ปฐพีวิทยา
ปฐพีวิทยา (อังกฤษ: Pedology; จากภาษากรีก: πέδον หรือ pedon แปลว่า "ดิน" หรือ "ปฐพี" และ λόγος หรือ logos แปลว่า "การศึกษา") เป็นสาขาวิชาหนึ่งในสาขาวิชาปฐพีศาสตร์ ซึ่งมุ่งเน้นการทำความเข้าใจและการบรรยายลักษณะการก่อตัวของดิน การแปรสภาพ และกรอบทฤษฎีสำหรับการสร้างแบบจำลองของเนื้อดิน โดยมักจะอยู่ในบริบทของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ[1] ปฐพีวิทยาถูกมองว่าเป็นหนึ่งในสองสาขาหลักของการศึกษาเรื่องดิน โดยอีกสาขาหนึ่งคือปฐพีวิทยาสัมพันธ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะมุ่งเน้นไปทางด้านเกษตรศาสตร์มากกว่า และมุ่งเน้นการศึกษาคุณสมบัติของดินว่ามีอิทธิพลต่อชุมชนของพืช (ตามธรรมชาติหรือเพาะปลูก) อย่างไร ในการศึกษาปรากฏการณ์วิทยาพื้นฐานของดิน เช่น การก่อตัวของดิน (หรือที่เรียกว่า pedogenesis) ซึ่งนักวิชาการด้านปฐพีวิทยาจะให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการสังเกตลักษณะทางสัณฐานวิทยาของดิน และการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของดิน รวมถึงการวางตำแหน่งของเนื้อดินในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ที่กว้างขึ้น ในการดำเนินการดังกล่าว นักปฐพีวิทยาจะพัฒนากระบวนการการจำแนกดิน แผนที่ดิน และทฤษฎีสำหรับการกำหนดลักษณะความสัมพันธ์เชิงเวลาและพื้นที่ระหว่างดิน มีสาขาวิชาย่อยที่น่าสนใจไม่กี่สาขาในปฐพีวิทยา ได้แก่ ปฐพีมิติ (Pedometric) และธรณีสัณฐานวิทยาของดิน ซึ่งปฐพีมิติ เน้นการพัฒนาวิธีการต่าง ๆ เพื่อระบุลักษณะเชิงปริมาณของดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์ในการทำแผนที่คุณสมบัติของดิน[2] ในขณะที่ธรณีสัณฐานวิทยาของดินจะศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการทางธรณีสัณฐานและการก่อตัวของดิน[3]
ภาพรวม
แก้ดินไม่เพียงแต่เป็นแหล่งรองรับการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น แต่ยังเป็นปฐพีภาคซึ่งเป็นที่ตั้งของปฏิสัมพันธ์มากมายระหว่างสภาพภูมิอากาศ (น้ำ อากาศ อุณหภูมิ) สิ่งมีชีวิตในดิน (จุลินทรีย์ พืช สัตว์) และซากตกค้างต่าง ๆ วัสดุแร่ธาตุของหินเดิมและหินที่เพิ่มเข้ามา และตำแหน่งของหินในภูมิทัศน์ และในระหว่างการก่อตัวและกำเนิด หน้าดินจะลึกลงอย่างช้า ๆ และพัฒนาเป็นที่มีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่า "การแบ่งชั้นของดิน" ในขณะที่กำลังค่อย ๆ เข้าสู่สมดุลในสภาวะคงที่
ผู้ที่ศึกษาเกี่ยวกับดิน (เช่น นักเกษตรศาสตร์) ในระยะแรกแสดงความกังวลเล็กน้อยเกี่ยวกับพลวัตของดิน พวกเขาเห็นว่าดินนั้นเป็นสื่อที่มีคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตทางการเกษตร[4] แต่ในทางกลับกัน นักปฐพีวิทยาและนักธรณีวิทยาไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ลักษณะเฉพาะของดิน (คุณสมบัติเกี่ยวกับดิน) ทางการเกษตรเบื้องต้น แต่มุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์กับธรรมชาติและประวัติศาสตร์ของภูมิทัศน์ ปัจจุบันมีการบูรณาการแนวทางทั้งสองสาขาวิชาเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตร์ภูมิทัศน์และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
ในปัจจุบัน นักปฐพีวิทยาให้ความสนใจในการนำความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับกระบวนการการก่อตัวของดิน หรือ pedogenesis ซึ่งเกี่ยวกับวิวัฒนาการและการทำงานของดิน มาใช้ในทางปฏิบัติ เช่น การตีความประวัติสิ่งแวดล้อมและคาดการณ์ผลที่ตามมาจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ในขณะที่นักเกษตรศาสตร์เข้าใจว่าดินที่เพาะปลูกเป็นสื่อกลางที่ซับซ้อน ซึ่งมักเกิดจากวิวัฒนาการที่มีมายาวนานหลายพันปี ซึ่งพวกเขาเข้าใจว่าสมดุลในปัจจุบันนั้นเปราะบาง และมีเพียงความรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์อย่างละเอียดเท่านั้นที่จะทำให้มั่นใจได้ว่าจะใช้ได้อย่างยั่งยืน
แนวคิด
แก้แนวคิดทางปฐพีวิทยาที่สำคัญ ได้แก่[5][6][7]
- ลักษณะแบบซับซ้อนในการก่อตัวของดินนั้นพบได้บ่อยกว่าแบบความไม่สลับซับซ้อน
- ดินอยู่ที่ส่วนที่ต่อระหว่างชั้นบรรยากาศของโลก ชีวมณฑล อุทกภาค และธรณีภาค ดังนั้นเพื่อทำความเข้าใจดิน ต้องอาศัยความรู้ด้านอุตุนิยมวิทยา ภูมิอากาศวิทยา นิเวศวิทยา ชีววิทยา อุทกวิทยา ธรณีสัณฐานวิทยา ธรณีวิทยา และอื่น ๆ อีกมากมายของสาขาวิทยาศาสตร์โลก และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ
- ดินในปัจจุบันมีร่องรอยของกระบวนการก่อตัวของดินที่เคยเกิดขึ้นในอดีต แม้ว่าในหลายกรณี ร่องรอยเหล่านี้จะสังเกตหรือวัดได้ยากก็ตาม ดังนั้นความรู้ด้านนิเวศบรรพกาลวิทยา ภูมิศาสตร์บรรพกาล วิทยาธารน้ำแข็ง และภูมิอากาศบรรพกาลวิทยา จึงมีความสำคัญต่อการรับรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อตัวของดิน และถือเป็นพื้นฐานสำหรับการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของดินในอนาคต
- ปัจจัยภายนอกหลัก 5 ประการที่มีผลต่อการก่อตัว ได้แก่ สภาพอากาศ สิ่งมีชีวิต ภูมิลักษณ์ (Topography)[8] วัตถุต้นกำเนิดดิน และเวลา) และปัจจัยเล็กน้อยอื่น ๆ อีกหลายปัจจัยที่ระบุได้ยากกว่า ขับเคลื่อนกระบวนการก่อตัวและการสร้างรูปแบบของดิน
- ลักษณะต่าง ๆ ของดินและภูมิทัศน์ของดิน เช่น จำนวน ขนาด รูปร่าง และการจัดเรียงของเนื้อดินแต่ละแบบจะแสดงลักษณะตามช่วงชั้นดิน ระดับวัสดุซึ่งเป็นเนื้อเดียวกันภายใน ความลาดชัน ลักษณะของพื้นผิวภูมิประเทศ (Aspect) ตำแหน่งทางภูมิทัศน์ อายุ และคุณสมบัติ และความสัมพันธ์อื่น ๆ สามารถสังเกตและวัดได้
- ซึ่งหลักทางชีวภูมิอากาศวิทยาที่มีลักษณะเฉพาะหรือการรวมกันของกระบวนการการก่อตัว ทำให้เกิดดินที่มีลักษณะเฉพาะ ดังนั้นลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่โดดเด่นและสังเกตได้ เช่น การสะสมของ Illuvium ในชั้นบี หรือชั้นดินล่าง เกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของกระบวนการการก่อตัวบางประการที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาที่แตกต่างกัน
- กระบวนการการก่อตัวของดิน (pedogenic) ทำหน้าที่ทั้งสร้างและทำลายความเป็นระเบียบ (anisotropy) ภายในดิน ซึ่งกระบวนการเหล่านี้สามารถดำเนินไปได้พร้อม ๆ กัน ซึ่งช่วงชั้นดินที่เกิดขึ้นสะท้อนถึงความสมดุลของกระบวนการในปัจจุบันและอดีต
- หลักการทางธรณีวิทยาของเอกรูปนิยมใช้ได้กับดิน กล่าวคือ กระบวนการการก่อตัวของที่เกิดขึ้นในดินในปัจจุบันดำเนินมาเป็นเวลานาน ย้อนกลับไปถึงสมัยที่สิ่งมีชีวิตปรากฏตัวบนพื้นดิน อย่างไรก็ตาม กระบวนการเหล่านี้มีระดับที่แสดงออกให้เห็นและความเข้มข้นที่แตกต่างกันตามพื้นที่และเวลา
- ดินหลายชนิดอาจมีการพัฒนา ผุพัง และหรือเสื่อมโทรมในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง เนื่องจากปัจจัยทางการก่อตัวของดินและปัจจัยของพื้นที่ เช่น พืชพรรณ การทับถมเป็นตะกอน ธรณีสัณฐานวิทยาเปลี่ยนแปลงไป
- มีดินบรรพกาลเพียงไม่กี่ชนิด (ในเชิงธรณีวิทยา) เนื่องจากดินเหล่านี้อาจถูกทำลายหรือฝังไว้โดยเหตุการณ์ทางธรณีวิทยา หรือถูกปรับเปลี่ยนโดยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากอยู่ในตำแหน่งที่เปราะบางบนพื้นผิวโลก ดินในส่วนต่อเนื่องกันมีน้อยมากที่มีอายุย้อนกลับไปถึงยุคสมัยเทอร์เชียรี (Tertiary) และดินและพื้นผิวดินส่วนใหญ่มีอายุไม่มากกว่ายุคสมัยไพลสโตซีน อย่างไรก็ตาม ดินที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้หรือกลายเป็นหิน (ดินบรรพกาล) เป็นลักษณะที่พบเห็นได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางบกตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยาส่วนใหญ่ เนื่องจากบันทึกหลักฐานการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในยุคโบราณ จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของสภาพภูมิอากาศตลอดจนประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา
- ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของดินเป็นสิ่งสำคัญในการจำแนกประเภทดินและการทำแผนที่ดิน
- ระบบการจำแนกดินไม่สามารถอิงตามการรับรู้ต้นกำเนิดของดินเพียงอย่างเดียวได้ เนื่องจากกระบวนการทางการก่อตัวเป็นสิ่งที่สังเกตได้ยาก และเนื่องจากกระบวนการก่อตัวของดินเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
- ความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของดินเป็นสิ่งจำเป็นและเป็นพื้นฐานต่อการใช้และการจัดการดิน อิทธิพลของมนุษย์ต่อการปรับตัว หรือต่อปัจจัยและกระบวนการก่อตัวของดินสามารถควบคุมและวางแผนได้ดีที่สุดโดยใช้ความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของดิน
- ดินถือเป็นโรงงานผลิตดินเหนียวตามธรรมชาติ (ดินเหนียว มีทั้งโครงสร้างแร่ดินเหนียว และอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 2 ไมครอน) ซึ่งหินดินดานทั่วโลกนั้นส่วนใหญ่แล้วเป็นดินเหนียวที่ก่อตัวขึ้นในปฐพีภาค และถูกกร่อน และทับถมลงในแอ่งมหาสมุทร ก่อนจะแข็งตัวกลายเป็นหินในภายหลัง
นักวิชาการด้านปฐพีวิทยาที่มีชื่อเสียง
แก้ดูเพิ่มเติม
แก้เชิงอรรถและอ้างอิง
แก้- ↑ Ronald Amundsen. "Soil Preservation and the Future of Pedology" (PDF). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2018-06-12. สืบค้นเมื่อ 2006-06-08.
- ↑ Heuvelink, Gerard (December 2003). "The Definition of Pedometrics" (PDF). Pedometron. International Working Group on Pedometrics - Provisional Commission on Pedometrics of the International Union of Soil Sciences (15). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2007-09-30. สืบค้นเมื่อ 2006-11-01.
- ↑ Gerrard, John (1993), "Soil geomorphology — Present dilemmas and future challenges", Geomorphology: the Research Frontier and Beyond, Elsevier, pp. 61–84, doi:10.1016/b978-0-444-89971-2.50008-0, ISBN 978-0-444-89971-2, สืบค้นเมื่อ 2020-09-23
- ↑ Saltini Antonio, Storia delle scienze agrarie, 4 vols, Bologna 1984-89, ISBN 88-206-2412-5, ISBN 88-206-2413-3, ISBN 88-206-2414-1, ISBN 88-206-2415-X
- ↑ Buol, Stanley W., F,D. Hole and R.W. McCracken. 1997. Soil Genesis and Classification, 4th ed. Iowa State Univ. Press, Ames ISBN 0-8138-2873-2
- ↑ Hole Francis D., J.B. Campbell. 1985. Soil landscape analysis. Totowa Rowman & Allanheld, 214 p. ISBN 0-86598-140-X
- ↑ Bockheim, J.G.; Gennadiyev, A.N.; Hammer, R.D.; Tandarich, J.P. (January 2005). "Historical development of key concepts in pedology" (PDF). Geoderma. 124 (1–2): 23–36. Bibcode:2005Geode.124...23B. doi:10.1016/j.geoderma.2004.03.004. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2017-05-17. สืบค้นเมื่อ 2 March 2016.
- ↑ "ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑", ให้ความหมายของ topography ว่า "ภูมิลักษณ์" หรือ "ลักษณะภูมิประเทศ"
แหล่งข้อมูลอื่น
แก้
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ Pedology
