شرایطی اقلیمی و تاثیرات آن بر تکامل خاکها
خاک بزرگترین راکتور روی کره زمین است.اهمیت خاک و نقش آن در حیات کره زمین برکسی پوشیده نیست.در حقیقت خاک گهواره حیات روی زمین است.
طبیعت میلیونها سال بر روی تشکیل خاک فعالیت داشته است. خاک و علوم وابسته به خاک چند بعدی هستند. به خاطر اینکه ماهیت خاک و عوامل سازنده خاک خود چند بعدی و متفاوتند.
خاک تحت تاثیر چند آیتم عمده و کلی شکل گرفته است.
سنگ مادر – آب وهوا – توپوگرافی– فعالیت موجودات زنده و زمان
بهتر است قبل از هرچیزی به تعریف اقلیم بپردازیم، دانشمندان بنا به موضوعات مختلف تعاریف همشکلی از اقلیم ارائه داده اند.اما از نظر ما بعنوان خاکشناس ،اقلیم به تاثیرات تمامی فاکتورهای جوی همانند بارندگی، جریانات هوا، دمای محیط و هرآنچه بصورت کمی و کیفی به آنها مربوط میشود بر روی خاک اطلاق میکنیم.
البته به طور کلی مباحث مربوط به هوا و اقلیم بسیار گسترده است و ما در این رابطه فقط به تاثیرات آن بر خاکها صحبت خواهیم کرد.
همانطور که در بالا اشاره شد پنج ویژگی کلی بر تشکیل خاکها اثر میگذارند. اما از بین این فاکتورها اقلیم یا به طور ساده تر آب و هوا، تاثیرات بسیار فعالتری بر روی فرآیند خاکسازی دارد.
بعنوان مثال سنگ بستر و روند تاثیر آن در خاک دربسیاری از جهات همانند سرعت تخریب تابع شرایط جوی است،
همچنین فعالیت ارگانیسمها نیز تابع دما است(ازفاکتورهای آب و هوایی)
توپوگرافی نیز خصوصیتی است که تاثیر آن در خاک در بسیاری از لحاظ به پارامترهای جوی مانند جهت تابش آفتاب بستگی دارد.
بطور کلی اگر به مطالعه پارامترهای سازنده خاک بپردازیم در بیشتر موارد متوجه حضور فعال فاکتورهای آب و هوایی در تمامی آنها میشویم.
حتی شرایط اقلیمی آنچنان در خاکشناسی اهمیت دارند که چند نوع دسته بندی در خاکها بر اساس فاکتورهای اقلیمی صورت گرفته است. مانند دسته بندی بر اساس رژیمهای رطوبتی و حرارتی
از بحثهای فوق نتیجه میگیریم که پارامتر آب وهوا نسبت به سایر پارامتری موثر در خاک سازی از فعالیت بیشتری برخوردار است.یا بعبارت دیگر اقلیم بر سایر فاکتورهای تشکیل دهنده خاک تاثیر میگذارد. بسیاری از خصوصیات شیمیایی مانند ph، غلظت نمک و... بسیاری از خصوصیات فیزیکی مانند بافت و ساختمان خاک تحت اثر شرایط اقلیمی هستند.لازم به ذکر است که کمیت و کیفیت مواد آلی خاک نیز تابع شرایط جوی می باشد. حتی شرایط آب و هوایی میتواند در جهت تخریب خاکهای تشکیل شده اثر بگذارد.مانند فرسایش های بادی و آبی. بنابر این شرایط اقلیمی از گستردگی اثر بالاتری در تشکیل و حفظ خاکها برخوردار است.
نقش فاکتورهای آب و هوایی تا آنجا در خاکها مهم است که در 12رده اصلی خاک ، بسیاری از نامها برگرفته از شرایط جوی حاکم بر آن رده ها بوده است، به اسم رده ها توجه کنید:
[*=center]Alfisol:Moderately weathered
[*=center]هوازدگی ملایم
[*=center]Andisol:Volcanic ash
[*=center]خاکستر آتشفشانی
[*=center]Aridisol: Very dry
[*=center]خیلی خشک
[*=center]Entisol: Newly formed
[*=center]تازه شکل گرفته
[*=center]Gelisol: Frozen
[*=center]یخ زده
[*=center]Histosol: Organic, wet
[*=center]دارای رطوبت و مواد آلی
[*=center]Inceptisol: Slightly developed (young)
[*=center]کمی توسعه یافته و جوان
[*=center]
[*=center]Mollisol: Deep, fertile
[*=center]عمیق و حاصلخیز
[*=center]Oxisol: Very weathered
[*=center]بسیار هوازده
[*=center]Spodosol: Sandy, acidic
[*=center]شنی و اسیدی
[*=center]Ultisol: Weathered
[*=center]هوازده
[*=center]Vertisol: Shrinks and swells
[*=center]قابل انبساط و انقباض
همانطور که مشاهده میکنید در 6 مورد از 12 رده اصلی خاک اسامی تحت تاثیر فاکتورهای اقلیمی است
وقتی که سنگ مادر در اثر انبساط و انقباض و اثرات یخبندان دچار گسست میشود در حقیقت اقلیم به سرعت شکلگیری خاک کمک کرده است
وقتی که اقلیم شرایط مناسب را برای بارندگیهای زیاد فراهم میکند در حقیقت کیفیت خاک تحت تاثیر قرار میگیرد(آبشویی).که این موضوع در قسمت" اثرات فاکتورهای اقلیم بر سایر پارامترهای تشکیل خاک" بیشتر در مورد آن صحبت میکنیم
در ادامه بحث اثرات اقلیم بر شکل گیری خاک را از دو نظر بررسی میکنیم
1- اثرات فاکتورهای اقلیم بر سایر پارامترهای تشکیل خاک
2- اثرات مستقیم فاکتورهای اقلیم بر خاکها
اثرات فاکتورهای اقلیم بر سایر پارامترهای تشکیل خاک
اثر شرایط جوی بر سنگهای مادر
سنگ بستر در واقع مادر ژنتیکی اجزای اصلی خاک است.خاکها در ابتدا جزیی از سنگ مادر خود بوده اند که در اثر فرایندهایی در طول زمان متلاشی شده و به خاک تبدیل شده اند. در این میان شرایط جوی یکی از برجسته تریم نقشها را داشته اند. برای اینکه سنگ به خاک تبدیل شود و سریع فرایندهای خاص بر آن اثر بکذارند لازم است که ربز شود. این کا را طبیعت به کمک شرایط جوی و هوادیدگی فیزیکی که همان انبساط و انقباض های ناشی از یخ زدن و گرم شدن سنگهاست انجام میدهد.
میزان بارندگی سالیانه بر تکامل سنگهای مادر اثر داردزیرا با آبشویی املاح و مرطوب کردن محیط شرایط را به سمت تکامل خاکها پیش میبرد.
اثر شرایط جوی بر توپوگرافی
منظور از شرایط جوی وضع پستی و بلندی و شکل ظاهری سطوح یک ناحیه است.
در نقاط دارای شیب زیاد مواد حاصل از تخریب تحت اثر عواملی مانند جاذبه زمین جابجا میشوند و در مسیر تکامل خاک نقش دارند. اما بجز نیروی جاذبه زمین ، عوامل اقلیمی مانند آب ، باد و بخچالها نیز در انتقال مواد نقش دارند.
معمولا در شیبهایی که آفتابگیرند به علت اختلاف دما در شب و روز عملیات تکامل خاک سریعتر پیش میرود.
از آنجایی که سطح سفره های زیر زمینی گاهی تحت اثر توپوگرافی منطقه هستند بنابراین خاکهایی که بیشتر تحت تاثیر سفره های زیر زمینی هستند زودتر تکامل می یابند.
اثر شرایط جوی بر ارگانیسمها
منظور از ارگانیسمهای موثر در تکامل خاک در این مبحث رستنی ها، میکرو و ماکرو ارگانیسمهای مختلف است.
گیاهان میلیونها سال در خاک ریشه داشته اند و با فرایندهایی همانند ترشح مواد اسیدی در خاک، و جابجایی عناصر و ضمنا بازگشت لاشه آنها به خاک در تکامل خاکها نقش داشته اند(ماده آلی خاک).همچنین میکرو ارگانیسمهای خاکزی مانند باکتریها ، قارچها و آکتی نومسیتها و ... با فعالیتهای تخصصی خاک نقش عمده ای در تکامل خاک داشته اند.بارزترین مثال در این مورد تشکیل ورمی کمپوست توسط کرمهای خاکی است.
اما مهم این است که فعالیت این موجودات به شدت به شرایط اقلیمی وابسته است. در دماهای پایین یا بالا فعالیت ارگانیسمی کند یا متوقف میشود. بنابر این این موجودات قبل از هر چیزی محتاج همیاری شرایط اقلیمی هستند.
بارزترین مثال در این مورد تشکیل ورمی کمپوست توسط کرمهای خاکی است.
اثرات مستقیم فاکتورهای اقلیم بر خاکها
از عوامل مهم آب وهوایی(اقلیم) درجه حرارت و وضعیت تابش آفتاب، رطوبت نسبی ، میزان بارندگی، شدت بارندگی،وضعیت تبخیر و جریان باد است.
اثر دمای محیط
طبق قوانین وانت هوف شدت واکنشهای شیمیایی با دما افزایش می یابد.این به دین معناست که یک محیط گرم توانایی بیشتری برای پیشرفت واکنشهای شیمیایی و بیوشیمیایی دارد.رستنیها افزایش یافته و فعالیت میکروارگانیسمها تشدید میشود و همه اینها یعنی تکامل سریعتر.
اصولا دما و رطوبت در کنار یکدیگر بصورت معجزه وار در طبیعت تاثیر میگذارند.
اثر بارندگی
بارندگی و فاکتورهای مربوط به آن از جنبه های مختلف بر خاک و تکامل آن اثر دارند.
در مناطقی که بارندگی مناسب است رویش انواع گیاهان و فعالیت آنها( در خاک) در تکامل خاک موثر است.
همچنین بارندگی با آبشویی و حرکت دادن عناصر در خاک و فراهم کردن رطوبت کافی برای فرایندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در تکامل خاک نقش دارد.
شدت بارندگی نیز در برخی موارد در جابجایی خاکها نقش دارد(سیلاب)
اما آنچه در ارتباط با بارندگی بیشتر مد نظر است دو مشخصه ی فاکتور باران(R) و اندیس رطوبت است
فاکتور باران(R)
عبارت است از نسبت میانگین بارندگی سالیانه(N)برحسب میلیمتر بر میانگین حرارت سالیانه(T)برحسب سانتیگراد.
R=N/T
ازآنجایی که افزایش تبخیر با افزایش درجه حرارت محیط ارتباط مستقیم دارد،فاکتورباران معلوم می کند که برای افزایش یک درجه حرارت باید چندمیلیمتر بارندگی(برف یا باران) ببارد تا رطوبت متعادل برقرار باشد.
برای مناطق مختلف تشکیل خاک، فاکتورهای باران متفاوتی محاسبه می شود.مثلا فاکتور باران برای منطقه تکاملی خاکهای سیاه(چرنوزیم) 35تا 50 است
اندیس رطوبت(N/S)
عبارت است از نسبت بارندگی متوسط سالیانه(N)یک منطقه به تبخیر پتانسیل سالیانه همان منطقه(S)
که بر حسب میلیمتر میباشند.
پتانسیل تبخیر عبارت است از حداکثرتبخیر ممکن از سطح آبهای آزاد منطقه
این شاخص برای اطلاع از وضعیت خیس خوردگی طبیعی خاکها و همچنین ارزیابی ظرفیت نگهداری اب در خاک مورد استفاده قرار میگیرد.برای مناطقی که خاکهای سیاه در آن شکل گرفته اند اندیس رطوبت0.6-0.8 است
این مقدار برای خاکهای راندزین در آلمان1.2است
در مناطق خشک چون تبخیر سالیانه بسیار بیشتر از بارندگی است بنابراین این شاخص در آنجا کم است.نتیجه آن کم بودن پوشش گیاهی و کوتاه بودن فصل رویس گیاهی است. در نتیجه رسوبات و خاکها مستقیما تحت اثرآفتاب شدید هستند که نتیجه آن افزایش نقش تخریب فیزیکی است.
ضمنا تبخیر زیاد از خاک با صعود کاپیلاری باعث جابجایی نمکها در خاک میشود که نتیجه آن تغییر در خاکها و رویش گیاهی است
در مناطق پر باران بخاطر وجود شرایط رطوبی مناسب و فعالیتهای ارگانیک بهتر بیشتر فرایندها و تخریب ها شیمیایی است.
اصولا تکامل مواد مادری خاکها در آب و هوای گرم و خشک به سمت تشکیل خاکهای کم عمق با افقهای ناقص و نامشخص(A-C) به همراه تجمع نمک زیاد در سطح خاک،کمبود شدید موادآلی و ازت و همچنین ذرات درشت و تخریب نیافته بیشتر است.
در خاکهای مناطق معتدل و مرطوب و نیمه رطوبتی عکس حالت بالا وجود دارد و افقها مشخص تر (A-B-C) پدیده میشوند.
در خاکهای مناطق مرطوب و معتدل ازنظرمواد بازی فقیر بوده و اکثرا واکنشها اسیدی هستند.کمبود آهک در آنها مشهود است.
تاثیرات آب و هوایی آنقدر زیاد است که در شرایطی که سنگ مادر یکسان داشته باشیم اما شرایط اقلیمی و آب و هوایی یکسان نباشد خاکهای متفاوتی شکل میگیرد.بعنوان مثال، از تکامل بازالت در آب و هوای نیمه خشک و معتدل معمولا خاکهای قهوه ای آهکی(ایران)شکل گرفته.در آب و هوای مرطوب معتدل و سرد از تکامل بازالت معمولا خاکهای قهوه ای اسیدی(آلمان) و در شرایط مدیترانه ای خاک قرمز(جنوب ایتالیا و فلسطین) و در شرایط گرم و مرطوب استوایی ممکن است خاکهای قرمز اسیدی و یا خاک لاتریت (جنوب هندوستان، فیلیپین و اندونزی) از تکامل بازالت پدید می آیند.
از مواد مادری لسی در مناطق نیمه خشک معتدل خاکهای راندزین آهکی، در نقاط ایتپی تیمه مرطوب و سرد خاک سیروزم و خاک سیاه(چرنوزیوم) و در شرایط رطوبی خاکهای گلی و شبه گلی آبشویی یافته تشکیل میشود
وسلام
