Pedologi. = läran om jordar. Do we treat our soils like dirt? (rubrik på artikel i National Geographic på 1980-talet)

Transkript

1 Pedologi = läran om jordar Do we treat our soils like dirt? (rubrik på artikel i National Geographic på 1980-talet)

2 Jordarter och jordmåner Jordart (Regolit): t.ex. morän, isälvsmaterial, sand, grus, torv m.m. Indelas efter 1. Bildningssätt (Genes) 2. Ingående beståndsdelar (petrografisk/mineralogisk) 3. Fysikaliska egenskaper Jordmån = det förändrade/påverkade ytskiktet hos en jordart, går så långt ner som det finns levande organismer

3 Ursprung (genes) Sedentära jordarter Påträffas på den plats de bildats Exempel: Vittringsjordar Residualjordar Torvjordar Sedimentära jordarter Bildade genom transport och avlagring Exempel: Glaciala Glacifluviala Eoliska Fluviala Marina

4 Jordens betydelse: Stöd, vatten och näring åt växter Vattenreservoir (och reningsverk) Omvandlar döda organismer till näring Habitat för organismer Råvara Plats att odla på

5 Jordens beståndsdelar: Luft 25 % Organiskt 5 % Mineraler 45 % Vatten 25 %

6 Mineralpartiklar Härstammar från vittring av modermaterialet Utgörs av primära mineral (beståndsdelar av markpartiklar) och sekundära mineral (omvandlade primärmineral) Organiskt material Förna (nerbrytningsrester av växter och djur) Humus (onerbrytbart organiskt material) Biomassa (levande växter och djur)

7 Nedbrytning av organiskt material innebär dels mineralisering, att mineraler frigörs och dels markandning, att CO 2 frigörs Således blir dessa ämnen tillgängliga för växter

8

9 Vatten Utrymmet mellan mineralpartiklarna, porerna, innehåller vatten och luft Nödvändigt för livet i och på marken Vittringsprocesserna är beroende av vatten (lösningsmedel) Innehåller syror och joner Jorden är mättad när alla porer innehåller vatten Fältkapacitet= den vattenmängd jorden kan innehålla

10 Kapillärvatten= vatten som är tillgängligt för växterna Hygroskopiskt vatten= vatten som är starkt bundet till markpartiklarna, otillgängligt för växter, permanenta vissningspunkten Vattenmängden är beroende av jordens textur, struktur och halten av organiskt material Luften i marken är ojämnt fördelad och har en högre CO 2 -halt och lägre O 2 -halt än atmosfären

11 Markprofiler O-horisonten, ansamling av organiskt material A-horisonten, blandning av humus och mineraljord E-horisonten, urlakningslager (eluviering), ljusare än A- och B-horisonterna B-horisonten, anrikningslager (illuviering), mörkare än resten C-horisonten = oförändrat ursprungsmaterial, moderjord, regolit Berggrunden Solum= A, E, B, det aktiva lagret för jordmånsbildande processer

12

13 Exempel: vår vanligaste jordmån i barrskogsbältet, podsol: förna råhumus blekjord/askjord rostjord oförändrad mineraljord/ moderjord

14 Vår nästvanligaste jordmån (i lövskogar etc.) är brunjorden: På bilden t.v. en övergångsform Förna Humus Mull Brunt anrikningsskikt (saknas på bilden) Oförändrad mineraljord

15 Jordmånsbildande processer Tillägg, bortförande, blandning, förflyttning, omvandling Det mesta från moderjorden genom vittring + organiskt material från vegetationen Bortförande genom erosion, urlakning, dränering Blandning genom marklevande organismer, rötter, freeze/thaw, jordbruk, grävningsarbeten Omvandlingar (kemiska processer) leder vanligtvis till färgförändringar, ex. Fe 2+ (gråaktig) -> Fe 3+ (rödaktig)

16 Faktorer som inverkar på jordmånsbildningen 1. Klimatet (främst förhållandet nederbörd/avdunstning men även temperaturen) Snabb repetition av vittringsprocesserna Jfr t.ex. djupet hos den tempererade zonens podsol med tropikernas oxisol 2. Ursprungsmaterialets vittringsbenägenehet (Goldich s vittringsserie )

17 3. Landskapsreliefen Höjd/lutning/aspekt (väderstreck) Tunna outvecklade jordmåner i brant terräng Mera påverkan av grundvatten i dalbottnarna än på sluttningar

18 Vattendränkta gley-jordar i den lägsta terrängen En viss följd av jordmåner, en catena, tenderar att utvecklas längs en sluttning Varmare i syd- än i nordsluttningar -> lägre luftfuktighet, högre temperatur -> torra jordar Höjden har inverkan (temperatur- och nederbördsgradienten) -> låg avdunstning -> hög markfuktighet -> torvbildning

19

20 4. Biologisk aktivitet Påverkar jorden på många sätt; omblandning, upptag av näringsämnen och input av organiskt material Jordarna har olika egenskaper och leder till olika vegetationstyper och vice versa Ex. tallskog på isälvsmaterial, granskog på morän Observera att barrskog ger ifrån sig en surare förna än lövskog Detta leder i sin tur till podsol(spodosol)jord (sur) i barrskogar och brunjord (~neutral) i lövskog och olika typer av nedbrytare (daggmaskar/bakterier i lövskogen och svamphyfer i barrskogen)

21 5. Tid Förändring tar tid!! Det kan ta tusentals år för en jordmån att utvecklas I unga områden, t.ex. tidigare nedisade områden är jordarna tunnare än nere i tropikerna Många ökenjordar i steady state 6. Människan: Ibland kan förändringar iakttas under en människas livstid, t.ex. vid podsolisering av en åker som planteras med barrskog

22 Podsolisering Podzol= som aska på ryska (ex spodosols) Klimat: hög nederbörd, låga temperaturer (norra hemisfären) Försumbar kemisk vittring, urlakning av mineral ger grå urlakningszon och rödaktig anrikningszon (Fe- och Al-föreningar) Sura ämnen i organiska materialet (barr) Berggrunden silikatrik näringsfattig jord

23 Kalcifikation Klimat: kalla och varma - torra till halvtorra (ex stäppjordar, svartjordar) Gräsmarker, buskvegetation Nederbörd ger viss urlakning av kalk koncentreras i B-horisonten Torrperioder: kapillärstigning av grundvatten ger uppåtrörelse av vattnet tar med sig kalk Bördiga jordar näringen försvinner inte!

24 Lateritisering Later = tegel tegelröd färg (ex oxisols, ultisols) Klimat: varmt och fuktigt (tropikerna) Snabb kemisk vittring och urlakning av mineral (även silikater) snabb nedbrytning av org. material Rika på järn och aluminium Näringsfattiga ( varma länders podsol ) växterna tar upp all näring

25 Varma, torra och halvtorra områden med dålig dränering. (ex aridisols) kraftig avdunstning ger bildning av saltkrusta som är giftig för de flesta växter och markorganismerna Kan orsakas av mänsklig påverkan. Försaltning

26 Gleyisering försumpning Dåligt dränerade vattensjuka områden i kalla klimat. (ex sumpjordmån, histosols) Gyttja med långsam nedbrytning pga syrebrist (inga bakterier) och lågt ph Gleybildning; vertikala starkt roströda strimmor/fläckar (oxiderat järn) bildade vid tillfälliga syrerika förhållanden Lågproduktiva om man inte dränerar och gödslar

27 Huvudgrupper enligt USDA:s/FAO- UNESCOS jordmånstaxonomier Unga jordmåner Entisoler/Arenosol m.m.: nya jordar med svag horisontutveckling (t.ex. jordar på flodslätter, sanddyner, bergstoppar). Inceptisoler/Cambisol: grunda måttligt utvecklade jordar på nya, mycket kalla eller mycket våta substrat (t.ex. många tundrajordar). Histosol: organiska jordar, torv. Jordmåner på gräsmarker Mollisoler/Chernozem m.m.: präriejordar och jordar med mörka ythorisonter, rika på organiskt material och hög basmättnad.

28 Jordmåner i skogar Spodosol/podsol: mycket urlakade jordar med en tydlig urblekt (E) horisont (t.ex. podsol i det norra barrskogsbältet). Alfisol/luvisol: välutvecklade jordmåner, vanliga i många lövskogar. Öken- och tropiska jordmåner Vertisoler: ler- och saltrika jordmåner som bildar djupa sprickor vid torka (många ökenjordar) Aridisol/Calcisol m.fl.: röda ökenjordar, starkt oxiderade. Ultisols/Lixisol m.fl.: intensivt urlakade jordar i varma klimat, med stark omflyttning av lera och med lågt basinnehåll (t.ex. vissa lateriter, röd-gula podsoler). Oxisol/Ferralsol m.fl.: kraftigt tropikjordar med högt innehåll av järn- och aluminumoxider.

29 Specialfallet terra preta eller ex. på mänsklig påverkan Oxisol/ferralsol Terra preta Kända terra pretaförekomster

30 Organiska jordar Torv, härstammar (oftast) från vitmossa (Sphagnum), substrat i myrar Dy, humusämnen från omgivande barrskog, substrat i (dystrofa) sjöar Gyttja, rester av alger, vattenväxter, substrat i (eutrofa) sjöar

31

32 Finska och svenska förhållanden Låga temperaturer Hög nederbörd Barrskog Silikatdominerad, svårvittrad berggrund Morän Podsoler och brunjordar

33 Horisontens namn Jordarnas egenskaper Djup, topp och botten hos horisonten Färg: Munsells färgkarta (namn, hue, value, chroma) Struktur Konsistens och textur Övriga noteringar

34 Färg Organiska jordar ofta svarta Dräneringsförhållanden Hue: Grundfärg (röd/gul) Value: ljus/mörk Chroma: färgstyrka, renhet

35 Textur (partikelstorlek) Atterbergs kornstorleksskala: Ler Mjäla Mo Sand Grus Sten Block mm mm Silt (kvicksand) 0.2 mm 2 mm 2 mm 2 cm 2 cm 20 cm > 20 cm

36 Dominerande fraktion Mäts upp med hjälp av siktanalys Enligt Atterberg Enligt SGF Om andra kornstorlekar ingår i betydande mängd sätts dessa framför (som adjektivbestämningar). Exempel: sandigt grus, moig sand

37 Konsistens

38 Struktur (partikelform)

39 Jordarternas förhållande till vatten Porositet andel porer/hålrum i jordarten (volym%) säger hur mycket vatten den kan binda grovkorniga <porositet<finkorniga Permeabilitet vattengenomsläpplighet (m/s) osorterade<permeabilitet<sorterade Kapillaritet vatten sugs mha kapillärkrafter in i de minsta porerna, kapillärstigning (cm) Organiskt material bestäms mha glödgningsförlusten (viktminskning i % av ursprunglig mängd) då organiskt material + vatten avgår

40 Markkemi Lerpartiklar Lerpartikel med adsorberade katjoner

41 Katjonbyteskapacitet (CEC) Ett mått på antalet negativt laddade platser på markpartiklar som attraherar utbytbara katjoner. Faktorer som inverkar på CEC innefattar lerhalten, lertyper, humushalten och ph. Basmättnad anger procenten utbytesplatser som är upptagna av utbytbara baser (Ca++, Mg++, K+), som är viktiga växtnäringsämnen.

42 Förhållandet mellan markens ph, katjonutyteskapacitet och basmättnaden

43

44