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土壌科学は、土壌の形成、分類、地図作成、土壌の物理的、化学的、生物学的、肥沃度などの特性、そして土壌の利用と管理に関連するこれらの特性など、地球表面の天然資源としての土壌を研究する学問です。[1]
土壌学（土壌の形成、化学、形態、分類）や土壌学（土壌が生物、特に植物とどのように相互作用するか）など、土壌科学の分野を指す用語が、土壌科学と同義語のように使用されることがあります。この分野に関連付けられている名前の多様性は、関連するさまざまな協会に関連しています。実際、エンジニア、農学者、化学者、地質学者、自然地理学者、生態学者、生物学者、微生物学者、林業家、衛生学者、考古学者、地域計画の専門家はすべて、土壌に関するさらなる知識と土壌科学の進歩に貢献しています。[1]
土壌科学者は、人口増加、将来の水危機の可能性、一人当たりの食糧消費の増加、土地の劣化などがある世界で、土壌と耕作地をどのように保全するかについて懸念を表明している。[2]
研究分野
土壌は、地球科学が地球を概念的に体系化するために使用する地球の球体のうちの 1 つである土壌圏を占めています。これは、土壌科学の 2 つの主要分野である土壌学と土壌学の概念的観点です。土壌学は、自然環境における土壌の研究です。土壌学は、土壌に依存する用途に関連した土壌の研究です。どちらの分野も、土壌物理学、土壌化学、土壌生物学を組み合わせて適用します。土壌圏内でホストされている生物圏、大気圏、水圏の間の相互作用が多数あるため、より統合され、土壌中心ではない概念も貴重です。土壌を理解するために不可欠な概念の多くは、土壌科学者として厳密に特定できない個人から来ています。これは、土壌の概念の学際的な性質を強調しています。
研究
土壌の多様性とダイナミクスの探究は、新たな発見と洞察をもたらし続けています。土壌研究の新たな道は、気候変動、[3] [4] 、 温室効果ガス、炭素隔離[3]の観点から土壌を理解する必要性によって推進されています。地球の生物多様性の維持と過去の文化の探究への関心も、土壌に関するより洗練された理解を達成することへの新たな関心を刺激しています。
マッピング
分類
1998年、世界土壌資源参照基準（WRB）がFAO土壌分類に代わり国際土壌分類システムとなりました。現在有効なWRBのバージョンは2022年版第4版です。[5] FAO土壌分類は、 USDA土壌分類法を含む現代の土壌分類の概念を借用しています。
WRB は、土壌生成の表現として主に土壌形態に基づいています。USDA 土壌分類法との主な違いは、気候が土壌プロファイル特性に影響を与える場合を除き、土壌気候がシステムの一部ではないことです。
他にも多くの分類体系が存在し、その中には俗称体系も含まれる。俗称体系の構造は名目上（土壌や地形に固有の名前を付ける）か記述的（赤色、高温、肥沃、砂質などの特性で土壌に名前を付ける）のいずれかである。土壌は、物理的外観（色、質感、地形上の位置など）、性能（生産能力、洪水など）、付随する植生などの明らかな特性によって区別される。[ 6 ]多くの人に馴染みのある俗称上の区別は、質感を重いか軽いかに分類することである。土壌含有量が軽く構造が優れているほど、耕起や耕作にかかる労力が少なくて済む。軽い土壌は、空気乾燥基準で必ずしも重い土壌より軽いわけではなく、多孔性が高いわけでもない。
歴史
最も古い土壌分類システムは中国のもので、紀元前5世紀の書物『禹公』に登場し、土壌は色、質感、水文学に応じて3つのカテゴリと9つのクラスに分類されていました。[7]
同時代のフリードリヒ・アルベルト・ファロウ（近代土壌科学のドイツの創始者）とワシリー・ドクチャエフ（近代土壌科学のロシアの創始者）は、土壌をその独自性と複雑さから地質学や作物生産とは概念的に切り離し、全体として扱うべき資源であると最初に認識した人物の一人とされています。土壌科学の創始者として、ファロウは時間的に優位に立っています。ファロウはドクチャエフが生まれる前から土壌の起源について研究していましたが、ドクチャエフの研究はより広範囲に及び、ファロウの研究よりも現代の土壌理論にとって重要であると考えられています。
これまで、土壌は岩石の化学変化の産物、つまり植物が栄養分を摂取する死んだ基質であると考えられていた。実際、土壌と岩盤は同一視されていた。ドクチャエフは、土壌を独自の起源と独自の発展の歴史を持つ自然体、複雑で多様なプロセスが内部で進行する体とみなしている。土壌は岩盤とは異なると考えられている。後者は、一連の土壌形成要因（気候、植生、地域、地形、年齢）の影響を受けて土壌になる。彼によると、土壌は岩石の種類に関係なく「日常的」または外向きの地平線と呼ばれるべきであり、水、空気、およびさまざまな生物や死んでいる生物の共通の影響によって自然に変化する。[8]
1914 年の百科事典の定義は、「岩石の分解または風化によって形成された、岩石の表面にあるさまざまな形態の土」である。 [9] は、 19 世紀から続く土壌の歴史的見解を示しています。19 世紀後半のドクチャエフの土壌概念は、20 世紀に、土壌は生命活動によって変化した土質物質であるという概念に発展しました。[10]当然の帰結として、生物成分のない土壌は、単に地球の外層の一部であるという概念があります。
土壌の概念は、土壌内のエネルギー輸送と変換の理解の観点からさらに洗練されつつあります。この用語は、地球の月と火星の表面の物質に広く適用されており、科学界の一部では受け入れられている用法です。土壌のこの現代的な理解に正確に従うのは、ニキフォロフが 1959 年に土壌を「地球の地殻の地上部分の刺激された表皮」と定義したことです。[11]
業務分野
学術的には、土壌科学者は、微生物学、土壌学、土壌学、物理学、化学の5つの専門分野のいずれかに惹かれる傾向があります。しかし、仕事の詳細は、私たちの文明がそれを支える土地を維持したいという願望に直面している課題によって大きく左右され、土壌科学のサブ分野間の区別はその過程で曖昧になることがよくあります。土壌科学の専門家は、通常、関連分野の土壌化学、土壌物理学、土壌微生物学、土壌学、および応用土壌科学の最新情報を把握しています。
2004 年現在、米国の土壌科学者を惹きつけている刺激的な取り組みの 1 つ[アップデート]に、土壌品質イニシアチブがあります。土壌品質イニシアチブの中心となるのは、土壌の健康状態を示す指標を開発し、それを監視して、地球の管理者としての私たちのパフォーマンスに関する長期的 (10 年単位) なフィードバックを得ることです。この取り組みには、土壌微生物クラストの働きを理解し、大気中の炭素を土壌有機物に隔離する可能性を探ることが含まれます。ただし、農業の概念と土壌の品質を関連付けることには、ノーベル賞受賞者のノーマン ボーローグや世界食糧賞受賞者のペドロ サンチェスによる批判を含め、論争や批判が伴います。
土壌科学者のより伝統的な役割は、土壌の地図を作成することです。現在、米国のほぼすべての地域で、土壌調査が公表されており、土壌の特性が活動や用途をどのようにサポートまたは制限しているかを説明する表が含まれています。国際的に認められた土壌分類により、土壌の特性と土壌機能を統一的に伝えることができます。国内および国際的な土壌調査の取り組みにより、土壌科学者は景観規模の機能に関する独自の洞察を得ています。土壌科学者が現場で取り組む必要がある景観機能は、おおよそ 6 つの領域に分類されるようです。
- 陸上廃棄物処理
- 環境上重要な地域の特定と保護
- 土地生産性を最適化するための管理
- 最適な水質のための管理
- 被害を受けた土地の修復と回復
- 鉱山の再生
- 洪水と暴風雨による被害
- 汚染
- 望ましい用途の持続可能性
公開された土壌調査を見ただけでは明らかでない土壌科学の実際的な応用もあります。
- 放射年代測定：特に地元の土壌学の知識は、その場所での以前の活動の年代を測定するために使用されます。
- 土壌を改良して新たな用途を得る
- 土壌学
- 土壌生物学
- 土壌化学
- 土壌生化学
- 土壌鉱物学
- 土壌物理学
- 土壌水文学、水耕土壌学
土壌科学の応用分野
関連分野
うつ病の記憶容量
土壌科学における窪地貯留容量とは、土地の特定の領域がその窪みや窪地に水を保持し、水の流れを防ぐ能力のことである。[12]窪地貯留容量は、浸透容量とともに、ホートン地表流に関与する主な要因の1つであり、水量が浸透容量と窪地貯留容量の両方を超え、土地を水平に流れ始め、洪水や土壌浸食につながる可能性がある。土地の窪地貯留容量の研究は、地質学、生態学、特に水文学の分野で重要である。
参照
- 農業土壌科学
- 農業生態学
- 農学
- 農業物理学
- オーストラリア土壌科学協会(ASSSI)
- 堆肥
- 土壌科学の歴史
- 国際土壌参照情報センター(ISRIC)
- 国際土壌科学連合（IUSS）
- 石灰（土壌）
- ロシアの地球科学者のリスト
- 州土壌科学協会一覧
- 州土壌科学ライセンス委員会のリスト
- 全米コンサルティング土壌科学者協会(NSCSS)
- 共振柱テスト
- 土壌生物学
- アメリカ土壌科学会(SSSA)
- 土壌価値
- 世界土壌科学会議(WCSS)
参考文献
- ^ ab Jackson, JA (1997). 地質学用語集（第4版）. バージニア州アレクサンドリア: アメリカ地質学研究所. p 604. ISBN 0-922152-34-9
- ^ HH Janzen; et al. (2011). 「土壌科学に根ざした世界的な展望」. Soil Science Society of America Journal . 75 (1): 1. Bibcode :2011SSASJ..75....1J. doi : 10.2136/sssaj2009.0216 .
- ^ abc Ochoa-Hueso, R; Delgado-Baquerizo, M; King, PTA; Benham, M; Arca, V; Power, SA (2019年2月). 「生態系の種類と資源の質は、落葉分解の初期段階を制御する上で地球規模の変化要因よりも重要である」.土壌生物学および生化学. 129 : 144–152. Bibcode :2019SBiBi.129..144O. doi :10.1016/j.soilbio.2018.11.009. hdl : 10261/336676 . S2CID 92606851.
- ^ Pielke, Roger (2005 年 12 月 12 日)。「土壌は気候システムの重要な構成要素か?」。The Climate Science Weblog。2006年 9 月 8 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4 月 19 日閲覧。
- ^ ab IUSSワーキンググループWRB（2022）。「世界土壌資源参照ベース、第4版」IUSS、ウィーン。
- ^ “Vernacular Systems”. 2007年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月19日閲覧。
- ^ Arnold, R. et al . (2009) 土壌用語、相関関係、分類ハンドブック Earthscan、ロンドン、イギリス。
- ^ Krasilnikov, NA (1958) 土壌微生物と高等植物 2004年11月12日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ Wikisource:新入生参考書/4-0310
- ^ Buol, SW; Hole, FD & McCracken, RJ (1973).土壌の生成と分類（初版）. アイオワ州エイムズ：アイオワ州立大学出版局. ISBN 978-0-8138-1460-5。。
- ^ CC Nikiforoff (1959). 「土壌の再評価: 土壌生成は土壌とその周囲環境の間の物質とエネルギーのやり取りから成り立つ」. Science . 129 (3343): 186–196. Bibcode :1959Sci...129..186N. doi :10.1126/science.129.3343.186. PMID 17808687.
- ^ Hansen、Bjarne、Per Schjønning、Erik Sibbesen。「耕作土壌表面の窪地貯蔵容量を推定するための粗度指標。2017年8月25日アーカイブ。Wayback Machine。」土壌および耕作研究52.1（1999）：103-111。
- 土壌調査スタッフ (1993)。土壌調査: 土壌の初期概念。(html)土壌調査マニュアル USDA ハンドブック 18、土壌保全サービス。米国農務省。URL は 2004-11-30 にアクセスしました。
- マリオン・ルロイ・ジャクソン (2005)。土壌化学分析：上級コース。ウィスコンシン大学マディソン校図書館パラレルプレス。pp. 5– 。ISBN 978-1-893311-47-3。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの土壌科学に関連するメディア