결과이다.이탄은 무균토양을 형성할 수 있지만 오물토양은 매우 [21]비옥할 수 있다.

풍화

모재의 풍화는 물리적 풍화(분해), 화학적 풍화(분해) 및 화학적 변환의 형태를 취합니다.물리적, 화학적, 생물학적 응력과 변동은 일반적으로 [22]깊이에 따라 감소하기 때문에 풍화작용은 보통 지질물질의 상단 수 미터로 제한됩니다.물리적 붕괴는 지구 깊숙한 곳에서 굳어진 암석들이 표면 근처에서 낮은 압력에 노출되어 부풀어 오르고 기계적으로 불안정해지면서 시작된다.화학 분해는 미네랄 용해성의 함수로서, 온도가 10°C 상승할 때마다 속도가 두 배로 증가하지만 화학적 변화에 영향을 미치기 위해 물에 크게 의존합니다.열대 기후에서 몇 년 안에 분해될 암석은 [23]사막에서 수천 년 동안 변하지 않고 남아 있을 것이다.구조 변화는 수화, 산화 및 감소의 결과입니다.화학적 풍화는 주로 박테리아와 [25]곰팡이에 의한[24] 유기산 및 킬레이트 화합물의 배설에서 비롯되며, 오늘날의 온실 [26]효과 하에서 증가할 것으로 생각된다.

  • 물리적 분해는 모재료를 흙으로 바꾸는 첫 번째 단계이다.온도 변동은 암석의 팽창과 수축을 유발하여 [27]암석을 약한 선에 따라 갈라지게 한다.그러면 물이 균열로 들어가서 얼어서 암석 중앙으로 향하는 경로를 따라 물질의 물리적 분열을 일으킬 수 있고, 암석 내부의 온도 기울기는 "껍질"의 박리를 유발할 수 있습니다.습윤 및 건조 주기는 바람, 물 및 중력에 의해 이동되는 물질의 물리적 마찰과 마찬가지로 토양 입자를 더 미세한 크기로 마모시킵니다.물은 건조 시 팽창하는 암석 미네랄 안에 축적되어 암석에 스트레스를 줄 수 있다.마지막으로, 유기체는 식물 뿌리의 기계적 작용과 동물의 [28]굴착 활동을 통해 모재 크기를 줄이고 틈과 모공을 만든다.암식동물에 의한 모재 분쇄도 초기 토양 [29]형성에 기여한다.
  • 화학 분해와 구조 변화는 미네랄이 물에 녹거나 구조가 변화할 때 발생한다.다음 목록 중 처음 세 가지는 용해도 변화이며 마지막 세 가지는 구조 [30]변화입니다.
  1. 물 속의 소금 용액은 이온과 물의 용액을 생성하는 이온성 소금 화합물에 대한 양극성 물 분자의 작용으로 인해 발생하며, 물의 흐름과 기공 경로에 [31]따라 이러한 미네랄을 제거하고 암석의 무결성을 감소시킵니다.
  2. 가수분해는 물의 분열에 의해 광물이 극성 분자로 변하는 것이다.따라서 수용성 산-염기 쌍이 생성됩니다.예를 들어 오르토클라아제 장석의 가수분해에 의해 산 규산염 점토와 염기성 수산화칼륨으로 변환되며 둘 다 용해성이 [32]높다.
  3. 탄산화에서, 물 속의 이산화탄소의 용액은 탄산을 형성한다.탄산염은 칼사이트를 용해성이 높은 [33]중탄산칼슘으로 변화시킨다.
  4. 수화란 광물 구조에 물이 포함되어 있어 물이 부풀어오르게 하고 압력을 받아 쉽게 [34]분해되는 것을 말합니다.
  5. 미네랄 화합물의 산화는 미네랄에 산소가 포함되어 있어 산소가 상대적으로 크기 때문에 산화수가 증가하고 부풀어 오르면서 스트레스를 받고 물(가수분해)이나 탄산(탄산)[35]의 공격을 받기 쉽다.
  6. 산화의 반대인 환원은 산소의 제거를 의미하기 때문에 산소가 부족할 때 발생하는 광물 중 일부의 산화수가 감소한다.미네랄의 감소는 전기적으로 불안정하고 용해성이 높으며 내부적으로 스트레스를 받고 쉽게 분해됩니다.그것은 주로 물에 잠긴 [36]환경에서 발생한다.

상기 중 가수분해와 탄산이 가장 효과적이며, 특히 높은 강우량, 온도 및 물리적 [37]침식이 있는 지역에서는 더욱 효과적입니다.암석의 표면적이 증가함에 따라 화학적 풍화작용이 더욱 효과적이기 때문에 물리적 [38]붕괴가 바람직하다.이것은 레골리스 [39][40]형성의 위도 및 고도 기후 구배에서 비롯된다.

사프로라이트는 화강암, 변성암 및 다른 종류의 암반을 점토 광물로 변환하여 형성된 잔류 토양의 특별한 예이다.종종 [풍화 화강암]이라고 불리는 사프로라이트는 가수분해, 유기 화합물로부터의 킬레이트화, 수화 및 동결과 해동을 포함한 물리적 과정을 포함하는 풍화 과정의 결과입니다.1차 기초암 재료의 광물학적, 화학적 구성, 입자 크기 및 응집 정도를 포함한 물리적 특징, 풍화 속도와 유형에 따라 모재가 다른 광물로 변화합니다.사프로라이트의 질감, pH 및 미네랄 성분은 모재로부터 물려받은 것입니다.이 과정은 또한 아네라이제이션이라고 불리며, 화강암의 다른 광물 성분들에 비해 훨씬 높은 석영 저항 덕분에 모래 토양(화강암 영역)[41]을 형성한다.

기후.

토양 형성에 영향을 미치는 주요 기후 변수는 유효 강수량(즉, 강수량에서 증발산량을 뺀 값)과 온도이며, 이 두 가지 모두 화학적, 물리적,[42] 생물학적 과정의 속도에 영향을 미친다.온도와 수분은 모두 1차 생산과 분해 사이의 균형에 대한 영향을 통해 토양의 유기물 함량에 영향을 미칩니다. 즉, 기후가 춥거나 건조할수록 적은 대기 중 탄소는 유기물로 고정되고 적은 유기물은 [43]분해됩니다.

기후는 토양 형성의 지배적인 요소이며, 토양은 토양 지평선에 축적된 탄소의 [44]대기로의 이동을 통해 기후에 대한 피드백과 함께 그들이 형성되는 기후 영역의 독특한 특성을 보여줍니다.프로파일에 따뜻한 온도와 풍부한 물이 동시에 존재한다면 풍화, 침출, 식물의 성장 과정이 극대화된다.생물군의 기후 결정에 따르면 습한 기후는 나무의 성장에 유리하다.이와는 대조적으로, 풀은 습하고 반건조 지역의 주요 자생 식물인 반면, 다양한 종류의 관목과 덤불은 건조한 [45]지역의 주요 식물이다.

물은 모든 주요 화학적 풍화 반응에 필수적이다.토양 형성에 효과적이기 위해서는 물이 레골리스를 통과해야 한다.계절적 강우 분포, 증발 손실, 현장 지형 및 토양 투과성은 비가 토양 형성에 얼마나 효과적으로 영향을 미칠 수 있는지를 결정하기 위해 상호작용한다.침투 깊이가 깊을수록 토양 풍화 깊이와 발달 [46]깊이가 커진다.토양 프로필에 스며든 잉여 물은 용해성 및 부유물을 상층(용출)에서 하층(용출)으로 운반합니다(점토[47] 입자 및 용해된 유기물 [48]포함).또한 표면 배수수의 수용성 물질을 운반할 수도 있습니다.따라서, 물이 스며드는 것은 풍화 반응을 촉진하고 토양 지평선을 구별하는 데 도움을 준다.마찬가지로 수분 부족은 건조한 지역의 토양 특성을 결정하는 주요 요인이다.용해성 소금은 이러한 토양에서 침출되지 않으며, 어떤 경우에는 식물과 미생물의 [50]성장을 억제하는[49] 수준까지 축적됩니다.건조 및 반건조 지역의 토양 프로필은 또한 탄산염과 특정 유형의 팽창성 점토(석회암 또는 칼리쉬 [51][52]지평선)를 축적하기 쉽다.열대 토양에서는 토양에 초목이 없어져(예를 들어 삼림 벌채에 의해) 극심한 증발이 이루어지면 철분과 알루미늄 염분을 용해시킨 물의 위쪽으로의 모세관 이동은 각각 라테라이트 또는 보크사이트의 표면적인 단단한 팬의 형성에 책임이 있으며, 이는 재배에 부적절하다.돌이킬 수 없는 토양 열화의 알려진 경우(편광화, boxitization).[53]

기후의 직접적인 영향은 다음과 같습니다.[54]

  • 강우량이 적은 지역에서 칼리쉬와 같이 석회가 얕게 축적
  • 습한 지역의 산성 토양 형성
  • 가파른 언덕 경사면의 토양 침식
  • 침식물질의 하류 퇴적
  • 토양이 얼지 않는 따뜻하고 습한 지역의 매우 강력한 화학적 풍화, 침출, 침식

기후는 풍화 및 침출 속도에 직접적인 영향을 미친다.바람은 모래와 더 작은 입자(먼지)를 이동시키고, 특히 식물이 거의 덮이지 않는 건조한 지역에서는 모래가[55] 끼이는 원천으로부터 [56]가깝거나 멀리 떨어지도록 퇴적시킨다.강수량의 종류와 양은 토양을 통과하는 이온과 입자의 움직임에 영향을 미쳐 토양 형성에 영향을 미치고 다양한 토양 프로파일의 발달에 도움을 준다.토양 프로파일은 유기물이 빠르게 [57]소비되는 습하고 따뜻한 기후보다 유기물이 축적될 수 있는 습하고 서늘한 기후에서 더 뚜렷하게 나타납니다.풍화 모암 재료에서 물의 효과는 암석 광물의 인장 응력을 선호하는 계절적 및 일일 온도 변동에 따라 달라지며, 따라서 열 피로라고 불리는 [58]과정인 기계적 분해를 선호합니다.같은 과정으로 동결 토우 사이클은 암석 및 기타 고결 [59]재료를 분해하는 효과적인 메커니즘입니다.

기후는 또한 [60]토양에서 화학 반응의 속도를 변화시키는 식물 덮개와 생물학적 활동의 효과를 통해 토양 형성에 간접적으로 영향을 미친다.

지형

지형 또는 릴리프는 지형의 기울기(경사), 고도 및 방향(경사)으로 특징지어집니다.지형도는 강수량이나 유출량, 지표면 토양 프로파일의 형성 또는 침식 속도를 결정한다.지형적인 설정은 기후력의 [61]작용을 촉진하거나 지연시킬 수 있다.


가파른 경사는 침식에 의한 신속한 토양 손실을 촉진하고, 흘러내리기 전에 토양으로 유입되는 강우량을 줄여 낮은 프로파일의 광물 퇴적(불꽃)을 거의 허용하지 않는다.반건조 지역에서는 가파른 경사면의 유효 강우량이 낮아지면 식물성 덮개가 덜 완성되므로 토양 [62]형성에 대한 식물의 기여가 적다.이러한 모든 이유로, 가파른 경사지는 토양의 형성을 토양 파괴에 앞서 멀리 가지 못하게 한다.따라서, 가파른 지형의 토양은 인근, 더 높은 [63]지대의 토양에 비해 다소 얕고 잘 발달되지 않은 프로파일을 갖는 경향이 있다.

지형은 날씨, 불, 그리고 인간과 자연의 다른 힘에 대한 노출을 결정합니다.미네랄 축적, 식물 영양소, 식생 유형, 식생 성장, 침식, 배수 등은 지형적 [64]완화에 의존합니다.언덕 아래에 있는 토양은 경사면의 토양보다 더 많은 물을 얻을 것이고, 태양의 경로를 마주하고 있는 경사면의 토양은 그렇지 [65]않은 경사면의 토양보다 건조할 것이다.

유출수가 집중되는 경향이 있는 소용돌이 및 움푹 패인 곳에서는 보통 레골리스가 더 깊이 풍화되고 토양 프로파일 개발이 [66]더 진행됩니다.그러나 가장 낮은 경관 위치에서는 물이 레골리스를 포화시켜 배수 및 통기가 제한될 수 있습니다.여기서 철과 망간의 손실을 가속화하면서 일부 광물의 풍화 및 유기물의 분해가 지연된다.이러한 저지대 지형에서는 습지 토양의 특징적인 특수 프로파일 특성이 발달할 수 있다.움푹 패인 곳은 물, 광물, 유기물의 축적을 허용하며, 궁극적으로는 토양이 염분 습지나 이탄 [67]늪이 될 것이다.

지형의 반복적인 패턴은 지형이나 토양을 형성한다.이러한 패턴은 침식, 퇴적, 비옥함, 토양 수분, 식물 덮개, 토양 생물학, 화재 이력 및 원소 노출의 지형적 차이에서 나타납니다.원칙적으로, 중력은 광물 및 유기 용질 및 콜로이드와 함께 물을 아래로 운반하여 언덕과 [68]산기슭의 미립자와 기저 함량을 증가시킨다.그러나 배수 및 침식과 같은 다른 많은 요소들이 경사면 위치와 상호 작용하여 농작물 [69]수확량에 대한 예상 영향을 흐리게 합니다.

유기체

각각의 토양은 미생물, 식물, 동물, 그리고 인간의 영향을 받는 독특한 조합을 가지고 있습니다.미생물은 특히 토양 형성 과정에 중요한 광물 변화에 영향을 미친다.또한, 어떤 박테리아는 대기 질소를 고정시킬 수 있고, 어떤 곰팡이는 깊은 토양 인을 추출하고 글로말린의 [70]형태로 토양 탄소 수준을 증가시키는데 효율적입니다.식물은 침식으로부터 토양을 유지하며, 축적된 식물 물질은 토양 부식층을 형성합니다.식물의 뿌리 삼출은 미생물의 활동을 지원한다.동물들은 식물 물질을 분해하고 생물 [71]교반을 통해 흙을 섞는 역할을 한다.

흙은 지구상에서 가장 명확한 생태계이지만, 흙에 있는 유기체의 대부분은 미생물이고, 그 중 상당수는 아직 [72][73]설명되지 않았다.토양 1g당 약 10억 개의 세포 수가 제한될 수 있지만,[74][75] 그램당 5만 개에서 1백만 개 이상의 토양에 이르는 종의 추정치는 매우 다양하다.총 생물과 종의 수는 토양의 종류, 위치, [73][75]깊이에 따라 매우 다양할 수 있다.

식물, 동물, 곰팡이, 박테리아 및 사람은 토양 형성에 영향을 미칩니다(토양 생체안테르와 석회암 참조).토양 대식물과 토양 메소파우나를 포함한 토양 동물들은 그들이 굴과 모공을 형성하면서 토양을 섞어서 수분과 가스가 이동할 수 있게 하는데, 이것은 생물 [76]교란이라고 불리는 과정이다.마찬가지로 식물의 뿌리는 토양 지평선을 뚫고 들어가 분해 [77]시 수로를 연다.깊은 탭뿌리를 가진 식물은 다른 토양층을 통해 수 미터까지 침투하여 프로필의 [78]더 깊은 곳에서 영양분을 끌어올릴 수 있습니다.식물들은 유기 화합물을 배설하고, 세포를 잘라내고, 쉽게 분해되고, 토양에 유기물을 첨가하는 과정인 뿌리 [79]침강이라고 불리는 과정을 가지고 있습니다.곰팡이와 박테리아를 포함한 미생물은 뿌리와 토양 사이의 화학적인 교환에 영향을 미치고 [80]뿌리권이라고 불리는 토양 생물학적 핫스팟에서 영양소의 비축역할을 합니다.흙을 통한 뿌리의 성장은 미생물 집단을 자극하고, 차례로 그들의 포식자(특히 아메바)의 활동을 자극하여, 광물화 속도를 증가시키고, 마지막으로 뿌리의 성장은 토양 미생물 [81]루프라고 불리는 긍정적인 피드백을 증가시킵니다.뿌리의 영향에서, 벌크 토양에서는 대부분의 박테리아가 정지 단계에 있으며, 점토 입자가 접착된 점토질 군집을 형성하여 토양 미세동물(박테리아성 원생동물 및 선충)[82]에 의한 건조 및 포식으로부터 보호한다.미세응집체(20~250μm)는 토양메소파우나 및 대식물로 섭취되며 [83]세균체는 내장에서 일부 또는 전체가 소화된다.

인간은 경작을 통해 식물 덮개를 제거하고, 생물 살충제를 도포하고, 불을 피우고, 흙을 맨몸으로 함으로써 토양 형성에 영향을 미친다.이것은 (기후와 [84]지형에 따라) 침식, 침수, 편광 또는 팟졸화를 초래할 수 있습니다.그들의 경작은 또한 다른 토양층을 혼합하여, 덜 풍화된 물질이 더 발달된 상층과 혼합되어 결과적으로 광물 [85]풍화율이 증가하기 때문에 토양 형성 과정을 다시 시작합니다.

지렁이, 개미, 흰개미, 두더지, 고퍼, 그리고 몇몇 밀리페데스와 테브리오네스 딱정벌레는 굴을 파면서 흙을 뒤섞어 토양 [86]형성에 큰 영향을 끼친다.지렁이는 토양 입자와 유기 잔류물을 섭취하여 그들의 [87]몸을 통과하는 물질에 있는 식물 영양소의 가용성을 높인다.그들은 [88]섭취한 토양의 장내 통과 중에 토양 입자 간의 연결을 방해한 후 토양을 통기시키고 교반하여 안정된 토양의 응집체를 만들어 물의 [89]침투를 확보한다.게다가, 개미와 흰개미가 언덕을 쌓을 때, 지렁이는 한 지평선에서 [90]다른 지평선으로 토양 물질을 운반한다.다른 중요한 기능들은 지렁이들에 의해 토양 생태계에서 충족된다. 특히 지렁이들의 강한 점액 생산은, 장내와 그들의 [91]갤러리의 라이닝으로서, 개미와 [92]흰개미와 [93]공유하는 생태계 공학자들의 지위를 부여하면서, 토양 미세 꽃차례에 대한 프라이밍 효과를 발휘한다.

일반적으로, 동물의 활동에 의한 흙의 혼합은, 때때로 교육이라고 불리며, 뚜렷한 [94]지평을 만드는 다른 흙 형성 과정의 경향을 되돌리거나 상쇄시키는 경향이 있습니다.흰개미와 개미는 또한 둥지 주변의 넓은 면적의 흙을 파냄으로써 토양 형성을 지연시킬 수 있으며,[95] 이로 인해 침식으로 인한 토양 손실이 증가할 수 있습니다.고퍼, 두더지, 프레리 도그와 같은 큰 동물들이 [96]지표면으로 물질을 가져오면서 낮은 토양 지평선으로 파고들었다.그들의 터널은 종종 지표면에 열려 있어 지하층으로 물과 공기가 이동하도록 장려한다.지역화된 지역에서는 터널을 만들고 나중에 다시 채움으로써 하부 및 상부 지평선의 혼합을 강화합니다.낮은 지평선에 있는 오래된 동물 굴은 종종 A 지평선에 있는 토양 물질로 채워져 크로토비나라고 [97]알려진 프로필 특징을 만든다.

식생은 토양에 많은 방식으로 영향을 미친다.지표면 [98]유출로 인한 과도한 비로 인한 침식을 방지할 수 있습니다.식물은 흙을 그늘지게 하고, 더 시원하게[99] 유지하며, 토양 [100]수분의 증발을 늦춘다.반대로, 증산의 방법으로, 식물은 토양에 수분을 잃게 할 수 있고, 결과적으로 잎 면적 지수(광차단 측정)와 수분 손실 사이에 복잡하고 매우 가변적인 관계를 야기할 수 있습니다: 더 일반적으로 식물은 건조한 달에 토양이 건조해지는 동안 토양이 건조해지는 것을 방지하고, 따라서 완충제 역할을 합니다.수분 [101]변화가 가장 심합니다.식물은 균근균과[25] 뿌리권 박테리아를 [103]통해 직간접적으로[102] 미네랄을 분해하고 토양 [104]구조를 개선할 수 있는 새로운 화학물질을 형성할 수 있다.식생의 종류와 양은 기후, 지형, 토양 특성 및 생물학적 요인에 따라 달라지며,[105][106] 인간의 활동에 의해 매개되거나 매개되지 않는다.밀도, 깊이, 화학, pH, 온도 및 습기와 같은 토양 요인은 특정 위치에서 자랄 수 있는 식물의 유형에 큰 영향을 미칩니다.죽은 식물과 낙엽과 줄기는 표면에서 부패하기 시작한다.그곳에서 유기체는 그것들을 먹고 유기물을 상부 토양층과 섞는다; 이러한 첨가된 유기 화합물은 토양 형성 [107]과정의 일부가 된다.

인간의 영향, 그리고 연관성에 의한 화재는 유기체 상태 [108]요소 안에 있는 상태 요인이다.인간은 토양 형성을 극적으로 변화시키는 방법으로 영양소와 에너지를 수입하거나 추출할 수 있다.과도한 방목으로 인한 토양 침식이 가속화되고, 그로 인해 테라 프레타가 발생하는 콜럼버스 이전 유역의 테라포밍은 인간 관리의 효과를 보여주는 두 가지 사례이다.

인간의 활동은 토양 [109]형성에 광범위하게 영향을 미친다.예를 들어, 기후와 포유동물 방목자들(예를 들어 들소)도 북미 [110]대평원의 유지를 설명하기 위해 주장되지만, 미국 원주민들은 인디애나 주와 미시간 주에 있는 대초원의 여러 넓은 지역을 유지하기 위해 정기적으로 불을 지른다고 여겨진다.최근에는 자연식물의 파괴와 그에 따른 농작물 생산을 위한 토양의 경작이 갑자기 토양 [111]형성을 변화시켰다.마찬가지로, 건조한 지역의 관개 토양은 토양 형성 [112]요소에 큰 영향을 미치며,[113] 비료와 석회를 저비옥 토양에 첨가하는 것도 영향을 미친다.

독특한 생태계는 때때로 쉽게 관찰할 수 있는 방식으로 독특한 토양을 만든다.예를 들어, Negev 사막의 Euchondrus속에 속하는 3종의 육상 달팽이는 표면 석회암 바위와 슬래브 아래에서 자라는 이끼를 먹는 것으로 알려져 있습니다.이러한 생태계 기술자들의 방목 활동은 석회석을 파괴하고 먹어 치우고, 결과적으로 돌의 풍화와 그에 따른 [114]토양의 형성을 초래합니다.그들은 이 지역에 큰 영향을 끼친다: 달팽이의 총 개체수는 니게브 [114]사막의 석회암 연간 헥타르당 0.7에서 1.1 미터톤 사이의 과정을 거치는 것으로 추정된다.

고대 생태계의 효과는 쉽게 관찰되지 않으며, 이것은 토양 형성에 대한 이해를 어렵게 한다.예를 들어, 북미의 털그라스 대초원의 체르노젬은 부식분율이며, 그 중 거의 절반은 숯이다.이러한 뚜렷하고 비옥한 검은 토양을 생산할 수 있는 이전의 대초원 화재 생태계가 [115]쉽게 관찰되지 않기 때문에 이러한 결과는 예상되지 않았다.Terra preta(아마조니아 흑토)의 숯이 풍부한 지평선 형성에 있어 토양 엔지니어의 역할은 이제 인정되었고[116] 범열대 지렁이 Pontoscolex corethrus에서 [117]실험적으로 검증되었습니다.

시간을

시간은 위의 [9]모든 상호작용의 요인이다.모래, 실트 및 점토의 혼합물이 토양의 질감을 구성하고 이러한 성분들의 집합이 소아과(pedes)를 생성하지만, 뚜렷한 B 지평선의 [118]개발은 토양 또는 소아 형성의 발전을 나타낸다.시간이 지남에 따라 토양은 앞서 열거한 토양 형성 [9]요인의 상호작용에 따라 특성을 진화시킬 것이다.토양은 변동하는 토양 형성 [121]요인의 영향을 받아 끊임없이 변화하고 있지만, 토양 발달에 대한 개념은 비판받아 왔지만,[120] 토양이 프로파일을 개발하는 데는 수십 년에서 수천 년이 걸린다[119].그 기간은 기후, 모물질, 구호 및 생물 활동에 [122][123]크게 좌우됩니다.예를 들어, 최근 홍수로 퇴적된 물질은 토양을 [124]더욱 정의하는 구조를 형성할 충분한 시간이 없었기 때문에 토양 발달을 보이지 않는다.원래 토양 표면이 묻히고, 이 퇴적물에 대한 형성 과정이 다시 시작되어야 합니다.시간이 지남에 따라 토양은 생물군과 기후의 강도에 따라 달라지게 될 것이다.토양이 오랜 [120]기간 동안 성질의 상대적 안정성을 얻을 수 있는 반면, 토양의 수명 주기는 궁극적으로 토양이 [125]침식에 취약한 상태로 끝난다.토양 퇴화와 열화의 필연성에도 불구하고, 대부분의 토양 주기는 길다.[120]

토양 형성 요인은 토양 존재 기간 동안 토양에 계속 영향을 미치고 있습니다. 심지어 수백만 [120]년 동안 지속되는 안정된 환경에서도 마찬가지입니다.재료는 위에[126] 퇴적되거나 표면에서 [127]뿜어져 나오거나 세척됩니다.증축, 제거, 개조에 따라 토양은 항상 새로운 조건에 노출됩니다.이러한 변화가 느린지 빠른지는 기후, 지형 및 생물학적 [128]활동에 따라 달라집니다.

토양 형성 인자로서의 시간은 토양 크로노시퀀스를 연구하여 조사할 수 있다. 토양 크로노시퀀스는 서로 다른 연령의 토양을 [121]비교하지만 다른 토양 형성 인자의 차이는 미미하다.

팔레오솔은 이전의 토양 형성 조건에서 형성된 토양이다.

연구의 역사

토양형성요인 5가지

도쿠차예프 방정식

흔히 소아학의 아버지로 여겨지는 러시아 지질학자 바실리 도쿠차예프는 1883년 토양[129] 형성이 기후, 식생, 지형, 모물질의 영향을 받아 시간이 지남에 따라 일어난다고 결론지었다.그는 이것을 1898년에 토양 형성 [130]방정식을 사용하여 증명했다.

토양 = f(cl,o,p) tr

(어디서)cl또는c= 기후,o= 생물학적 과정,p= 모재)tr= 상대시간(젊음, 성숙, 고령)

한스 제니 상태 방정식

미국의[131] 토양학자 Hans Jenny는 1941년에 토양 형성에 영향을 미치는 요인에 대한 상태 방정식을 발표했습니다.

S= f(cl,o,r,p,t,…)

이것은 종종 니모닉 클로프트와 함께 기억됩니다.

토양형성요인에서 제니의 상태방정식은 바실리 도쿠차예프 방정식과 달리 시간 t를 인자로 간주하고 지형적 릴리프(r)를 추가하며 줄임표를 뾰족하게 열어두고 이해도가 높아질수록 더 많은 요인(상태 변수)을 추가한다는 것이다.

상태 방정식을 풀 수 있는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 첫째, 특정 전제에서 논리적 추론에 의한 이론적 또는 개념적 방법, 둘째, 실험 또는 현장 관찰에 의한 경험적 방법입니다.경험적 방법은 오늘날에도 여전히 대부분 사용되고 있으며, 토양 형성은 단일 요인을 변경하고 다른 요소를 일정하게 유지함으로써 정의할 수 있다.이는 기후 기능, 생체 기능, 정상 기능, 암석 기능 및 시간 기능 등과 같은 소아 형성을 설명하기 위한 경험적 모델의 개발로 이어졌다.1941년 Hans Jenny가 그의 제제를 발표한 이후, 그것은 [132]전 세계의 무수한 토양 측량가들에 의해 지역 내 토양 패턴을 생산하는데 중요한 요소들을 이해하기 위한 질적 목록으로 사용되어 왔다.

토양 형성 과정

토양은 다양한 풍화 과정에 의해 모재로부터 발달한다.유기물 축적, 분해, 부식 등은 토양 형성에 풍화만큼이나 매우 중요하다.양성 반응이 우세하고 생물체가 중요한 역할을 하는 부식 및 풍화 영역은 [133]솔럼이라고 불립니다.

토양 호흡에 의한 토양 산성화는 화학적 풍화를 지원한다.식물은 뿌리의 [134]삼출액을 통해 화학적 풍화를 일으킨다.

토양은 범람원이나 충적팬에 퇴적된 퇴적물과 바람에 의한 [135]퇴적물에 의해 비옥해질 수 있다.

토양 혼합은 토양 형성의 중요한 요소이다.소아기동은 점토, 저온기류, 생체기류를 포함한다.생물 동요의 종류에는 동물 동요, 식물 동요, 그리고 균류 동요가 포함됩니다.족욕은 토양 가스와 침투수를 위한 우선적인 흐름 경로를 만들 뿐만 아니라 파괴, 혼합, 분류를 통해 토양을 변형시킵니다.활성 생물 교반 구역은 토양 바이오맨틀이라고 [136]불린다.

토양 수분 함량과 토양 프로파일을 통과하는 물의 흐름은 용질의 침출과 용리화를 지원한다.용출은 유기물, 점토 및 기타 미네랄 화합물과 같은 콜로이드 물질의 전위입니다.수송된 성분은 토양 수분과 토양 화학의 차이, 특히 토양 pH와 산화환원 전위 때문에 퇴적된다.제거(용출)와 퇴적(예비)의 상호작용은 또한 소아 전위라고도 불리며, 토양 [137]지평선을 대비시키는 결과를 낳습니다.

토양 형성의 거시적 패턴에 특히 중요한 주요 토양 형성 과정은 다음과 같다.[138]

예

침전, 침식, 과압 및 호수 바닥 승계를 포함한 다양한 메커니즘이 토양 형성에 기여합니다.선사시대 호수 바닥의 토양 진화의 구체적인 예는 칼라하리 사막의 막가딕가디 판에서, 고대 강 유로의 변화가 수천 년의 염분 축적과 석회 및 실크렛의 [139]형성을 이끌었다.

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참조

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