Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.8: Класифікація та розподіл ґрунтів

  • Page ID
    38708
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ден Пеннок

    Цілі навчання

    Після завершення цієї глави студенти зможуть:

    1. Поясніть роль, яку відіграють діагностичні горизонти у класифікації ґрунтів за Канадською системою класифікації ґрунтів (CSSC)
    2. Перерахуйте сім ґрунтоутворюючих факторів, які контролюють розподіл ґрунтів на національному та місцевому рівнях
    3. Поясніть, як CSSC використовує рН ґрунту для розрізнення кислих вихідних матеріалів, отриманих з магматичних порід, та нейтрально-лужних вихідних матеріалів, отриманих з осадових порід
    4. Визначте три основні ґрунтові порядки (брунізолисті, підзолисті та лювізолиці), які зазвичай пов'язані з лісовими ландшафтами Канади
    5. Розуміти вплив шарів вічної мерзлоти на арктичні та тундрові ґрунти кріосольного порядку
    6. Визначте три основні ґрунтові порядки (чорноземний, солонецький, вертизолічний), як правило, пов'язані з пасовищними ландшафтами
    7. Поясніть, чим відрізняються два порядки водно-болотних ґрунтів (Глейзолічний, Органічний)
    8. Зрозумійте, як корисність даної зйомки грунту для планування землекористування визначається масштабом обстеження
    9. Визначте основні класи, що використовуються в Канаді земельного інвентаризації

    ВСТУП

    Класифікація та картографування ґрунтів у Канаді була основною діяльністю у ґрунтознавстві протягом другої половини 20 століття, і карти, що випливають з цієї програми, все ще широко використовуються у багатьох галузях. Крім того, картографування ґрунтів в інтенсивних масштабах для таких заходів, як розробка трубопроводів, меліорація шахт та відновлення забруднення ґрунтів є основними видами діяльності консультантів приватного сектору в Канаді. Отже, розуміння системи класифікації, що використовується в Канаді, та того, як можна використовувати ґрунтові карти, має важливе значення для багатьох ґрунтознавців.

    Розміщення грунтів в правильний клас грунтується на горизонтах, які ми можемо бачити в грунтовому профілі. Відмінні набори ґрунтових горизонтів є результатом реакції ґрунтоутворюючих процесів (розглянутих у розділі 2) на ґрунтоутворюючі фактори. Ці набори ґрунтових горизонтів відрізняються від точки до точки на невеликих відстанях - наприклад, у межах поля - і тим більше на великих відстанях, таких як повіт, сільська громада чи провінція. Набори горизонтів є основою для класифікації окремих ґрунтів на таксономічну систему, яка використовується в Канаді, Канадська система класифікації ґрунтів (CSSC) (Робоча група з класифікації ґрунтів, 1998). Більше того, розподіл горизонтів ґрунту та властивостей ґрунту не є випадковим - вони реагують на набір екологічних контролів, і як тільки ми зрозуміємо контроль, ми можемо прогнозувати розподіл ґрунтів і, отже, скласти карту їх розподілу.

    Карти ґрунту є ключовим джерелом інформації в багатьох видах планування землекористування. Корисність карти для будь-якої конкретної мети залежить від масштабу карти — чим детальніше масштаб, тим більше ми можемо бути впевнені, що карта точно відображає фактичний розподіл ґрунтів на ділянці. Оцінка надійності ґрунтових карт (або обстежень) вимагає хорошого розуміння взаємозв'язку між масштабом карти та точністю карти. Цифрове картографування ґрунту, яке спирається на складні інструменти комп'ютерного та дистанційного зондування, все частіше використовується для створення ґрунтових карт у всіх масштабах. Продукти цифрової карти дозволяють достовірно оцінити точність карти (див. Розділ 17 для отримання додаткової інформації про цифрове картографування ґрунту).

    ҐРУНТОВІ ГОРИЗОНТИ І ПЕДОН

    Початковим етапом еволюції будь-якого природознавства є іменування (або класифікація) досліджуваних об'єктів. Часто існує неформальна назва, яка буде відрізнятися регіонально або в різних мовних групах (наприклад, Blue Jay або Jack Pine) та формальна наукова назва, яка використовується на міжнародному рівні (на рівні видів C yanocitta cristata і Pinus banksiana). Система класифікації, яка використовується для ідентифікації та назви об'єктів, формально називається таксономічною системою.

    Грунти відрізняються від птахів або дерев, оскільки немає природних ґрунтових особин (таких як окреме дерево або птах). Грунт утворює шар на поверхні Землі, властивості якого постійно змінюються через простір - ґрунт у будь-якому заданому місці буде відрізнятися (хоча часто дуже тонкими способами) від ґрунту навіть на крок. Більш того, нам навіть видно лише самий верхній міліметр ґрунту — переважна більшість ґрунту знаходиться під поверхнями землі, де вона невидима навіть для складних пристроїв дистанційного зондування.

    Враховуючи цю безперервну зміну властивостей ґрунту, визначення основної ґрунтової особини, отже, є довільним. Для цілей класифікації ґрунту вчені розробили поняття педона — формально визначене в Канаді як:

    «Це [педон] є найменшою, тривимірною одиницею на поверхні землі, яка розглядається як ґрунт. Його бічні розміри становлять 1 м, якщо впорядковані варіації генетичних горизонтів можуть бути відібрані в межах цієї відстані або якщо ці горизонти нечисленні і слабо виражені». (Робоча група з класифікації ґрунтів, 1998; с.9)

    Як правило, спосіб, яким ми спостерігаємо за грунтом, полягає в тому, щоб викопати яму в землі, яку називають грунтовою ямою. Яма - це засіб для опису профілю ґрунту та для відбору проб з ґрунту, які ми аналізуємо в лабораторії.

    Мінеральні та органічні ґрунтові горизонти

    Як ми дізналися в розділі 2, ґрунти складаються з одного або декількох чітких шарів, які формально називаються ґрунтовими горизонтами. Ці шари можуть відрізнятися один від одного за своїм кольором, структурою, текстурою (частинками, що складають його) або багатьма іншими властивостями. У кожній системі класифікації ґрунтів цим шарам присвоюються відмінні алфавітні символи як форма стенографії для їх характеристик.

    Система опису горизонту починається з поділу ґрунтових горизонтів на дві окремі групи: мінеральні та органічні горизонти. Органічні горизонти - це ті, які містять 17% або більше органічного вуглецю за вагою; мінеральні горизонти мають менше 17% органічного вуглецю за вагою.

    Три основні мінеральні горизонти - це горизонти A, B і C.

    Горизонт: горизонт A виникає на поверхні ґрунту або поблизу неї. У CSSC два дуже чіткі зв'язки процесів можуть формувати A горизонти. Перший - це додавання, змішування та перетворення органічної речовини (ОМ) з утворенням органічно збагаченого мінерального горизонту (Ah). Другий пучок передбачає відбілювання горизонту кислотами і (у багатьох випадках) втрату рухомих компонентів грунту, таких як глина, ОМ, залізо, алюміній. Втрата ґрунтового матеріалу називається елювіацією, і вони класифікуються як горизонти Ае. CSSC є незвичним для наявності двох дуже різних типів горизонтів А - у основних міжнародних системах класифікації ґрунтів елювіальному горизонту присвоюється верхній регістр E, а не Ae, мітка, як використовується в CSSC.

    B горизонт: Горизонт B - це шар, який зазнав суттєвих змін від вихідного матеріалу. В аеробних грунтах це може бути пов'язано з утворенням червоних поверхневих покриттів на мінеральних зернятах, осадженням матеріалів (глини, ОМ, заліза, алюмінію) з Ае, втратою високоатмосферного карбонату або солей або утворенням виразних структурних одиниць грунту. В анаеробних грунтах насичення водою може призвести до процесів, що формують глинисті властивості грунту, таким як тьмяне забарвлення або наявність плямистості.

    C горизонт: У багатьох випадках (особливо в батьківських матеріалах з високим вмістом піску) горизонт С мало або зовсім не зазнав ґрунтового утворення і дуже нагадує вихідний матеріал, в якому формується грунт (припускаючи, що в профілі не відбувається шарів батьківських матеріалів). У ґрунтах, утворених у карбонатних або багатих сіллю вихідних матеріалах, розчинені іони з цих мінералів, що походять з горизонтів А та В, можуть повторно утворювати нові вторинні мінерали в горизонті С.

    Основними органічними ґрунтовими горизонтами є горизонти O та горизонти LFH. Горизонти O - це органічні шари, утворені в болотах, парниках, болотах і болотах і неофіційно називаються торф'яними шарами. Вони додатково поділяються залежно від ступеня їх розкладання на високоволокнисті шари впізнаваного рослинного походження (Of для тканини), шари проміжного розкладання (Om для мезики) та сильно розкладається матеріал (Oh для гумінових).

    Горизонти ЛФГ виникають внаслідок скупчення листя, гілок та деревних матеріалів на поверхні мінеральних ґрунтів у лісах або чагарниках і які перекривають мінеральний ґрунт. L шар - з легко впізнаваного листового посліду, F з помірно розкладеного органічного матеріалу (відомого як фолієвий матеріал) та H з сильно зміненого гумінового матеріалу.

    КАНАДСЬКА СИСТЕМА КЛАСИФІКАЦІЇ ҐРУНТІВ

    Таксономія - це наука класифікації, а CSSC - сувора таксономічна система. Система являє собою комплексний метод присвоєння педонів або профілів класам ґрунту; при правильному використанні системи педон може бути присвоєний лише до одного конкретного класу. Система також є ієрархічною системою: кожна група займає окреме положення всередині загальної системи. Основні рівні, що використовуються в класифікації, наведені в таблиці 8.1. Перші три рівні (порядок, велика група та підгрупа) використовуються при класифікації ґрунтів у полі, тоді як останні три (сім'я, серія та фаза) в основному використовуються для картографування ґрунту.

    Таблиця 8.1. Таксономічні рівні в Канадській системі класифікації ґрунтів, впорядковані від найвищого (найзагальнішого) до найнижчого (найбільш специфічного)

    Клас Опис
    Замовити Замовлення ґрунтуються на властивостях профілю, що відображають характер загального ґрунтового середовища та вплив домінуючого ґрунтоутворювального процесу.
    Велика група Великі групи - це підрозділи кожного ордену. Великі групи відображають відмінності в силах основних процесів або великий внесок процесу на додаток до домінуючого.
    Підгрупа Підгрупи - це підрозділи великих груп. Профілі диференціюються на (1) наскільки вони тісно відповідають центральному поняттю великої групи (так звані ортічні); (2) перехідні етапи градації до ґрунтів іншого порядку; і (3) додаткові особливості всередині профілю.
    Сім'я Сімейства використовуються для групування серій (див. Нижче) тієї ж підгрупи, які мають аналогічну реакцію на управління, інженерні та пов'язані з ними використання. Рівень сім'ї рідко використовується в Канаді.

    Присвоєння даного профілю ґрунту до його таксономічного класу здійснюється шляхом порівняння властивостей горизонтів у полі з переліком відмінних характеристик, званих діагностичними властивостями. Ці діагностичні властивості є основою для класифікації будь-якого педона в формальні класи ЦССК (табл. 8.2).

    Таблиця 8.2. Діагностичні горизонти та основні характеристики десяти порядків у Канадській системі класифікації ґрунтів

    Замовити Діагностичні Характер ґрунтового середовища та домінантний ґрунтоутворюючий процес
      Горизонт  
    Чорноземний Ах (перегній), Пасовищний ґрунт, діагностичний горизонт якого формується високим рівнем домішок органічної речовини з коренів трав і турбацією риють тваринами.
      Ap (оранка)  
      Ahe (перегній + елюмінація)  
    Солонецич Bn (натрій) або Bn (натрій+глина) Грунт на пасовищах з високим рівнем натрію в горизонті B; зазвичай асоціюється з багатим глиною горизонтом B і часто з сольовим матеріалом горизонту С.
    Підзолиця Bf (залізо) або Лісовий ґрунт зазвичай асоціюється з хвойною рослинністю на материнських матеріалах, отриманих з магматичних порід. Висока кислотність в горизонті А призводить до утворення вибіленого горизонту Ae та утворення органо-мінеральних комплексів, які переносяться на горизонт В.
      Bh (перегній)  
    Лувізоліч Bt (глина) Лісовий грунт зустрічається в районах з батьківськими матеріалами, отриманими з осадових порід. Домінуючою властивістю є більш високий вміст глини в B, ніж горизонт Ae, спричинений (частково) втратою глини з горизонту Ae та її відкладенням у горизонті Bt.
    Брунізольський Bm (мінімальне перетворення) Лісовий грунт, властивості якого недостатньо сильно розвинені, щоб відповідати критеріям лювізолицького або підзолицького орденів.
    Глейзоліч Сумка, Cg (клеювання) Ґрунти водно-болотних угідь зустрічаються по всій Канаді всюди, де тимчасове або постійне насичення водою спричиняє утворення в профілі сірих ознак (плямисті, синьо-сірі кольори)
    Регозольський Немає горизонту B або B горизонту товщиною менше 5 см Мінімально розвинений ґрунт зустрічається по всій Канаді всюди, де умови перешкоджають утворенню B горизонтів (нестабільні схили, піщані дюни, заплави тощо).
    Вертізолічний Бас або Css Пасовищний ґрунт, пов'язаний з високоглинистими льодовиково-лакустринними ландшафтами; характеризується скороченням і розбуханням глин.
      (гладкі сторони)  
      і Bv (вертикальне змішування)  
    Крізольний By, Cy, (кріотурбація) Грунт арктичних і тундрових регіонів з постійно промерзлими шарами в грунтовому профілі.
      Cz (вічна мерзлота)  
    Органічні O (Органічний) Водно-болотні ґрунти, пов'язані з накопиченням органічних матеріалів (торфу) в насичених водою умовах.Вони найчастіше пов'язані з бореальними лісовими і тундровими регіонами.

    ЕКОЛОГІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ЗА РОЗПОДІЛОМ ҐРУНТУ

    В середині 20-го століття кілька педологів самостійно виробляли функціональні зв'язки між властивостями ґрунтів і екологічним контролем (або факторами) на процеси, що формують властивості. Найвідоміший з цих відносин американський грунтознавець Ганс Дженні у своїй знаменитій книзі «Фактори грунтоутворення» (1941). Приблизно в цей же час великий канадський педолог Джо Елліс визначив сім факторів у своїй книзі «Грунти Манітоби» (1939). Робота двох авторів перекривала декілька факторів, але кожне твердження мало унікальні елементи, і їх поєднання дає нам всебічний набір ґрунтоутворюючих факторів:

    1. Клімат: температура і вологість всередині грунту.
    2. Організми: рослинність, тварини та мікроби, що впливають на ґрунт.
    3. Основний матеріал: мінеральна речовина, в якій утворюється грунт, і які, в свою чергу, впливають на текстуру, водоутримуючу здатність і запас мінералів.
    4. Топографія (або рельєф): форма поверхні землі.
    5. Час: тривалість грунтоутворення.
    6. Грунтові води: наявність або відсутність грунтових вод в межах ґрунтового профілю.
    7. Діяльність людини: ґрунтомодифікуючі ефекти використання людиною ґрунту.

    Зауважте, що грунтові води та людська діяльність є двома ґрунтоутворюючими факторами, які мають різницю між групуваннями Елліса та Дженні цих факторів. У розділі 2 ми побачили, як п'ять з цих факторів (клімат, організми, батьківський матеріал, час та людська діяльність) контролювали основні пучки ґрунтоутворюючих процесів, відповідальних за канадські ґрунти на національному рівні. Результатом дії цих пучків ґрунтоутворюючих факторів є створення географічної зональності грунтових порядків в різних регіонах Канади (рис. 8.1).

    Малюнок 8.1. Карта замовлень ґрунтів у Канадській системі класифікації ґрунтів © Сільське господарство та агропродовольство Канади; використовується з дозволу та ліцензовано за ліцензією Відкритого уряду — Канада. https://open.canada.ca/en/open-government-licence-canada.

    Місцевий контроль за розподілом ґрунту: катена ґрунту

    На більш місцевому рівні - наприклад, на індивідуальному схилі пагорба або водосборі на схилі пагорба - рельєф та грунтові води мають великий вплив на розподіл окремих класів ґрунту. Як ми дізналися в розділі 2, значна частина місцевої топографії в Канаді є результатом льодовикових або післяльодовикових геоморфних процесів, а основна форма рельєфу не змінюється в масштабах людського часу. Форма поверхні землі має дуже сильний вплив на схему руху води як по поверхні грунту, так і збоку всередині ґрунту, і цей рух і концентрація води є домінуючим контролем на локально-масштабній структурі грунтоутворення (рис. 8.2).

    Малюнок 8.2. Принципова схема стоку води в схилі пагорба. Сегменти схилу, де потік води розходиться, будуть більш сухими, ніж середній схил пагорба, а сегменти, де концентрується потік, будуть вологими, ніж середній. © Ден Пеннок, Університет Саскачевану, має ліцензію CC BY (Attribution).

    Для переважно аеробних ґрунтів (тобто тих, у яких пористий простір наповнений повітрям) чим більша кількість води, присутньої в ґрунтовому профілі, тим більша дія ґрунтоутворюючих процесів, розглянутих у розділі 2. Наприклад, гідроліз (буквально розщеплення молекули води) вивільняє іони водню, які керують значною мірою хімічного вивітрювання; отже, чим більше води в профілі, тим більше відбувається хімічне вивітрювання. Вода також транспортує рухливі іони і розчиняється ОМ з профілю через процес вилуговування; знову ж таки, чим більше води, що протікає через грунт, тим більше вилуговування розчинених речовин з грунту. Нарешті, мікробне розкладання ОМ (і утворення гумусу) є найбільшим там, де відбуваються оптимальні умови вологості ґрунту та температури ґрунту; більш сухі рівні вологості ґрунту знижують активність мікробного співтовариства.

    Якщо ж поровий простір у ґрунтовому профілі заповнений водою протягом тривалого періоду часу, ґрунт стає домінуючим анаеробним, а в хімічному режимі переважають окислювально-відновні процеси (глава 5). У цих умовах ґрунтоутворення йде за ґлеїдним шляхом — зменшення та мобілізація заліза, формування синьо-сірих кольорів ґрунту та уповільнення (або без) розкладання ВД, що додається до ґрунту.

    Рух води на схилах пагорбів може спричинити значний діапазон умов вологості ґрунту (а отже, і різних класів ґрунту) на невеликих відстанях (тобто від 10 м до кількох сотень метрів) (рис. 8.3). Як правило, верхні положення схилу проливають вологу, і розвиток грунту буде мінімально виражено в цих положеннях. Зі збільшенням вологості грунту вниз по схилу буде збільшуватися ступінь грунтоутворення (виражається через товщину ґрунту і розвиток ґрунтових горизонтів). Нарешті, може бути пройдений поріг, коли ґрунт стає домінуючим анаеробним, а процеси склеювання стають домінуючими. Ця закономірність розвитку ґрунту вздовж схилів пагорбів повторюється на багатьох формах рельєфу, а візерунок називається ґрунтовою катеною (катена латинська - ланцюг) — буквально ланцюг ґрунтів уздовж схилу, генетично зв'язаних один з одним.

    Малюнок 8.3. Грунт катена оголюється вздовж схилу пагорба поблизу Саскатуна, Саскачеван. На вершині схилу виникають тонкі грунти (тільки з горизонтами Ah/Cca/Ck) регозольного грунту. Горизонт B потовщується вниз по схилу, і виникають горизонти Ah/Bm/Cca/Ck істинних (або ортичних) чорноземів. До основи схилу сіруватий, горизонт Ae починає розвиватися (Елювійовані чорноземи) і, нарешті, на дні схилу виникають глізольні ґрунти (з горизонтами Bg). © Дон Актон (Центр досліджень ґрунтів Саскачевану) ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Окрім водного транспорту всередині ґрунту є також потоки води через відкладення і навіть корінні породи глибоко в земній поверхні. Ці системи підземних вод можуть транспортувати воду (і розчинені речовини) на відстані від сотень метрів до багатьох кілометрів. У деяких топографічних умовах тиск у системі підземних вод змушує грунтові води рухатися вертикально вгору (або скидання) до поверхні ґрунту. Потім підземні води можуть бути втрачені в атмосферу через випаровування, і часто будь-які розчинені речовини в грунтових водах випадають в осад, утворюючи нові мінеральні солі та карбонати. Це основне джерело солоності в канадських преріях. У районах Канади з добре розвиненими річковими дренажними системами грунтові води частіше скиди в систему струмків і грунти, уражені скидами, зустрічаються рідше.

    ЛІСОВІ ҐРУНТИ

    Лювізолі, підзоли та брунізолі

    Ключова таксономічна відмінність у лісових районах полягає в ґрунтах, утворених у загалом грубо текстурованих льодовикових материнських матеріалах, отриманих з кислих, бідних основою (наприклад, не вистачає магнію, кальцію, калію та натрію) магматичних порід, та тими, що утворюються на льодовикових та післяльодовикових материнських матеріалах, отриманих з високої основи- стан осадових порід. У CSSC критерієм, який використовується для розрізнення ґрунтів двох типів вихідних матеріалів, є рН ґрунту (вимірюваний за допомогою 0,01 М хлориду кальцію; див. Розділ 5 для отримання додаткової інформації про рН та кислотність ґрунту). На національному рівні ґрунти, розроблені на вихідних матеріалах, отриманих магматичними породами, мають кислотний рН < 5,5; ґрунти на осадових породах мають значення рН в нейтрально-лужному діапазоні (тобто ≥ 5,5). Для цілей цієї глави ґрунти кожної групи будуть називатися їх діапазоном рН (тобто кислотним проти нейтрально-лужних), а не повним описом батьківського матеріалу.

    З початком ґрунтоутворення починають модифікувати верхні ділянки обох типів вихідних матеріалів: додавання ОМ до поверхні ґрунту, перетворення доданих ОМ мікробним співтовариством, хімічне вивітрювання мінералів у вихідному матеріалі та розвиток структури ґрунту. . У самій ранній фазі грунтоутворення зміна вихідного матеріалу обмежується тонким шаром на поверхні грунту. У CSSC ці грунти класифікуються в Регозольський орден (VandenbyGaArt, 2011). У більшості лісистих регіонів Регозольні ґрунти зустрічаються лише в нестабільних ландшафтах, таких як ділянки піщаних дюн або активні заплави, і їх не легко відображати на карті національного рівня (рис. 8.4).

    Малюнок 8.4. Регозольний грунт утворюється в піщаній дюні. Регозольні ґрунти повністю не мають горизонту B (як у цьому випадку) або мають горизонт B товщиною менше 5 см. © Ролі Сент-Арно (Центр досліджень ґрунтів Саскачевану) ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    У кислотних вихідних матеріалах хімічне вивітрювання в поверхневому горизонті починає утворювати вибілений горизонт (Ае), який підлягає горизонту з червоними покриттями на піщинках (Bm). Грунти з кислотними горизонтами Bm товщиною понад 5 см класифікуються до Брунізольного ордена (Smith et al., 2011) (рис. 8.5). У деяких регіонах органіко-залізні або органо-алюмінієві комплекси утворюються у верхньому грунті і осідають в горизонті Б (тобто опідзолення). Ці горизонти можуть бути високим вмістом заліза (Bf), алюмінію або органічних матеріалів (Bh) або всіх трьох матеріалів (Bfh або Bhf), і є діагностикою ордену підзолів (Sanborn et al., 2011) (рис. 8.6).

    Малюнок 8.5. Елюйований дистричний брунізол. Листова підстилка безпосередньо перекриває мінеральний горизонт Ae. Товстий вибілений Ae підкладений горизонтом, який має деякі характеристики Bf (багатих залізом) горизонтів, але не відповідає критеріям, встановленим у CSSC, і тому йому присвоюється суфікс j (ювенільний), а також суфікс f. Вона лежить в основі Bm горизонту. Або Bfj, або Bm є діагностикою брунізольного порядку. © Кен Ван Ріс, Univ. з Саскачевану (Саскачеванський центр досліджень ґрунтів) ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Зазначення авторства).
    Малюнок 8.6. Ортічний гумо-залізний підзол. Горизонти Bhf (гумус-залізо) та Bf (залізо) є діагностикою порядку підзолиць. © Саскачеванський центр досліджень ґрунтів ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Зазначення авторства).

    Остаточне основне географічне розмежування в кислотних брунізольних і підзолистих порядках залежить від того, чи активні дощові черв'яки чи інші риють тварини в поверхневому горизонті ґрунтів. Там, де присутні дощові черв'яки, горизонти ЛФГ змішуються з поверхневим мінеральним шаром і виникає горизонт Ah; там, де вони відсутні, відбувається різкий контакт між LFH і Ae горизонтом. Ці відмінності визнані у великому груповому рівні CSSC — кислотні брунізолі та підзоли, які мають горизонт Ах товщиною щонайменше 10 см, поміщаються в велику групу сомбрів (рис. 8.7).

    Малюнок 8.7 Сомбрик Подзол. Грунти сомбричних великих груп підзолів і брунізолів мають горизонт Ah або Ap товщиною не менше 10 см, що перекриває діагностичний збагачений залізом (Bf) або мінімально перетворений (Bm) горизонт. Слайд з дослідницької станції Абботсфорд (Slide IUSS E-4) © Саскачеванський центр досліджень ґрунтів ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Зазначення Авторства).

    Регіональний клімат є основним контролем за розподілом кислотних брунізолистих і підзолистих ґрунтів (рис. 8.1). Як правило, підзолисті ґрунти трапляються у вологих та теплих лісових регіонах з кислими материнськими матеріалами, похідними з магматичних порід, тоді як брунізольні ґрунти можна знайти в більш сухих та прохолодних регіонах континентального інтер'єру (Smith et al. 2011, Sanborn et al. 2011). Підзолисті ґрунти є домінуючими в Атлантичному морі та східній частині екозони «Бореальний щит», а також на всіх ділянках гірських Кордильєр та південних районів Бореальних Кордильєр. Бідні базою кислотні класи брунізольного порядку відбуваються по всій екозоні Тайговий щит та Бореальний щит на захід від Північного Онтаріо через північні провінції Прерії. Вони також домінують в екозоні бореальних Кордильєр.

    Існують також великі площі екозон Бореальний і Тайговий щит, де домінуючим поверхневим матеріалом (з точки зору покритої площі) є гірська порода (відображена як Unclassified на малюнку 8.1). Це знакові пейзажі, намальовані канадськими художниками, такими як Том Томпсон та члени «Групи семи» у першій половині 20-го століття. У поглибленнях, розкиданих по цих ландшафтах, є кишені піску та гравію (з брунізолистими або підзолистими ґрунтами) та органічних ґрунтів, але магматичні або метаморфічні породи є домінуючим типом поверхневого матеріалу.

    Генетичні шляхи ґрунтів, розроблених на нейтрально-лужних материнських матеріалах, отриманих з осадових порід, дуже відрізняються від розглянутих вище, але (дещо заплутано) деякі з цих ґрунтів також класифікуються на Брунізольний орден. Перший етап формування цих осадово-гірських похідних ґрунтів передбачає ті ж чотири ґрунтоутворюючі процеси (додавання та перетворення ОМ, хімічне вивітрювання та структуроутворення). Оскільки ці вихідні матеріали, як правило, мають карбонати та більш розчинні солі, ефект вивітрювання полягає в руйнуванні карбонатів і солей у верхньому грунті та перенесенні іонів, що виділяються глибше в грунт (у випадку карбонатів), або вилуговування їх повністю з ґрунту (для більш добре розчинних солі). Це створює карбонатно-і сольовий виснажений B горизонт, який також позначається Bm горизонтом. Також може спостерігатися почервоніння Bm горизонту після видалення карбонатів. Грунти з нейтрально-лужним горизонтом Bm товщиною більше 5 см знову класифікуються на Брунізольний орден (рис. 8.8), але на різні великі групи (евтричні та меланічні великі групи), ніж більш кислі версії (Дистричні та Сомбричні великі групи). Більш розвинені версії цих брунізольних ґрунтів також починають мати вибілені горизонти Ae.

    Малюнок 8.8. Ортичний евтричний брунізол. Тонкий, плямистий Ae підкладений червонуватим горизонтом Bm, який переходить у перехідний горизонт (BC) з характеристиками як горизонтів B, так і C. © Саскачеванський центр досліджень ґрунтів ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Видалення карбонатів дозволяє частинок глини у верхньому грунті відділятися від грунтової маси, переміщатися вертикально в грунті і осідати в горизонті В в процесі зменшення. Це створює фактурний контраст між вибіленим Ae та B; а шар з більшим вмістом глини позначається міткою горизонту Bt. Як обговорювалося в розділі 2, збагачення глини від lessivage дуже важко відрізнити від фактурних відмінностей, викликаних шаруванням у батьківських матеріалах, і на практиці всі горизонти B з більш високим вмістом глини, ніж Ae, отримують етикетку Bt. Грунти з горизонтом Бт класифікуються на Лувізольський орден (Лавкулич і Ароцена, 2011) (рис. 8.9).

    Малюнок 8.9. Ортічний сірий Лювізол. Ae має менший вміст глини, ніж горизонт Bt. Зверніть увагу, як глинистий суглинок Bt має набагато більш розвинену структуру відносно Ae. © Roly St Arnaud (Центр досліджень ґрунтів Саскачевану) ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Як і у ґрунтів, розроблених на кислих вихідних матеріалах, проводиться подальша розмежування нейтрально-лужних брунізольних та лювізольних ґрунтів з органічно збагаченим поверхневим мінеральним горизонтом (Ah), спричиненим змішуванням (зазвичай ґрунтовими організмами) та тими, що мають різкий контакт між горизонтами Ae та LFH . Знову ці відмінності розпізнаються в CSSC на великому груповому рівні (рис. 8.10). Сіро-коричневий лювізол та меланові брунізоли мають горизонт Ах товщиною більше 10 см, а сірі лювізоли та евтричні брунізоли - ні.

    Малюнок 8.10. Меланічний брунізол. Цей піщаний грунт Онтаріо має товстий горизонт Ах над діагностичним Bm (мінімально вивітрюваним горизонтом). Порівняйте з малюнком 8.8, де немає Ah. © Саскачеванський центр досліджень ґрунтів ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Зазначення Авторства).

    Найбільша протяжність сірих лювізолістих ґрунтів знаходиться в екозоні Бореальських рівнин провінцій Прерій та південній частині екозони Тайгових рівнин (рис. 8.1). У цій екозоні переважають змішані листяні і хвойні ліси. Подібна суміш рослинності та ґрунтів зустрічається у внутрішніх районах Британської Колумбії в екозоні гірських Кордильєр. Сіро-коричневі лувізолічні та меланові брунізольні ґрунти в основному зустрічаються в екозоні Mixedwood Plains на півдні Онтаріо та в частині Атлантичної морської екозони в Нью-Брансвік та Новій Шотландії. Остаточна площа сірих лювізолістих ґрунтів зустрічається на ділянках глинистих льодовиково-лакустринових відкладень у північно-центральній Манітобі, східному Онтаріо та західному Квебеку в екозоні Бореальний щит.

    ВОДНО-БОЛОТНІ ҐРУНТИ

    Глейзолі та органічні ґрунти

    Два порядки для водно-болотних ґрунтів у CSSC диференціюються залежно від наявності або відсутності горизонтів O. Там, де горизонт O має товщину не менше 40 см, водно-болотні ґрунти класифікуються на органічний порядок; де горизонт O менше 40 см або взагалі відсутній, водно-болотні ґрунти класифікуються на глейзолічний порядок (рис. 8.11). Як ми бачили в главі 2, розподіл водно-болотних ґрунтів контролюється тривалістю насичених водою або анаеробних умов та впливом анаеробних умов на розкладання органічних матеріалів та хімічне середовище ґрунту.

    Малюнок 8.11. Рего Глейсол, торф'яна фаза. Горизонти O мають товщину менше 40 см і безпосередньо перекривають діагностичний горизонт Cg. © Кен Ван Ріс, Університет Саскачевану (Центр досліджень ґрунтів Саскачевана) ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Грунти обох порядків зустрічаються в кожній провінції Канади, але вони рідко є домінуючими в ландшафті (рис. 8.1). Найчастіше вони зустрічаються в депресивних положеннях в ландшафті, де накопичується вода і відбуваються насичені ґрунтові умови. Отже, ці ґрунти поширені в ґрунтових катенах по всій Канаді, але рідко є домінуючим порядком ґрунту.

    Ґрунти органічного порядку домінують в екозоні Гудзонових рівнин, яка є однією з найбільших водно-болотних територій у світі (Kroetsch et al., 2011). Вони також зустрічаються на великих територіях екозони Бореальських рівнин при зіткненні з екозоною «Бореальний щит» (Глава 2; рис. 2.11). Вони також трапляються по всьому лісових ландшафтах Канади в депресивних місцях або в районах мляво рухається водного потоку.

    Грунти з органічними шарами більше 40 см зустрічаються в двох інших місцях Канади. Перший знаходиться у вологих, помірних тропічних лісах прибережної Британської Колумбії, де дуже високий рівень опадів (як правило, більше 3000 мм на рік) спричиняє насичення водою та затримує розкладання листової підстилки та іншої надземної лісової біомаси (Fox and Tarnocai, 2011). Це призводить до накопичення цього матеріалу (як правило, називається фолієвим матеріалом), і ґрунти в цьому регіоні класифікуються на велику групу Фолієва органічного порядку (рис. 8.12). Існують також значні ділянки ґрунтів з вічною мерзлотою на півдні Юкона та південному заході СЗТ, які мають органічний шар товщиною більше 40 см. Ці грунти розглядаються в наступному розділі про арктичних і тундрових грунтах.

    Малюнок 8.12. Ґрунти групи Folisol Great, Центрального узбережжя до н.е. ці ґрунти мають товсті F (фібричні) та H (гумінові) горизонти, утворені накопиченням органічного матеріалу лісової підстилки у вологих умовах. Товсті коріння дерев видно від 60 до 80 см. © Paul Sanborn ліцензується за ліцензією CC BY (Зазначення авторства).

    Глейзолисті ґрунти - це мінеральні ґрунти, які демонструють умови склеювання: синьо-сірі кольори, червонуваті плямистості та низькі кольорові ґрунти, що свідчать про тривале насичення водою (Bedard-Haughn, 2011) (рис. 8.13). Горизонтам з цими ознаками присвоюється мала мітка g. Цей ярлик може бути призначений для горизонтів A (Aeg) або діапазону B і C горизонтів. Горизонт Ah, як правило, занадто темний, щоб забезпечити видиме вираження властивостей глей.

    Малюнок 8.13. Гуміновий Лювік Глейсол. Грунт має горизонт Ah товщиною більше 10 см (гуміновий), і є два горизонти B з вищим вмістом глини (Luvic, t суфікс), ніж Age і строкатий (g). Римська цифра II вказує на те, що матеріал нижче 50 см утворений в іншому батьківському матеріалі. Зони червонуватого (окисленого заліза) матеріалу, що перемежовуються з сірим матеріалом (відновленим залізом) в горизонті IIbG, є хорошими виразами плямистості. Фото надано Кентом Уотсоном. © Kent Watson ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Attribution).

    Грунти глейзолічного порядку домінують лише на невеликих ділянках Канади, таких як у частині екозони Mixedwood Plains в самому південному Онтаріо та південному заході Квебеку (рис. 8.1). В обох цих районах глізолічні ґрунти відбуваються на високоглинистих гляціо-лакустриних або глеціо-морських материнських матеріалах, через які опади стікають дуже повільно, створюючи анаеробні умови та глізольні ґрунти (Bedard-Haughn, 2011). Приклад контактного положення глизольних ґрунтів наведено для катена Гурона в Південному Онтаріо (рис. 8.14). Нижні схили в цьому ландшафті мають мулисті глинисті суглинки і глинисті суглинки материнські матеріали, тоді як верхні схили мають суглинки або супіски. Вода концентрується на нижніх схилах, а рух води (або дренаж) через дрібно текстурований грунт дуже повільний. Це призводить до тривалого насичення і створення клейових властивостей. Домінуючим ґрунтом (з точки зору площі) є лувізолічний, отже, область відображатиметься на національній карті як лувізолічна. Цифрове картографування ґрунту (як обговорюється в розділі 14) дозволяє створювати цифрові карти, де окремі ґрунти можуть бути більш легко ідентифіковані та відображені.

    Малюнок 8.14. Розподіл ґрунтів та материнських матеріалів у катені Гурон, округ Ватерлоо Онтаріо. Як концентрація водного потоку, так і більш насичені глиною вихідні матеріали в нижніх положеннях схилів спричиняють тривалі періоди насичення водою та утворення глизольних ґрунтів. Адаптовано з Пресант і Віклунд (1971; рис. 9) Ден Пеннок, Університет Саскачевану. © Ден Пеннок ліцензується за ліцензією CC BY (Зазначення авторства).

    АРКТИЧНІ І ТУНДРОВІ ҐРУНТИ

    Крізолі

    У CSSC ґрунти з шаром вічної мерзлоти в межах від 1 до 2 м поверхні ґрунту класифікуються на кріосольний порядок. Крізольні ґрунти є домінуючим ґрунтом в Канаді, що охоплює близько 2,5 млн км 2 або близько 35% площі ґрунту Канади (Tarnocai and Bockheim, 2011) (рис. 8.1). Крізозольні ґрунти повністю домінують в арктичних кордильєрах і північних арктичних екозонах і північних ділянках екозон Тайгових Кордильєр, Рівнин і Щит. У південних ділянках тайгових екозон вічна мерзлота стає переривчастою, а кріосольні грунти переплітаються в ландшафті з грунтами брунізольного порядку.

    Крізозольні ґрунти слідують трьома широкими шляхами, які визнані на великому груповому рівні в CSSC. На першому шляху зростання крижаних лінз в грунті викликає значне перемішування ґрунтового матеріалу, що порушує горизонти і створює профілі зі складним малюнком переривчастих горизонтів. Ці ґрунти класифікуються на Турбічну велику групу кріосольного порядку, яка є домінуючим класом за площею (рис. 8.15). Опис горизонтів в турбічних кріосолах може бути складним через переривчастий характер горизонтів (рис. 8.16). Діагностичними суфіксами для кріосольного порядку є суфікс y (для горизонтів, уражених кріотурбацією, як показано порушеними та розбитими горизонтами) та суфікс z (для замороженого шару). Обидва ці суфікси можуть бути використані з будь-яким з головних горизонтів (тобто A, B, C або O). Кишені горизонту Ах і Бм горизонтів також часто зустрічаються в кріосольних ландшафтах.

    Малюнок 8.15. Карта грунтових великих груп на Північно-Західних територіях і Нунавут. Турбічна велика група кріозолів є домінуючим класом ґрунтів у регіоні та сортує до дистричних (тобто кислих) Брюнсолів на південному кордоні кріозолів. Це відповідає кордону між суцільною вічною мерзлотою і переривчастою плямистої вічною мерзлотою. Карта є відтворенням офіційного твору, опублікованого урядом Канади та надано Даррелом Черковняком, Сільське господарство та агропродовольство Канади. © Даррел Черковняк, Сільське господарство та агропродовольство Канади; ліцензовано за ліцензією CC BY (Attribution).
    Малюнок 8.16. Турбічний кріозол. Кріотурбація змішала поверхневий органічний шар в нижній ґрунт і сильно порушила мінеральний горизонт В і С. Тонка текстура материнських матеріалів полегшує утримання води та збивання морозу. © Tarnocai and Bockheim (2011); ліцензована за ліцензією CC BY (Attribution).

    У деяких менших районах уздовж берегової лінії регіонів, де ґрунтові основні матеріали занадто грубі, щоб дозволити переносу води утворювати крижані лінзи, змішування через дію льоду не відбувається. Ці грунти класифікуються на статичну велику групу (рис. 8.17). Нарешті, в (відносно!) більш помірні райони південного Юкона і південно-західного СЗТ, ми можемо знайти кріозоли з органічним шаром товщі 40 см. Вони класифікуються на органічну велику групу кріосольного порядку (рис. 8.15).

    Малюнок 8.17. Брунізольний статичний кріозол. Товстий тканинний органічний шар (Of) перекриває горизонт Bm. Діагностичний горизонт Cz відбувається в межах 1 м від поверхні. Грубі батьківські матеріали містять мало води, що запобігає виникненню криотурбації, спричиненої морозом. © Саскачеванський центр досліджень ґрунту ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    ПАСОВИЩНІ ҐРУНТИ

    Чорноземи, Солонець, Вертізолі

    Три ґрунтові порядки ЦСБК зустрічаються лише в пасовищних або лісопасових перехідних регіонах: Чорноземний, Солонецький, Вертізольний (Anderson and Cerkowniak, 2010). Чорноземний орден є домінуючим порядком, а Солонецький і Вертізольський порядки в першу чергу пов'язані з конкретними батьківськими матеріалами (рис. 8.1). Загалом у пасовищах переважають суглинки та глинисті суглинки до материнських матеріалів: 35,1 млн га (Мга) суглинків до глинистого суглинку до загальної кількості 53,1 Мга сільськогосподарських угідь у регіоні (Pennock et al., 2011). Усі ділянки пасовищ мають значний дефіцит ґрунтової вологи в межах від 200 мм у зоні коричневого ґрунту на півдні Саскачевану до 80 мм у перехідній зоні лісових масивів із змішаних пасовищ екозони Бореальських рівнин (Pennock et al., 2011).

    Пасовищні ґрунти в Канаді в переважній більшості зустрічаються лише на нейтрально-лужних материнських матеріалах. Вони характеризуються високою насиченістю основи і наявністю карбонатів і більш розчинних солей в вихідних матеріалах. На першій стадії ґрунтоутворення зростання трав (з їх пишною кореневою масою) та змішування ґрунтовими ссавцями перетворює поверхневий мінеральний ґрунт у горизонт Ah, суфікс h вказує на утворення гумусу. Комбінована дія гідролізу і органічних кислот, що утворюються в цьому шарі, починають розчиняти солі і карбонати нижче горизонту Ah і утворюється вилугований горизонт Bm разом з початком шару повторно сформованого карбонату кальцію (Cca) глибше в грунті. Коли Ах і Бм дуже тонкі, ці ґрунти будуть класифіковані на регозольний порядок (рис. 8.18), але протягом декількох сотень років формування ґрунту вони будуть класифіковані на чорноземний порядок.

    Малюнок 8.18. Гуміновий Регозол в суглинному до. Додавання коріння трави та їх перетворення мікробами створюють горизонт Ах протягом декількох сотень років, але вивітрювання успадкованого карбонату кальцію (Ck) для створення горизонту B є більш повільним процесом. © Саскачеванський центр досліджень ґрунту ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Діагностичним горизонтом чорноземного загону є горизонт Ах, який має темний колір ґрунту (внаслідок збагачення ОМ), високий рівень підстав (особливо кальцію) і має товщину не менше 10 см (рис. 8.19). Найсухіша частина прерій - південно-східна область Саскачевану та південно-західна частина Альберти; вологість ґрунту збільшується, коли ми рухаємось на північ від цієї області, а колір горизонту Ах темніє, оскільки кількість зберігається ОМ збільшується у відповідь на вологі умови. Часто горизонт Ах і Бм показують свідчення активності риють тварин, яка розпізнається за допомогою суфікса u (наприклад, Ahu, Bmu). Чорноземні ґрунти також зазвичай мають добре розвинений горизонт С із вторинним карбонатом кальцію (горизонт Cca), який перекриває горизонт С з вихідним карбонатом кальцію, успадкованим від материнського матеріалу (горизонт Ck).

    Малюнок 8.19. Чорнозем чорний ортичний. Докази активності тварин, що риють, видно в заповненій норі, заповненій матеріалом Ah, яка простягається в горизонт Bmu2. Вторинне збагачення карбонату кальцію проявляється в самому верхньому горизонті С. Фото надано Кентом Уотсоном. © Kent Watson ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Attribution).

    Кліматично контрольоване збільшення сховищ ОМ (і кольору поверхневого ґрунту) призводить до чіткої зональності ґрунтів, що відображається у великих групах чорноземного загону (коричневий, темно-коричневий, чорний та темно-сірий) (рис. 8.20). Найпівнічніша протяжність чорноземного ордену знаходиться в низовині річки Миру Альберти та межа між пасовищними та лісовими тенденціями на південний схід через Альберту, Саскачеван та Манітобу. Географічне положення переходу контролюється домінуючим рухом повітряних мас у регіоні, які прориваються через Кордильерський бар'єр на низьких висотах на захід від району річки Мир, а потім тенденції на південний схід, коли вони проходять через регіон (Pennock et al., 2011).

    Малюнок 8.20. Регіональний розподіл великих груп чорноземного загону на заході Канади. Площа темно-коричневих та чорноземів на південно-західному заході Саскачевану та Південно-Східної Альберти пов'язана з височиною Кипарисових пагорбів. Карта є відтворенням офіційного твору, опублікованого урядом Канади та надано Даррелом Черковняком, Сільське господарство та агропродовольство Канади. © Даррел Черковняк, Сільське господарство та агропродовольство Канади; ліцензовано за ліцензією CC BY (Attribution).

    На всій більшій частині регіону Прерії в перехідній зоні чорноземні ґрунти переходять у лювізолисті ґрунти екозони Бореальської рівнини. Ґрунти, пов'язані з цією перехідною зоною, часто мають горизонти А, що свідчать як про органічні доповнення, так і відбілювання (горизонт Ахе) над слабо розвиненим (або ювенільним) контрастним горизонтом текстури, позначеного як горизонт Btj. Грунти переходу визнані на великому груповому рівні як чорноземи темно-сірі або як темно-сірі лювізоли.

    Поверхня суші в багатьох районах прерій утворилася в результаті танення нерухомих льодових мас, що призвело до горбистої форми поверхні з незліченною кількістю дрібних водно-болотних угідь. Характерна катена ґрунтів зустрічається в цих невеликих водосховищах, при регозольних або тонких чорноземних грунтах у верхніх схилах, чорноземних ґрунтах зі все більш густими горизонтами Ах в середніх і нижніх схилах, а також глизольні грунти в поглибленнях (рис. 8.3).

    Інші два замовлення на пасовищах пов'язані з певними типами батьківських матеріалів. Вертизольні ґрунти утворюють у глинистих гліціо-лакустриних материнських матеріалах з високим вмістом глинистих мінералів смектиту (Brierley et al., 2011). Це призводить до того, що ґрунт скорочується в посушливі періоди і утворює глибокі тріщини, які можуть простягнутися на метр або більше в грунт (Anderson, 2010). У більш вологі періоди глини набухають і закривають тріщини і, як правило, викликають змішування або турбацію ґрунтового матеріалу. Змішування запобігає формуванню добре виражених горизонтів. Турбовані горизонти позначаються суфіксом v (наприклад, Bv, Cv). Зсув ґрунтового матеріалу уздовж тріщин утворює також відполіровані поверхні (звані сликенсайди), коли одна грунтова маса ковзає іншою під час турбації. Цим функціям присвоюється мітка ss (наприклад, Bss). Наявність горизонтів як з суфіксами v, так і ss потрібно для класифікації в вертизолічний порядок (рис. 8.21).

    Малюнок 8.21. Ортічний вертизол. Змішування горизонтів шляхом усадки та набухання глин запобігає утворенню чітких ґрунтових горизонтів у ґрунтах вертизольного порядку. © Ролі Сент-Арно (Центр досліджень ґрунтів Саскачевана) ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Attribution).

    Високі концентрації базового катіону натрію (Na +) відповідають за характерні ґрунтові горизонти Солонецького порядку (Miller and Brierley, 2011) (рис. 8.22). Зазвичай для чорноземних грунтів співвідношення обмінного кальцію:обмінний натрій становить 30 і більше, але в солонецьких грунтах співвідношення нижче 10. Високий рівень натрію є результатом складних взаємодій між батьківським матеріалом, топографією, режимом підземних вод та часом (Anderson, 2010b). Горизонтам зі змінними співвідношеннями Ca:Na менше 10 присвоюється суфікс «n» (наприклад, Bn). У польових умовах вони часто мають високий вміст глини і щільну непроникну структуру (часто неофіційно називають твердим паном) і додатково призначаються суфікс «t» (Bnt). Струмування води на поверхні Bnt може привести до руйнування верхнього B горизонту і утворення шару AE/Ab.

    Малюнок 8.22. Чорний Солодований Солонець. Товстий горизонт Ах перекриває вибілений Ae. Характерні (але не завжди видимі) округлі верхівки стовпчастого будови горизонту Бнт піддаються відбілюванню. Білі цятки солей видно на горизонті Csk. © Ролі Сент-Арно (Саскачеванський центр досліджень ґрунтів) ліцензується на умовах ліцензії CC BY (Зазначення авторства).

    Ймовірно, властивістю ґрунту найбільший інтерес для виробників є солоність, але CSSC робить погану роботу з розпізнавання солоності у своїй таксономічній ієрархії. Горизонтам з солями, успадкованими від батьківського матеріалу, присвоюється суфікс s (наприклад, Csk), а тим, у яких вторинні солі, утворені внаслідок осадження іонів з підземних вод, призначаються суфікс sa (наприклад, Asa, Bsa). Грунти з цими горизонтами, однак, не визнаються за порядком, великою групою, або підгруповим рівнем КСБК, а позначаються як фаза — наприклад, чорнозем ортичний бурий, сольова фаза.

    ВПЛИВ ЛЮДИНИ НА РОЗПОДІЛ ҐРУНТУ

    Регозолі та антропосоли

    Найбільш поширений вплив людської діяльності на горизонтування ґрунтів (а отже, і класифікацію) зумовлено спричиненим людиною збільшенням ерозії ґрунтів, особливо ерозії, спричиненої обробкою ґрунту в сільськогосподарських ландшафтах (FAO, 2019). Обробіток ґрунту призводить до змішування поверхневого шару на глибину обробітку ґрунту (зазвичай від 10 до 25 см). Оброблений поверхневий шар позначають суфіксом p (ораний) (Ap). Оскільки ерозія видаляє поверхневий ґрунт, оранка включає горизонти B та C у горизонт Ap, що може обмежити ріст рослин там, де існує горизонт B або C, що обмежує ріст. Часто ерозія та змішування ґрунту повністю усуває горизонт B, а послідовність Ap/C або Ap/Cca класифікується на порядок регозольного ґрунту (рис. 8.23). Ґрунтові катени в сільськогосподарських ландшафтах зазвичай включають регозольні ґрунти в найбільш еродизованих положеннях. Осадження ґрунту біля основи схилу викликає надмірне потовщення горизонту А в положеннях осадження, але, як правило, це мало впливає на класифікацію ґрунту.

    Малюнок 8.23. Ортічний Регосоль. У рідній державі цей грунт був би тонким чорноземним грунтом. Ерозія ґрунту видалила горизонт B і включила горизонт Cca в поверхневий шар Apca. Цей процес спричиняє утворення Регозолів на кущах ерозійних культурних полів по всій Канаді. © Dan Pennock, Univ. з Саскачевану (Центр досліджень ґрунту Саскачевану), ліцензується за ліцензією CC BY (Attribution).

    Другий тип поширеного людського впливу на ґрунти зумовлений видаленням, зберіганням та заміною ґрунтового матеріалу, пов'язаного з різними формами експлуатації ресурсів — наприклад, траншеями для трубопроводів або видаленням поверхневого матеріалу, щоб дозволити видобуток бітуму в нафтопісках або надрах в інших місцях. Сильно порушені або реконструйовані ґрунти не можуть бути адекватно описані за допомогою термінології CSSC, і Naeth et al. (2011) припустили, що для їх опису слід прийняти новий порядок під назвою Антропосоли. Діагностичним горизонтом антропосолів був би D (для порушеного) горизонту. Багато інших національних та міжнародних систем класифікації ґрунтів вже прийняли розпорядження щодо обліку цих ґрунтів. Наказ «Антропосол» офіційно не був прийнятий до CSSC на момент написання статті (літо 2019 року).

    ГЛОБАЛЬНІ ҐРУНТИ

    Через відносну молодість канадських ґрунтів та обмеженого діапазону клімату, знайденого тут, існує багато класів глобальних ґрунтів, які не зустрічаються в Канаді. CSSC призначений лише для ґрунтів, знайдених у Канаді, і ми повинні використовувати інші системи класифікації для глобальних ґрунтів, які не мають канадських еквівалентів.

    На жаль, єдиної узгодженої міжнародної системи класифікації ґрунтів не існує. Дві основні міжнародні системи - таксономія ґрунту (розроблена Міністерством сільського господарства США) та Всесвітня довідкова база ґрунтових ресурсів, яка спочатку була розроблена Продовольчою та сільськогосподарською організацією ООН і зараз редагується робочою групою Міжнародного союзу ґрунтів Науки. Ситуація ще більше ускладнюється, оскільки найвищі таксономічні рівні в кожній системі не дуже тісно відповідають порядкам в іншій системі, але, незважаючи на це перекриття в класах, може бути розроблена загальна таблиця узгодження між двома системами (і з CSSC, де це доречно) (табл. 8.3). Для наших цілей (на вступному рівні) ми будемо використовувати лише ґрунтові класи USDA, оскільки багато джерел, які використовуються канадськими студентами, використовують класифікацію USDA. В цілому відсутність єдиної таксономічної системи ґрунтів є дуже незадовільним станом справ, що призводить до значної плутанини серед поколінь студентів і серед вчених і політиків, які бажають використовувати ґрунтову інформацію у своїй роботі.

    Таблиця 8.3. Співвідношення класів таксономії ґрунту, Світової довідкової бази ґрунтових ресурсів та Канадської системи класифікації ґрунтів

      Канадська система класифікації ґрунтів Світова довідкова база Таксономія ґрунту 1
      Замовити Групи еталонних ґрунтів Замовлення 2
    Грунти з сильним впливом людини      
    Змінено тривалим використанням людиною   Антросол  
    Містить значні людські артефакти   Техносол  
    Грунти вічної мерзлоти      
    Постійні морози Кріозол Кріозол Гелісол
    Пасовищні ґрунти      
    Глинозбагачені надра, висока концентрація натрію Солонецич Солонець Natric великі групи
    Високі усадки-набухають глини, гладкі Вертісол Вертісол Вертісол
    Висока концентрація розчинної солі   Солончак Саліди
    Темний, добре структурований Ah, вторинний CaCo 3 Чорноземний (Чорний GG) Чорноземний Моллізол
          (Udolls)
    Темний Ах, вторинний CaCo 3 Чорноземний Кастанозем Моллізол
      (Темно-коричневий, коричневий GG)   (Устольс, Ксерроли)
    Темний Ах, без АСО 3   Феозем Моллізол
          (Udolls, Albols)
    Темний Ах, низький базовий статус Брунісол Умбрізол  
      (Сомбрик)    
    Грунти посушливої зони      
    Накопичення і цементація кремнеземом   Дурізол Арідізол
          Дурідс
    Накопичення вторинного гіпсу   Гіпсол Арідізол
          Цигани
    Накопичення вторинних карбонатів   Кальцизол Арідізол
          Кальциди
    Водно-болотні ґрунти      
    Товстий органічний шар Органічні Гістозол Гістозолі
    Мінеральний грунт, глинисті властивості Глейзоліч Глейсол Декілька підпорядків
    Застійна вода, різка різка різка текстура   Планосол Альбаквалф,
          Альбакульс,
          Аргіаболс
    Застійна вода, відсутність фактурного контрасту   Стагнозол  
    Лісові ґрунти, молодші ґрунтові поверхні      
    Ілюстрація заліза і алюмінію Підзолиця Подзол Сподосол
    Вищий глиняний B горизонт Лувізоліч Лувісол Альфізоли (високоактивні глини)
    Почервоніння B горизонту Брунізольський Камбізол інцептизол
    Грунти старих ґрунтових поверхонь      
    Освітлення і накопичення Fe, незворотне затвердіння при висиханні   Плінтозоль плінтус-
          дескриптор
    Глини низької активності, високі оксиди Fe   Нітизол Альфізолі, Ультизолі (Кандик GG)
    Домінування каолініту і оксидів   Ферразол Oxisol
    Переплетення грубого матеріалу в червоний шар   Ретизол Глянець-
          дескриптор
    Глинозбагачені надра, низькоактивні глини, низький базовий стан   Акризол Ультизолі (з низькоактивними глинами
    Глинозбагачені надра, низькоактивні глини, високий базовий стан   Ліксизол Альфізоли (з низькоактивними глинами)
    Глинозбагачені надра, високоактивні глини, низький базовий стан   Алісол Ультизоли (з високою активністю глини)
    Грунти з незначною або відсутньою диференціацією профілю      
    Дуже піщані грунти   «Аренозол» платежі
    Стратифікований флювіальний, лакустриновий або морський Регосол Флувізол Флювенти
    осади (Кумульська)    
    Відсутність значного профільного розвитку Регосол Регосол Сутизоли
    Тонкий грунт або з безліччю грубих фрагментів   Лептозол Сутизоли
    Ґрунти у вулканічних відкладах, складні алюмінієві мінерали   Андозолі І золи
    1 Кореляція між USDA та WRB від Робочої групи IUSS WRB. 2015. Світова довідкова база ґрунтових ресурсів 2014 року, оновлення 2015 року. Міжнародна система класифікації ґрунтів для найменування ґрунтів та створення легенд для ґрунтових карт. Світові звіти про ґрунтові ресурси № 106. ФАО, Рим. (http://www.fao.org/3/i3794en/I3794en.pdf)
    2 Грунти, які корелюють на нижчих таксономічних рівнях в таксономії ґрунту, показані курсивом.

    Додаткові класи в системах USDA/WRB (порівняно з CSSC) потрібні (частково) через більш високий ступінь хімічного вивітрювання у багатьох глобальних ґрунтах порівняно з відносно молодими, післяльодовиковими ґрунтами в Канаді. Як системи WRB, так і USDA використовують два критерії як показники ступеня вивітрювання. Перший, це базовий стан ґрунту — високий базовий статус (тобто в грунтообмінному комплексі переважають кальцій, магній, калій і натрій) вказує на обмежене вивітрювання та вимивання, а низький базовий статус (тобто заміна чотирьох основ алюмінієм і воднем) свідчить про більшу вивітрювання і вилуговування. По-друге, обмінна здатність або активність глинистих мінералів присутніх - складні, успадковані глинисті мінерали, такі як іліт або смектит, є глинами високої активності, тоді як більш прості вторинні глинисті мінерали, такі як каолініт, мають низьку активність. Утворення низької активності глин і оксидів пов'язане з більш старими, сильно вивітрюваними ландшафтами.

    У Канаді основним лісовим ґрунтом на нейтрально-лужних материнських матеріалах є Лувізол. На старих, не заледенілих поверхнях глинисті мінерали в Лувізолах піддаються подальшому вивітрювання і складні, успадковані глини поступово перетворюються в малоактивні глинисті варіанти порядку альфізолу (рис. 8.24). На наступній фазі ґрунтоутворення хімічне вивітрювання додатково перетворює первинні, успадковані мінерали у вторинні оксиди заліза та алюмінію та ґрунти з дуже добре розвиненими текстурованими контрастними горизонтами та високим рівнем оксидів. Вони класифікуються в порядку Ultisol в таксономії ґрунту (рис. 8.24). Нарешті, успадковані глинисті мінерали повністю вивітрюються, і в грунті переважають простий глинистий мінеральний каолініт та оксиди заліза та алюмінію розміром з глину. Ці ґрунти також часто відчувають дуже високий рівень турбації ґрунтовими організмами, такими як мурахи та терміти. Загалом ґрунти часто дуже товсті і мають відносно обмежений горизонт розвитку. Ці грунти класифікуються як оксизоли в USDA (рис. 8.24). У деяких ситуаціях в грунті утворюється горизонт з дуже високим рівнем оксиду, який називається плінтуітом; при впливі атмосфери цей матеріал може необоротно висохнути, створюючи породоподібний нафтоплініт. Ці грунти неофіційно називають латерітами.

    Малюнок 8.24. Основні класи ґрунтів на сильно вивітрюваних, старих поверхнях землі. Альфізоли і Ультизоли цих регіонів мають Bt горизонти з низькоактивними глинами. У оксизолах самі глинисті мінерали значною мірою руйнуються шляхом висушування, а в грунтах переважають оксиди заліза та алюмінію. Фотографії люб'язно надано Міністерством сільського господарства США, Службою охорони природних ресурсів; ліцензовано за ліцензією Public Domain. Відтворено з дозволу.

    Ультизоли є домінуючим порядком ґрунтів на південному заході США та на більшій частині Південно-Східної Азії (рис. 8.25). Вони також трапляються окантовкою ґрунтів загону Oxisol на старих поверхнях суші в Південній Америці та екваторіальній Африці. Багато альфізолів, знайдених у Південній Америці та Сахельському регіоні Африки, були б низькоактивними глинистими варіантами. Paton et al. (1996) стверджують, що системи класифікації ґрунтів, такі як таксономія ґрунту USDA, є недостатніми для таких країн, як Австралія, яка, як правило, має старі поверхні землі зі складною екологічною історією.

    Малюнок 8.25. Глобальна карта ґрунтів порядків ґрунтів у таксономії ґрунтів. Карта люб'язно надана Національною лабораторією Оук-Рідж. Фото надано Міністерством сільського господарства США, Службою охорони природних ресурсів; ліцензовано за ліцензією публічного надбання. Відтворено з дозволу.

    Цей короткий виклад обов'язково спрощує велику складність формування ґрунту на старих, сильно вивітрюваних земних поверхнях, багато з яких зазнали суттєвих змін в умовах навколишнього середовища з плином часу (Paton et al., 1996). Однак це підкреслює велику різницю між канадськими ґрунтами та цими більш сильно вивітрюваними ґрунтами: багато канадських ґрунтів мають високий рівень первинних (тобто успадкованих від материнського матеріалу) мінералів, присутніх, які виділяють стійкий запас мінеральних поживних речовин (таких як кальцій, магній та калій) для росту рослин через час. Для сільськогосподарських ґрунтів в канадських преріях (як приклад) порівняно рідко додають калій з оброблених калійних порід, але багато більш сильно вивітрюваних ґрунтів вимагають внесення калійних добрив для досягнення оптимальної врожайності культур.

    Справжні жаркі пустельні ґрунти в Канаді не зустрічаються. Пустельні ґрунти в таксономії ґрунту групуються в порядок Арідізолів. Пустельні ґрунти з цементованими шарами кремнезему, гіпсу та карбонату кальцію визнані при більш низьких таксономічних рівнях в системі USDA (табл. 8.3). Багато пустельні райони також мають тонкі, слабо розвинені грунти загону Ентісол, порівнянні з регозолістнимі грунтами в CSSC.

    Як системи USDA, так і WRB також мають класи для ґрунтів, що утворюються у вулканічних відкладах, насамперед вулканічному попелі. Ці грунти мають виразну сукупність властивостей і класифікуються в порядку андизолу. Вони зустрічаються на невеликих ділянках, пов'язаних з активними вулканічними районами в прикордонних районах плит (наприклад, Японія, південь Чилі).

    ОБСТЕЖЕННЯ ҐРУНТУ

    Основна причина розвитку систем класифікації ґрунтів полягає в тому, щоб дозволити послідовно відображати ґрунти, а історії класифікації ґрунтів та картографування ґрунтів нерозривно переплітаються. Обидва почалися на початку 20 століття, коли країни почали систематично інвентаризувати свої природні ресурси. Картографування ґрунту завжди називали геодезикою ґрунтів, а самі карти називаються дослідженнями ґрунту.

    У Канаді дослідження ґрунту розпочалися в Онтаріо в 1914, а потім Британська Колумбія та провінції Прері в 1920-х роках, Квебек та Атлантичні провінції в 1930-х роках, і, нарешті, Юкон, Північно-Західна територія та Нунавіт у 1940-х і 1950-х роках (Anderson and Smith, 2011; SCWG, 1998, глава 1). Участь федерального уряду в дослідженнях ґрунтів фактично припинилася по всій Канаді на початку 1990-х років, але деякі провінції продовжували обстеження з того часу.

    Тому дослідження ґрунту почалося ще до того, як була створена національна класифікація—початкова версія CSSC була опублікована в 1970 році. Наступні видання ЦСБК вийшли в 1987 році (2-е изд.) і в 1998 році (3-е изд.). Це може бути джерелом плутанини для користувачів, які консультуються з паперовими опитуваннями, опублікованими в основну епоху опитувань (з 1945 до початку 1990-х років), оскільки класифікація, яка використовується, може бути архаїчною і не легко перекладена на 1998 видання CSSC. Оновлення систем класифікації відбулося в он-лайн варіантах обстежень ґрунту (про що йдеться нижче).

    Існує велика різноманітність масштабів, що використовуються для обстеження ґрунту в різних провінціях. Масштаб, в якому проводиться зйомка, багато в чому визначає його корисність для планування землекористування та оцінки ресурсів — як правило, чим менший масштаб, тим більш обмежена карта для цілей планування. Як правило, обстеження ґрунту в Британській Колумбії, Манітобі, Онтаріо, Квебеку, Новій Шотландії, Нью-Брансвіку, P.E.I та Ньюфаундленді проводилися в масштабах від 1:20 000 до 1:63 360 (тобто, рівень інтенсивності обстеження 2 та 3, таблиця 8.4). Опитування в Альберті представляли собою поєднання масштабів між 1:50 000 і 1:126 ,730, а опитування в Саскачевані, Юконі та Північно-Західних територіях, а Нунавут - в масштабах 1:100 000 або більше. Інформація щодо всіх опитувань доступна в он-лайн режимі за адресою http://sis.agr.gc.ca/cansis/publications/surveys/index.html.

    Основний процес, який використовується в польових роботах для дослідження ґрунтів, схожий по всій Канаді (хоча кожна провінція має свій варіант основного процесу). По-перше, рівень інтенсивності обстеження (SIL) вибирається виходячи з мети обстеження (Таблиця 8.4). SIL визначає кількість ґрунтових профілів (перевірок), які будуть описані на одиницю площі. Зазвичай геодезист вибирає точку огляду, яка, на їхню думку, є найбільш репрезентативною для описаної місцевості. На кожному профілі (з використанням грунтових ям або експозицій ґрунту на узбіччях доріг, траншеях тощо) профіль ґрунту поділяється на горизонти та описується стандартний набір властивостей ґрунту. Кожному горизонту присвоюються мітки відповідно до CSSC, і ці мічені горизонти використовуються для класифікації в правильному порядку, великій групі та рівні підгруп CSSC. Реєструється географічне положення, контекст рельєфу точки, а також фіксується характер батьківського матеріалу.

    Потім землевпорядник повинен розмежувати площу землі, яку, на їхню думку, ґрунт, який вони описали, є репрезентативною. Як ми бачили в розділі 2, в Канаді материнський матеріал має першорядне значення при визначенні характеристик ґрунту, і, отже, описана грунтова яма є (сподіваюся) представником батьківського матеріалу, в якому він зустрічається. Обсяг батьківського матеріалу зазвичай відображався за допомогою аерофотознімків - різні типи батьківського матеріалу часто мають характерні форми поверхні, пов'язані з ними (таблиці 2.1 та 2.2).

    Поєднання даного класу ґрунту та його батьківського матеріалу називається ґрунтовим рядом, який є основною одиницею для побудови ґрунтових карт по всій Канаді (хоча це заплутано різними назвами в різних провінціях). За угодою по всій Канаді серії присвоюються географічні назви на основі найближчої місцевості до точки, в якій вони вперше описані. Це означає, що назви серій специфічні для кожної провінції, хоча, посилаючись на таксономічний клас ґрунту та батьківський матеріал, кореляції між провінціями легко виконуються. У деяких провінціях ґрунтова фаза використовується для подальшого поділу ґрунтових рядів - клас дренажу ґрунту є зазвичай використовуваним критерієм фази у більшій частині Центральної та Атлантичної Канади, наприклад.

    Для карт ґрунтів, що виходять за межі найбільш інтенсивного рівня SIL 1, неможливо показати окремі серії ґрунтів на традиційній паперовій карті. Замість цього використовуються одиниці карти, які містять кілька серій. Часто ці одиниці карти можуть бути пов'язані з ґрунтовими катенами, як описано раніше в цьому розділі (хоча це відрізняється залежно від провінції). У простій картковій одиниці домінує одна серія, але в складних одиницях може зустрічатися дві і більше серій. У цьому випадку мітка для кожної відображеної області (звана полігонами карти) часто дає оцінку відсотка кожного ряду в багатокутнику.

    Зі збільшенням масштабу зйомки кількість серій у кожному полігоні карти зазвичай також збільшуватиметься, і, отже, мінливість ґрунтів у кожному багатокутнику стає більшою. Ця варіація обмежує корисність карти для конкретних цілей планування, і, отже, найширші обстеження на розвідувальних рівнях (таблиця 8.4) використовуються лише для дуже узагальнених цілей планування.

    Таблиця 8.4. Звичайний масштаб, інтенсивність інспекції та загальна мета рівнів інтенсивності зйомок, що використовуються при обстеженнях ґрунту в Канаді. З сільського господарства та агропродовольства Канади (1987).

    Рівень інтенсивності обстеження (SIL) та назва Звичайна шкала Інтенсивність огляду (грунтової ями) Мета
    СИЛ1 1:5 000 Одна на 1 до 5 га Дуже інтенсивне планування, наприклад, для високоцінних культур (розплідників), септичних полів або базових та післязбуренних досліджень трубопроводів
    Дуже докладний (1 см на карті дорівнює    
      50 м на поверхні землі)    
    ГРУНТ 2 1:20 000 Одна на 2 до 20 га Місцеве планування для груп ферм, водозборів, невеликих парків, управління зрошенням
    Докладний (1 см на карті дорівнює    
      200 м на поверхні землі)    
    ГРУНТ 3 1:50 000 Одна на 20-200 га Обмежена кількість застосувань для планування округів, великих парків, основних водозборів, зрошувальних районів
    Розвідка (1 см на карті дорівнює    
      500 м на поверхні землі)    
    ГРУНТ 4 1:100 000 Один на 100-1000 га Обмежена кількість застосувань: оцінки придатності провінційного рівня, регіональні плани
    Широкий (1 см на карті дорівнює    
    Розвідка 1 000 м (1 км) на поверхні землі)    
    ГРУНТ 5 1:250 000 Більше 1 на 1000 га; часто широко відокремлені Дуже обмежене загальне використання: широкі регіональні або провінційні плани
    Розвідувальний (1 см на карті дорівнює    
      2,500 м (2.5 км) на поверхні землі)    

    Спеціальні для провінції підходи до картографування ускладнюють розробку загальноканадської ґрунтової карти на основі провінційних опитувань. Для вирішення цієї проблеми Сільське господарство та агропродовольство Канади створили карту ґрунтових ландшафтів Канади у масштабі 1:1 000 000 (http://sis.agr.gc.ca/cansis/nsdb/slc/index.html). Ця карта є єдиною всеосяжною ґрунтовою картою Канади. Кожен багатокутник на карті SLC описує один або кілька конкретних типів ґрунту і пов'язаний з ним ландшафт. Версія 3.2 карти ЄПЦ була випущена в березні 2011 року і є основою для карт (рис. 8.1), що використовуються в цьому підручнику.

    КАНАДА ЗЕМЛІ ІНВЕНТАРИЗАЦІЇ

    Інвентаризація земель Канади (CLI) була основною зусиллям ряду федеральних урядових установ для картографування та класифікації природних ресурсів Канади. CLI був створений Законом про реабілітацію та розвиток сільського господарства 1961 року, а картографування розпочалося в 1963 році і було по суті завершено в 1975-76 роках. CLI охоплював приблизно 2,6 мільйона км 2 (або близько 25% канадської сухопутної маси) і включав оцінку сільського господарства, лісового господарства, відпочинку на природі та дикої природи (Pierce and Ward, 2013). Можливість відображених областей для кожної діяльності була розміщена в 7 класах, причому клас 1 був найвищою здатністю, а клас 7 - найнижчим. Класи з 1 по 3 вважалися першочерговими землями для кожної діяльності.

    Визначення класу CLI проводиться шляхом першої оцінки обмежень, присутніх в кожній області, і тяжкості обмеження. Потім площі землі, що оцінюється, було присвоєно значення найсуворішого обмеження, наявного для досягнення остаточного класу (тобто від 1 до 7).

    Інформація про ґрунти мала найбільшу актуальність для сільськогосподарських та лісових класів CLI. Сільськогосподарські класи CLI вимагали інформації за десятьма основними критеріями: небажана структура ґрунту та/або низька проникність, ерозійне пошкодження, низька природна родючість, ризик затоплення, низька вологоутримуюча здатність, поверхнева кам'яність, несприятливий клімат (теплові одиниці, доступні для росту та/або вологи), солоність, дрібна скелі та несприятливий рельєф. Інформація про людський контекст сільського господарства (наприклад, відстань до ринків, дорожня інфраструктура) не розглядалася. Зауважимо, що таксономічний клас ґрунту не був частиною системи CLI - ця відсутність використання таксономічної системи ґрунту в оцінках, таких як CLI, була одним із факторів, який обмежував використання ґрунтових досліджень ширшою спільнотою та сприяв виведенню федерального фінансування обстежень у 1990-х роках.

    Класифікація CLI лісового господарства включала ґрунтові фактори, що використовуються в сільськогосподарській системі. Він також включав фактори, що стосуються вологості ґрунту (дефіцит ґрунтової вологи, надлишок ґрунтової вологи), проникність та глибину вкорінення (фізичне обмеження вкорінення, спричинене щільними ґрунтовими горизонтами або неглибокою породою), а також різні кліматичні фактори.

    Класи CLI все ще використовуються в деяких юрисдикціях Канади для планування землекористування. В Онтаріо, наприклад, Заява про політику провінції 2014 року відповідно до Закону про планування вимагає, щоб основні сільськогосподарські райони (тобто ті, що знаходяться в класах CLI 1-3) повинні бути захищені та призначені для довгострокового використання в сільському господарстві (OMAFRA, 2019b).

    Чи можете ви копати його!

    «О, дай мені землю, багато землі під зоряним небом вище...»

    Як можна порівняти різні провінції та країни з точки зору їх природного обдарованості сільськогосподарськими угіддями? Найбільш використовувана міра - площа орних земель на людину (вимірюється в гектарах на людину). У Канаді ми можемо використовувати інвентаризацію земель Канади, щоб легко порівняти між провінціями. Найвищий - Саскачеван, з дивовижною 14,67 га на людину; найнижчий - Квебек з лише 0,28 га на людину, за яким уважно слідують BC та Онтаріо. Однак навіть Квебек має більш високі значення, ніж середні світові — за даними Світового банку, у 2016 році середній світовий показник становив лише 0,19 га на людину. Цей середній показник знизився з середнього показника 0,37 га на людину в 1961 році. Лише деякі країни мають більший природний запас, ніж Канада (яка має в середньому 1,21 га на людину за даними Світового банку). Для великих країн лише Казахстан (1,65 га/чол.) та Австралія (колосальні 1,90 га/чол.) випереджають Канаду.

    Ресурси ґрунту в Канаді (Канада Кадастр можливостей 1, 2 і 3* ) порівняно з чисельністю населення (за оцінками на 2019 рік). Таблиця складена Тімом Муром, Університет Макгілла.

    Регіон CLI 1 CLI 2 CLI 3 σКЛІ 1-3 Населення σКЛІ 1-3 /населення
      (тисячі км 2) (мільйон) (га на особу)
    Атлантичний 0 5.89 22.78 28.67 2.4 1.19
    QC 0.6 9.54 13,63 23.77 8.4 0,28
    НА 22.49 23.6 32.79 78.87 14.4 0,55
    МБ 1.83 25.56 25.61 53.01 1.4 3.79
    SK 10.72 64.46 100.82 176.00 1.2 14.67
    АБ 7.08 38.97 62.88 108.93 4.3 2.53
    ДО Н.Е 0.7 3.98 10 14.68 5.0 0,29
    *З кадастру земель Канади https://sis.agr.gc.ca/cansis/publica...agr/index.html
    Опис класів спроможності земель див. https://sis.agr.gc.ca/cansis/nsdb/cli/classdesc.html

    ОБСТЕЖЕННЯ ҐРУНТУ

    У багатьох районах світу, включаючи частини Канади, традиційне обстеження ґрунтів було замінено комп'ютерними підходами, які зазвичай називають цифровим картографуванням ґрунту (DSM). DSM спирається на всю інформацію про ресурси (включаючи існуючі ґрунтові карти та дані профілю ґрунту), доступну для певного місця, для прогнозування ймовірного діапазону властивостей ґрунту та таксономічних класів ґрунту, присутніх на цьому етапі. Прогнози особливо точні, коли доступна топографічна інформація з високою роздільною здатністю, наприклад, що виробляється лазерною зйомкою світла (тобто виявлення світла та визначення діапазону, або LIDAR). Алгоритми, які виробляють прогнози та карти, також можуть оцінити ймовірну помилку, пов'язану з прогнозами, і, отже, дозволяють користувачам оцінювати невизначеність, пов'язану з картами. Методи, пов'язані з DSM, більш детально розглянуті в главі 17.

    РЕЗЮМЕ

    1. Грунти в Канаді класифікуються за Канадською системою класифікації ґрунтів (CSSC), формальною таксономічною системою з ієрархією шести рівнів.
    2. Найвищий рівень в CSSC, порядок, заснований на діагностичних горизонтах, які відображають наслідки домінуючого ґрунтоутворюючого процесу. Є 10 замовлень грунту. Наступний рівень, великі групи, засновані на відмінностях у силі домінуючого процесу або внеску додаткового ґрунтоутворюючого процесу.
    3. Розподіл ґрунтів у різних масштабах (наприклад, схил пагорба, водозбір, регіон, провінція) контролюється сімома ґрунтоутворюючими факторами: кліматом, організмами, батьківським матеріалом, рельєфом, часом, підземними водами та людською діяльністю.
    4. Різні класи лісових ґрунтів зустрічаються на двох основних типах материнських матеріалів у Канаді. CSSC розрізняє лісові ґрунти, утворені в кислих вихідних матеріалах (рівень рН менше 5,5), і ті, що утворюються в нейтрально-лужних вихідних матеріалах (рівні рН 5,5 або більше).
    5. Лісові ґрунти, утворені в кислих вихідних матеріалах, класифікуються на підзолистий і брунізольний порядок залежно від кількості заліза, алюмінію та ОМ, що осідають у середньому або В горизонті ґрунту.
    6. Лісові ґрунти, утворені в нейтрально-лужних материнських матеріалах, класифікуються на брунізольні ґрунти та на лювізольні залежно від відмінностей у вмісті глини між горизонтом В та мінеральним горизонтом, який його перекриває.
    7. Наявність шарів вічної мерзлоти є діагностичним для ґрунтів кріосольного порядку, а наявність і відсутність морозного змішування визнається на великому груповому рівні.
    8. Органічно збагачений поверхневий ґрунтовий горизонт пасовищних ґрунтів є діагностикою чорноземного порядку. Пасовищні ґрунти на багатих глинами материнських матеріалах із змішуванням горизонтів за рахунок розширюються глин класифікуються на вертизольні, а ті з високим вмістом натрію - до солонетичного порядку.
    9. Водно-болотні ґрунти з товстими (> 40 см) матами торфу класифікуються на органічний порядок, а мінеральні водно-болотні ґрунти, які мають глинисті особливості, такі як тьмяні кольори та строкатість, класифікуються до порядку глізолів.
    10. Сфера дії CSSC обмежена тими грунтами, що зустрічаються в Канаді. Для ґрунтів, не знайдених в Канаді, використовується або американська система USDA (Soil Taxonomy), або система ООН (World Reference Base). Існування множинних систем класифікації є слабкою стороною ґрунтознавства як дисципліни.
    11. Грунти Канади були обстежені (або нанесені на карту) в різних масштабах з початку 20-го століття. Корисність даного обстеження грунту для планування землекористування визначається масштабом обстеження.
    12. Дані про ґрунти широко використовувалися в Канаді земельного інвентаризації, що було основним зусиллям у 1960-х та 1970-х роках для відображення можливостей таких видів діяльності, як сільське господарство та лісове господарство. Результати інвентаризації все ще використовуються для планування землекористування в деяких юрисдикціях Канади.

    ЗАПРОПОНУВАВ ЧИТАННЯ

    Класифікація та опис ґрунту для Канади:

    Зображення канадських ґрунтів та додаткові особливості ґрунту, необхідні для класифікації, можна знайти на веб-сайті «Колекція зображень ґрунтів Канади»

    Інформація про замовлення ґрунтів та ключі класифікації ґрунтів міститься у Польовому довіднику для ґрунтів Західної Канади. Доступно за адресою https://soilsofcanada.ca/links.php

    USDA Таксономія ґрунту: Хороша підсумок властивостей кожного порядку в таксономії ґрунту доступна в Університеті Айдахо за адресою https://www.uidaho.edu/cals/soil-orders

    Крім Польового довідника, є дві книги, які дуже корисні в польовому описі ґрунтів:

    Хек, Р., Кростч, Д.Дж., Лі, Х.Т., Лідбеттер, Д.А., Вілсон, Е.А. та Вінстоун, B.C. 2017. Характеристика ділянок, ґрунтів та субстратів в Онтаріо - Том 1 Посібник з опису полів. Школа наук про навколишнє середовище, Університет Гвельфа. Інформація про цю книгу доступна за адресою:

    https://www.uoguelph.ca/ses/sites/default/files/CSSSO%20Vol1%20Announcement.pdf

    Уотсон, Кент. 2007 (переглянуто 2009, 2014). Грунти ілюстровані. Міжнародні дослідження дистанційного зондування Ltd., Kamloops, B.C. Інформація про цю книгу доступна за адресою:

    https://www.edwardkentwatson.com/soils-illustrated.html

    ВИВЧЕННЯ ПИТАННЯ

    1. Які сім факторів грунтоутворення? Який фактор, на вашу думку, є найбільш відповідальним за
      послідовність ґрунтів, показану на малюнку 8.3?
    2. Які три діагностичні горизонти є результатом додавання органічного матеріалу? В якій обстановці (наприклад,
      ліс, тундра, водно-болотні угіддя тощо), ймовірно, знайдеться кожен?
    3. Які два діагностичні горизонти є результатом турбації ґрунтового матеріалу? Який фактор
      ґрунтоутворення, на вашу думку, є найбільш відповідальним за кожен горизонт?
    4. У 1930-х роках частини провінцій Прерії зазнали дуже сильної вітрової ерозії. Який
      ґрунт був би пов'язаний з вітроерозійними поверхнями? Який фактор ґрунтоутворення, на вашу
      думку, був найбільш відповідальним за ці ґрунти?
    5. Солі пов'язані з дуже сухими грунтами, але їх розподіл в ландшафті багато в чому
      визначається водою. Коротко вирішити цю загадку.
    6. Який ключовий поріг використовується Канадською системою класифікації ґрунтів (CSSC) для
      розрізнення двох основних типів вихідних матеріалів для лісових ґрунтів?
    7. Великий канадський педолог Пол Санборн стверджував, що Фолізолі - це найважчі ґрунти, в яких можна викопати
      ґрунтову яму. Виходячи з малюнка 8.12, чому ви вважаєте, що це так?
    8. Які два ґрунтоутворюючі фактори найбільш відповідальні за ґрунтові зони (рис. 8.20)
      Канадських прерій?
    9. Які два критерії вивітрювання використовуються таксономією ґрунту та
      системами класифікації ґрунтів World Reference Base?
    10. Вас попросили знайти маршрут для трубопроводу за допомогою обстеження ґрунту, завершеного на рівні
      інтенсивності обстеження 4. Чи можливо це? Коротко поясніть свою відповідь.

    ПОСИЛАННЯ

    Сільське господарство Канади. Науково-дослідний відділ. 1987 р. Довідник з обстеження грунту. Том 1. Технічний бюлетень 1987-9Е. Доступно за адресою: http://sis.agr.gc.ca/cansis/publications/manuals/1987-9/1987-9-soil-survey-handbook.pdf

    Андерсон, D.W. 2010. Вертизольні ґрунти регіону Прерії. Журнал прерійних ґрунтів та культур 3:29-36. Доступно за адресою: https://prairiesoilsandcrops.ca/volume3.php

    Андерсон, Д.В. та Церковняк, Д. 2010. Грунтоутворення в регіоні Канадських прерій. Журнал прерійних ґрунтів та культур 3:57-64. Доступно за адресою: https://prairiesoilsandcrops.ca/volume3.php

    Андерсон, Д.В. та Сміт, C.A.S. 2011. Історія класифікації ґрунтів та обстеження ґрунтів у Канаді: Особисті перспективи. Може. Дж. грунтових наук 91:675-694.

    Бедард-Хон, А. 2011. Глейзолисті ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:763-779.

    Брірлі, Д.А., Стоунхаус, Г.Б., і Мермут, А.Р., 2011. Вертизольні ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:903-916.

    БЕЗКОШТОВНО. 1970 Р. Інвентаризація земель Канади. Цілі, обсяг і організація. Друге ред., Звіт № 1. Оттава 1970. http://publications.gc.ca/collections/collection_2019/eccc/RE63-1-1970-eng.pdf

    Елліс, Дж. Ґрунти Манітоби. Економічна оглядова рада. Провінція Манітоба. Вересень, 1938. 112 с. Доступно за адресою: http://sis.agr.gc.ca/cansis/publications/surveys/mb/mbs006/mbs006_report.pdf

    ФАО. 2019 РІК. Ерозія ґрунтів: найбільший виклик сталому управлінню ґрунтами. Рим. 100 стор. Доступно за адресою: http://www.fao.org/3/ca4395en/ca4395en.pdf.

    Фокс, C.A. та Тарнокай, C. 2011. Органічні ґрунти Канади: Частина 2. Нагір'я Органічні ґрунти. Може. Дж. грунтових наук 91:823-842.

    Дженні, Г. 1994. Фактори грунтоутворення. Система кількісної педології. Нью-Йорк: Dover Press (Передрук, з передмовою Р. Амундсона 1941 McGraw-Hill публікації). Завантажити можна з веб-сайту NRCS.

    Кроеч, Д.Дж., Генг, Х., Чанг, С.Х., і Сауретт, Д.Д. 2011. Органічні ґрунти Канади: Частина 1. Заболочені органічні ґрунти. Може. Дж. грунтових наук 91:807-822.

    Лавкулич, Л.М. і Ароцена, Ю.М. 2011. Лувізолисті ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:781-806.

    Міллер, Дж. Дж. і Брайерлі, J.A. 2011. Солонецькі ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:889-902.

    Нейт, А., Арчібальд, Х.А., Немірський, К.Л., Лесків, Л.А., Брірлі, А.Дж., Бок, М.Д., Ванденбигаарт, А.Дж., і Чансик, Д.С. 2012. Запропонована класифікація модифікованого ґрунту людини в Канаді: Антропосольний порядок. Може. Дж. грунтових наук 92:7-18.

    ОМАФРА 2019а. Класифікація основних та маргінальних сільськогосподарських ґрунтів та ландшафтів: настанови щодо застосування кадастру земель Канади в Онтаріо. http://www.omafra.gov.on.ca/english/landuse/classify.htm#groupings

    ОМАФРА 2019б. FAQ Prime Сільськогосподарські райони. http://www.omafra.gov.on.ca/english/landuse/prime-ag-areas.htm

    Патон, Т.Р., Хамфріс, Г.С. і Мітчелл, П.Б. 1996. Ґрунти Новий глобальний погляд. Преса Єльського університету, Нью-Хейвен та Лондон. 234 стор.

    Пеннок, Д.Дж., Бедард-Хон, А., і Віо, В.2011. Чорноземні ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:719-747.

    Пірс, Т.В і Н.Е. Уорд. Інвентаризація земель Канади. Канадська енциклопедія. https://www.thecanadianencyclopedia.ca/en/article/canada-land-inventory.

    Санборн, П., Ламонтань, Л., і Хендершот, P. 2011. Підзолисті ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:843-880.

    Сміт, C.A.S., Вебб, К.Т., Кенні, Е., Андерсон, А., і Кроеч, Д. 2011. Брунізольні ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:695-717.

    Робоча група з класифікації ґрунтів. 1998 р. Канадська система класифікації ґрунтів. Агрік. І Agri-Food Канади. Вид. 1646 р. (редакція). 187 с. Доступно за адресою: http://sis.agr.gc.ca/cansis/publications/manuals/1998-cssc-ed3/cssc3_manual.pdf

    Тарнокая, К. і Бокгейм, J.G. 2011. Крізозольні ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:749-762.

    Ванденбі Гаарт, А.Дж. 2011. Регозольні ґрунти Канади: генезис, поширення та класифікація. Може. Дж. грунтових наук 91:881-887.

    Про автора

    Деніел Дж. Пеннок, заслужений професор кафедри ґрунтознавства, Університет Саскачевану

    Ден Пеннок (ліцензований за ліцензією CC-BY-NC-ND)

    Ден Пеннок - почесний професор (або, простіше кажучи, професор у відставці) кафедри ґрунтознавства Університету Саскачевану. Його дослідницька кар'єра зосереджувалася на тому, як ґрунти формуються за їх місцем у ландшафті та процесами (такими як ерозія або рух води), що відбуваються в ландшафтах. Він викладав курси в багатьох областях ґрунтознавства та географії, і його любов до викладання була визнана університетом нагородою Master Teacher в 2006 році. Він був членом Канадського товариства ґрунтознавства у 2010 році. З моменту виходу на пенсію співпрацював над низкою проектів зі сталого управління ґрунтами з Глобальним ґрунтовим партнерством Продовольчої та сільськогосподарської організації Об'єднаних Націй.