ฮิวมัส
ลักษณะของฮิวมัสคือคุณสมบัติของดินชั้นบนและเศษซากพืชในระบบนิเวศเช่นฮิวมัสแบบมัลล์ในป่าผลัดใบหรือฮิวมัสแบบมอร์ในป่าสน อินทรียวัตถุที่ตายแล้วเช่น ใบไม้ จะย่อยสลายกลายเป็นฮิวมัสบางครั้งสัตว์ในดินจะผสมดินแร่ ที่อยู่ด้านล่าง กับฮิวมัส ซึ่งก็เป็นส่วนหนึ่งของลักษณะของฮิวมัสเช่นกัน
รูปแบบ ของฮิวมัสมีความสำคัญในการจัดการระบบนิเวศ [ 1 ] เช่นการจัดการป่าไม้ [ 2 ]เนื่องจากมีอิทธิพลต่อความสามารถของป่าในการฟื้นฟูผ่านการสร้างต้นกล้าและต้นอ่อนใหม่[ 3 ]รูปแบบของฮิวมัสได้รับผลกระทบจากการใช้ที่ดิน พลวัตของพืชพรรณ มลภาวะ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ฮิวมัสบนบก
ฮิวมัสบนบกพบได้ในป่า ป่าไม้ทุ่งหญ้าทุ่งหญ้าสะวันนาทุ่งหญ้าสเตปป์ ทุนดราทะเลทรายและกึ่งทะเลทรายมีการอธิบายระบบฮิวมัส 5 ระบบในสภาพแวดล้อมบนบก ได้แก่มัลล์โมเดอร์มอร์แอมฟี และแทงเกิล ระบบเหล่านี้ทั้งหมดมีช่องว่างที่เต็มไปด้วยอากาศ ซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตในดิน อย่างน้อยก็ชั่วคราว[ 4 ]
มัลล์

มัลล์เป็นผลผลิตจากกิจกรรมการผสมของสัตว์ที่ขุดดิน (เช่น ไส้เดือน มด ปลวกตัวตุ่น หนูพ็อกเก็ตโกเฟอร์ ) ซึ่งสร้างรังและโพรงภายใน ไบโอแมน เทิลของดิน[ 5 ]การรบกวนเหล่านี้ผสมอินทรียวัตถุกับอนุภาคแร่ธาตุ[ 6 ]ทำให้ดินมีอากาศถ่ายเท[ 7 ]สร้างและปรับเปลี่ยนนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิตในดินอื่นๆ ทั้งหมด ตั้งแต่จุลินทรีย์ไปจนถึงรากพืชและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง[ 8 ] สัตว์บางกลุ่มที่สร้าง มัลล์ (เช่นไส้เดือนตะขาบปลวกตัวอ่อนแมลงวันขายาว ) กินดินและผสมกับเมือกในลำไส้[ 9 ]หรือผสมกับน้ำลายเพื่อสร้างรังและอุโมงค์ (ปลวก) [ 10 ]การรบกวนทั้งหมดเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นทางกลหรือทางชีวเคมี กระตุ้นกิจกรรมของจุลินทรีย์[ 11 ]ดังนั้นจึงทำให้วัฏจักรสารอาหารเร็วขึ้น[ 12 ]และการดูดซึมแร่ธาตุที่ดีขึ้นในระดับราก[ 13 ]ดังนั้น มัลล์จึงเกี่ยวข้องกับดินที่อุดม สมบูรณ์ และระบบนิเวศที่มีประสิทธิภาพ มากขึ้น [ 14 ]ด้วยกระบวนการป้อนกลับ เชิงบวกระหว่างเหนือดินและใต้ดิน : สารอาหารสำหรับพืชมากขึ้น ส่ง ผลให้ พืชเจริญเติบโต ได้ดีขึ้น และมีสารอาหารในซากพืชมากขึ้น คุณภาพของอินทรียวัตถุในดิน สูงขึ้น ส่งผลให้สัตว์ และจุลินทรีย์ในดินเจริญเติบโตและสืบพันธุ์ได้ดีขึ้น พร้อมกับ การตรึง สารอาหารในชีวมวลของจุลินทรีย์ น้อยลงเป็นต้น[ 15 ]มัลล์เชื่อมโยงกับสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย[ 16 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณภาพของเศษซากพืชที่ดี[ 17 ]สภาพอากาศที่อบอุ่น[ 18 ]และความพร้อมของแร่ธาตุที่ผุพังได้ในหินต้นกำเนิด [ 19 ]
โมเดอร์

ฮิวมัสเป็นผลผลิตจากกิจกรรมของสัตว์ที่ไม่ขุดรู หรือขุดรูในระยะทางสั้นมาก สัตว์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะอยู่ในเศษซากพืช ซึ่งพวกมันจะเปลี่ยนเศษซากพืชให้กลายเป็นอุจจาระสีเข้ม มองเห็นได้ในรูปของเม็ดอุจจาระ ขนาดมิลลิเมตร หรือสำหรับเม็ดที่เล็กที่สุด (< 100 ไมครอน) จะเป็นผงสีน้ำตาลแดงละเอียด[ 20 ] [ 21 ]สัตว์ที่รับผิดชอบในการย่อยสลายเศษซากพืชและเปลี่ยนให้เป็นฮิวมัสจัดอยู่ในกลุ่ม สัตว์ กินซาก พืช ซึ่ง รวมถึงสัตว์ขาปล้อง ขนาดเล็ก (เช่นสปริงเทลไรออริบาติด ) สัตว์ขาปล้องขนาดใหญ่ (เช่นตะขาบ ตัวไรไม้ตัวอ่อนแมลง ) แต่ยังรวมถึงหอย ( หอยทากทาก ) และหนอน ( ไส้เดือนดินผิวดินไส้เดือนดินเอนไคเทริด ) ด้วย[ 22 ]การแตกตัวของเศษซากพืชและการสะสมของมูลสัตว์อินทรีย์ก่อให้เกิดชั้น OF ซึ่งค่อยๆ เปลี่ยนเป็นชั้น OH เมื่อมูลสัตว์สะสมตัว[ 23 ]การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งเล็กน้อยของหนอนผิวดิน[ 24 ]และหนอนเอ็นไคเทริด[ 25 ]ก่อให้เกิดชั้น A บางๆ ที่มีโครงสร้างเป็นเม็ดเล็กๆหรือเป็นอนุภาค(ขึ้นอยู่กับลักษณะของพื้นผิวที่เป็นดินตะกอนหรือทราย ) โดยมีการเปลี่ยนผ่านแบบกระจายกับชั้น OH ที่อยู่ด้านบน [ 26 ]แม้ว่าชั้น OH จะถือเป็นชั้นที่ใช้ในการวินิจฉัยโมเดอร์ (ตรงข้ามกับมัลล์) แต่กิจกรรมทางชีวภาพที่เข้มข้นภายในชั้น OF ต่างหากที่เป็นตัวกำหนดโมเดอร์อย่างแท้จริง[ 27 ]นอกจาก สัตว์ กินซากและสัตว์นักล่าที่เกี่ยวข้องแล้ว ชั้น OF ของโมเดอร์ยังแทรกซึมด้วย ระบบ รากฝอย (ดูดซับ) ของต้นไม้ โดยเฉพาะอย่าง ยิ่ง ไม้สน (เช่นสน , สปรูซ ) และไม้เนื้อ แข็งที่มีเศษ ซาก พืช ที่ย่อยสลายยาก (เช่นโอ๊ค , บีช ) และ ระบบ ไมคอร์ไรซา ภายนอก ที่มักเกี่ยวข้องด้วย[ 28 ]การสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ของชั้น OF ของโมเดอร์แสดงให้เห็นว่าเส้นใยของเชื้อราไมคอร์ไรซาภายนอกแทรกซึมเข้าไปในมูลสัตว์ของสัตว์กินซาก จึงสร้างความเชื่อมโยงเชิงฟังก์ชันระหว่างสัตว์ในดินและพืช[ 29 ]โดยทั่วไปแล้ว Moder มักเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่วัฏจักรสารอาหารช้าลง ไม่ว่าจะเนื่องมาจากสภาพอากาศหนาวเย็น ( ระดับความ สูง [ 30 ]หรือละติจูดสูง ) [ 31 ]ความพร้อมของแร่ธาตุที่ผุพังได้ในหินต้นกำเนิด ต่ำ [ 32 ]หรือเนื่องจากพืชที่ทำให้เกิดกรด ( เช่นต้นสน ) [ 33 ]
มอร์

มอร์เป็นผลผลิตจากวิวัฒนาการอย่างช้าๆ ของอินทรียวัตถุโดยปราศจากกิจกรรมของสัตว์อย่างมีนัยสำคัญ[ 16 ]การไม่มีชั้น OF และ OH ตามที่กำหนดไว้ด้านล่าง และการมีช่วงเปลี่ยนผ่านอย่างฉับพลันกับชั้นแร่ที่อยู่ด้านล่าง ทำให้มอร์แตกต่างจากฮิวมัสบนบกรูปแบบอื่นๆ[ 34 ]อย่างไรก็ตาม มีความสับสนอย่างมากในการแยกแยะมอร์ออกจากฮิวมัสโมเดอร์ที่มีชั้น O หนามาก แต่มีกิจกรรมของสัตว์ในดินอย่างเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอนไคเทริด [ 16 ] แนวคิดเรื่อง 'ฮิวมัสดิบ' แพร่หลายในวิชาปฐพีวิทยา มานาน ทำให้ยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแยกมอร์ออกจากโมเดอร์เมื่อเศษซากพืชหนามาก โดยไม่คำนึงถึงกิจกรรมของสัตว์[ 35 ]ในฮิวมัสมอร์ การแตกตัวของเศษซากพืชส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทางกายภาพ เช่นวัฏจักรการแข็งตัวและการละลาย[ 36 ]และกระบวนการทางจุลชีววิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกิจกรรมของเชื้อรา[ 37 ]มีการพิสูจน์แล้วว่าการถ่ายโอนไนโตรเจนเกิดขึ้นโดยตรงจากซากพืชที่ย่อยสลายช้าๆ ไปยังพืชพรรณ ผ่านทางไมซีเลียมของเชื้อราไมคอร์ไรซาภายนอก[ 38 ]และเชื้อราอีริคอยด์[ 39 ]โดยสัมพันธ์กับความสามารถในการสำรวจของไมซีเลียม ซึ่งสูงสุดในมอร์[ 40 ]มอร์เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศที่หนาวจัด ระดับความสูง[ 30 ]และละติจูด สูง [ 41 ]หรือกับพืชพรรณที่เป็นกรดมาก เช่น ในป่าสน บางชนิด (โดยเฉพาะสน) [ 42 ]หรือในทุ่งหญ้าอีริเคียส [ 43 ]หรือแม้แต่ในดินที่ปนเปื้อน สูง [ 44 ]โดยทั่วไปแล้ว มอร์เกี่ยวข้องกับปัจจัยทางนิเวศวิทยาที่ลดกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน อย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นสัตว์หรือจุลินทรีย์
แอมฟี
Amphi หรือเรียกอีกอย่างว่า 'twin mull' [ 45 ] 'amphimull' [ 46 ] 'mull-moder' [ 47 ]หรือ 'xeromoder' [ 48 ]ผสมผสานลักษณะของ mull และ moder เข้าด้วยกัน โดยมีชั้น OF และ OH (ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ moder) และชั้น A ที่มีโครงสร้างเป็นเม็ด (ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ mull) อันเป็นผลมาจากกิจกรรมตามฤดูกาลของไส้เดือนดิน[ 26 ]ความหมายของ "Amphi" เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความเป็นคู่และครอบคลุมสภาพแวดล้อมหรือด้านสองด้าน ดังที่เห็นได้ในคำต่างๆ เช่น " amphibian " (อาศัยอยู่ในน้ำและบนบก) และ " amphitheatre " (พื้นที่ที่ถูกล้อมรอบ) การใช้คำนี้เพื่อระบุรูปแบบของฮิวมัสเน้นย้ำถึงการดำรงอยู่หรือการกระทำ "ทั้งสองด้าน" หรือ "ในสองลักษณะ" ฮิวมัสรูปแบบนี้ ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าพบได้บ่อยกว่าที่ปรากฏเมื่อพิจารณาจากการศึกษาจำนวนมากที่จำกัดอยู่เฉพาะการแบ่งแบบคลาสสิกเป็นมัลล์ โมเดอร์ และมอร์ พบได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความแตกต่างตามฤดูกาลอย่างชัดเจน เช่น[ 11 ]หรือแบบภูเขา[ 26 ]กิจกรรมตามความลึกจะถึงจุดสูงสุดในช่วงเวลาต่างๆ ของปีในฮิวมัสรูปแบบแอมฟี มากกว่าในฮิวมัสรูปแบบอื่นๆ[ 26 ]ในสภาพแวดล้อมแบบเมดิเตอร์เรเนียน ความแห้งแล้งในฤดูร้อนบังคับให้ไส้เดือนขุดลงไปลึกกว่าเดิม[ 49 ]ในสภาพแวดล้อมบนภูเขา น้ำค้างแข็งในฤดูหนาวมีบทบาทคล้ายกัน[ 50 ]แอมฟีแสดงให้เห็นว่าการสังเกตความหนาของชั้นเศษใบไม้เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะระบุลักษณะของฮิวมัสได้ จะต้องเสริมด้วยการสังเกตโครงสร้างของชั้นแร่ธาตุที่อยู่ด้านล่างเสมอ ฮิวมัสรูปแบบนี้สมควรได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของผลกระทบจากภาวะโลกร้อน เนื่องจากมีแหล่งกักเก็บคาร์บอนสองแหล่งที่อยู่ติดกัน และอาจเป็นฮิวมัสที่มีศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนที่ดีที่สุด[ 51 ]
แทงเกล
ชั้นแทนเจลพบได้ในสภาพแวดล้อมบนภูเขา บน พื้นผิว หินปูน แข็ง หรือโดโลไมต์ในสภาพอากาศหนาวเย็นและชื้น และมีลักษณะเฉพาะคือมีการสะสมของสารอินทรีย์จำนวนมาก ซึ่งเรียกว่า 'ชั้นแทนเจล' ของคูเบียนา[ 52 ]ซึ่งอาจหนาได้ถึง 1 เมตร วางอยู่บนหินต้นกำเนิดโดยไม่มีชั้น A หรือมีชั้น A ที่พัฒนาได้น้อย[ 53 ]ชั้นแทนเจลและชั้นมอร์เป็นสองเส้นทางสำหรับวิวัฒนาการของสารอินทรีย์ในสภาพอากาศบนภูเขาที่หนาวเย็นและชื้น แต่บน พื้นดิน ที่เป็นด่างสำหรับชั้นแทนเจลและ พื้นดิน ที่เป็นกรดสำหรับชั้นมอร์[ 54 ]กิจกรรมทางชีวภาพ ทั้งสัตว์และจุลินทรีย์ ภายในชั้นแทนเจลยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ เนื่องจากมีการศึกษาน้อยเกินไป อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่ดำเนินการในเทือกเขาแอลป์ตอนเหนือแสดงให้เห็นถึงการลดลงของกิจกรรมจุลินทรีย์ตามความลึก ซึ่งสัมพันธ์กับการลดลงของความอุดมสมบูรณ์ของเชื้อราและแบคทีเรียแม้ว่าความอุดมสมบูรณ์ของอาร์เคีย จะเพิ่มขึ้น ก็ตาม โดยไม่มีการกำหนดสมมติฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับความสัมพันธ์เชิงสาเหตุที่เป็นไปได้ระหว่างกิจกรรมทางชีวภาพและการสะสมของสารอินทรีย์[ 55 ]ผู้เขียนบางคนได้ตั้งข้อสังเกตถึงการมีอยู่ของกิจกรรมของไส้เดือนดินโดยอาศัยการสังเกตโครงสร้าง ที่เป็นเม็ด ภายในสารอินทรีย์ที่สะสม[ 54 ]แต่การเก็บตัวอย่างสัตว์ในดินยังคงต้องดำเนินการต่อไป
ฮิวมัสชนิดกึ่งบก
รูปแบบของฮิวมัสที่พบในบึงพีทและหนองน้ำนั้นมีความหลากหลายมาก จึงจำเป็นต้องมีการจำแนกประเภทที่ซับซ้อน โดยคำนึงถึงระยะวิวัฒนาการไปสู่รูปแบบบนบก ขึ้นอยู่กับระดับความลึกของระดับน้ำใต้ดิน การเปลี่ยนแปลงของ ระดับน้ำใต้ดินตลอดทั้งปี และลักษณะของพืชพรรณที่เด่น ( มอสสแฟกนัมหรือพืชล้มลุก ) สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ผู้อ่านสามารถดูได้จากบทความเฉพาะทางที่อธิบายถึงชั้นดินที่ใช้ในการวินิจฉัยและรูปแบบของฮิวมัส[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]
คำจำกัดความ
กลุ่มทรัพยากรการเรียนรู้ด้านวิทยาศาสตร์ดินเสมือนจริง: "ฮิวมัสเกิดขึ้นจากชั้นดินที่อยู่บนพื้นผิวหรือใกล้พื้นผิว ซึ่งเกิดจากเศษอินทรีย์ (แยกจากหรือผสมกับอนุภาคแร่ธาตุ) ชั้นดินที่อาจประกอบเป็นฮิวมัส ได้แก่ ชั้น L, F, H และ Ah แต่ไม่ใช่ชั้น B หรือ C" [ 59 ]
สมาคมวิทยาศาสตร์ดินของเยอรมัน : "รูปแบบของฮิวมัสคือลำดับของหน่วยที่แตกต่างกันซึ่งกำหนดโดยชั้นผิวดินอินทรีย์และชั้นแร่ธาตุแรกที่มีสัณฐานวิทยา ความลึก และประเภทของขอบเขตชั้นที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งบ่งชี้ถึงเงื่อนไขเฉพาะสำหรับการกวนทางชีวภาพการย่อยสลาย การสร้างฮิวมัส และการสร้างแร่ธาตุ" [ 60 ]
กระทรวงป่าไม้ของแคนาดา (บริติชโคลัมเบีย) : "รูปแบบของฮิวมัสถูกกำหนดให้เป็นกลุ่มของชั้นดินที่ตั้งอยู่ที่หรือใกล้กับพื้นผิวของหน้าตัดดิน ซึ่งก่อตัวขึ้นจากเศษอินทรีย์ ไม่ว่าจะแยกจากหรือผสมกับวัสดุแร่ธาตุ" [ 61 ]
ประวัติศาสตร์
ปีเตอร์ เอราสมุส มุลเลอร์นักป่าไม้ชาวเดนมาร์ก เป็นผู้มีส่วนสำคัญในช่วงแรกๆ ในการศึกษาเกี่ยวกับรูปแบบของฮิวมัส ในผลงานชิ้นสำคัญของเขาStudier over Skovjord: som bidrag til skovdyrkningens theori [ 62 ] [ 63 ] ซึ่งต่อมาได้รับการแปลเป็นภาษาเยอรมัน[ 64 ]และภาษาฝรั่งเศส[ 65 ]มุลเลอร์ได้อธิบายถึงmuld (ต่อมาถูกแปลงเป็นภาษาเยอรมันเป็นmull ) และmor ซึ่งเป็นรูปแบบการรวมตัวของสารอินทรีย์และแร่ธาตุสองแบบ โดยเขาเชื่อมโยงกับสองกลุ่มที่ตรงกันข้ามกัน คือ ผลผลิตสูงและต่ำและความอุดมสมบูรณ์ของดิน ใน ป่าบีชของเดนมาร์ก การวิจัยของเขารวมถึงการวิเคราะห์ ชุมชนพืชอย่างละเอียดและการตรวจสอบทางเคมีและจุลภาคในชั้นดินต่างๆเอ็นริโก ไมลิอุส ดัลกัสก็มีส่วนร่วมเช่นกัน[ 66 ]ในขณะเดียวกันชาร์ลส์ ดาร์วินหนึ่งปีก่อนที่เขาจะเสียชีวิต ได้ตีพิมพ์การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับการก่อตัวของ mull (ซึ่งเขาเรียกว่าmouldซึ่งคล้ายกับmuld ในภาษาเดนมาร์ก ) [ 67 ]ต่อมา Moder ถูกเพิ่มเข้ามาเป็นรูปแบบฮิวมัสป่าที่สามโดย Franz Hartmann ซึ่งอยู่ระหว่าง mull และ mor และก่อนหน้านี้ถูกอธิบายว่าเป็น 'insect mull' โดย Müller [ 68 ]
การจำแนกประเภท
การจำแนกประเภทของฮิวมัสส่วนใหญ่เป็นแบบระดับชาติ (เช่น ฝรั่งเศส เบลเยียม เยอรมัน แคนาดา รัสเซีย และอื่นๆ อีกมากมาย) และไม่ได้ครอบคลุมความหลากหลายของรูปแบบฮิวมัสที่พบในชีวนิเวศ ทั่วโลก โดยส่วนใหญ่จะเน้นไปที่ดินป่าและ ภูมิ อากาศอบอุ่นอย่างไรก็ตามHUMUSICAซึ่งเป็นการจำแนกประเภทฮิวมัสตามลักษณะทางกายภาพและหน้าที่การทำงานในระดับโลก ได้ถูกสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 2010 [ 69 ] HUMUSICAอธิบายและจำแนกประเภทของรูปแบบฮิวมัสจากสภาพแวดล้อมบนบก กึ่งน้ำ พื้นที่เพาะปลูก และสภาพแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้นมากมาย[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]ในHUMUSICAรูปแบบฮิวมัสปัจจุบันสามรูปแบบที่เรียกว่า mull, moder และ mor ถือเป็นระบบฮิวมัสซึ่งเป็นคำย่อของระบบปฏิสัมพันธ์ของฮิวมัสโดยแต่ละระบบประกอบด้วยรูปแบบฮิวมัสหลายรูปแบบตามความแปรผันของความหนาของชั้นอินทรีย์และชั้นแร่ธาตุ-อินทรีย์[ 73 ]
โปรไฟล์ฮิวมัส เช่นเดียวกับโปรไฟล์ดิน หมายถึงร่องที่ขุดผ่านดิน ฮิวมิพีดอน เช่นเดียวกับพีดอนหมายถึงเสาของดิน เพื่อความชัดเจนจึงจะใช้คำพ้องความหมาย เนื่องจากทั้งสองประกอบด้วยชั้นที่ต่อเนื่องกันซึ่งอายุจะเพิ่มขึ้นตามความลึก ชั้นผิวเผินจะมีอายุน้อยกว่าชั้นที่อยู่ลึกกว่า เนื่องจากอินทรียวัตถุส่วนใหญ่ถูกสะสมจากด้านบน[ 74 ]หนึ่งในหลักการสำคัญของการจำแนกประเภทของฮิวมัสคือ โปรไฟล์ฮิวมัส (ฮิวมิพีดอน) อาจมีการเปลี่ยนแปลงในอัตราที่แตกต่างจากโปรไฟล์ดิน (พีดอน) เนื่องจาก สิ่ง มีชีวิตในดินตั้งแต่แบคทีเรียไป จนถึงสัตว์ เลี้ยงลูกด้วยนมผ่านพืชและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีบทบาทสำคัญในการจัดเรียงและการเปลี่ยนแปลงของ อินทรียวัตถุในเชิงพื้นที่ฮิวมิพีดอนจึงแสดงการเปลี่ยนแปลงหลายปี[ 75 ]ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของพีดอนใช้เวลาหลายทศวรรษ[ 76 ]ถึงหลายศตวรรษ[ 77 ]อย่างไรก็ตาม Walter Kubiëna พิจารณาว่ามีความคล้ายคลึงกันระหว่างรูปแบบของฮิวมัสและประเภทของดินดังนั้นเขาจึงจัดประเภทฮิวมัสและโปรไฟล์ดินร่วมกัน[ 52 ]ซึ่งเป็นความคิดเห็นที่ไม่ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์ด้านดินส่วนใหญ่ที่หันมาใช้การจำแนกประเภทดินตามคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของชั้นแร่ธาตุใต้ดินที่มีความเสถียรมากกว่า เช่นSoil TaxonomyของUSDA [ 78 ]และWorld Reference Base for Soil Resources (WRB) ของFAO [ 79 ]มีการเสนอแนะว่าเพดอนสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน เรียกว่าhumipedon (สำหรับโปรไฟล์ฮิวมัส) copedonและlithopedon ตามลำดับการมีส่วนร่วมของกิจกรรมทางชีวภาพของดินที่ลดลงในการก่อตัว และด้วยเหตุนี้จึงส่ง ผลต่อวัฏจักรการเปลี่ยนแปลง ตั้งแต่ทศวรรษถึงพันปี[ 80 ]
ขอบเขตการวินิจฉัย

Humipedons แสดงให้เห็นถึงลำดับของชั้นดินตาม ขั้นตอน การย่อยสลายของเศษซากพืช ที่ร่วงหล่น และการรวมเข้ากับแร่ธาตุอย่างต่อเนื่อง[ 21 ]พวกมันได้รับการจำแนกลักษณะบนหน้าตัดดินบางๆ โดยนักจุลสัณฐานวิทยาของดิน [ 81 ]แต่การจดจำในภาคสนามนั้นง่าย โดยอาจใช้แว่นขยาย ช่วย หากจำเป็น[ 82 ]สามารถสังเกตได้ตามโปรไฟล์ฮิวมัสที่ตัดด้วยมีดคมตามร่อง[ 83 ]หรือเก็บรวบรวมทีละชิ้นด้วยมือจากด้านบนลงด้านล่างของก้อนดินขนาดเล็ก[ 84 ]
ขอบฟ้า OL
ชั้นดิน OL (Oi ในระบบจำแนกประเภทดินของ USDA ) ประกอบด้วยใบไม้หรือใบสน ที่สามารถระบุได้ โดยไม่มีร่องรอยการแตกหักที่เด่นชัดจากสัตว์ใน ดินที่กินเศษซาก พืช สีของชั้นดินนี้ในปัจจุบันเป็นสีน้ำตาลถึงดำตามลำดับการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นในช่วงแรกของการย่อยสลายเศษซากพืช[ 85 ]การฟอกสีของเศษซากพืชอาจเกิดขึ้นได้เมื่อใบไม้หรือใบสนถูกอาศัยโดยเชื้อรา ที่ทำให้เกิดการ เน่าเปื่อยสีขาว[ 86 ]ชั้นดิน OL มักพบว่ามีเส้นใยของเชื้อราแทรกซึมเข้าไปในใบไม้และใบสนและมีส่วนร่วมในการย่อยสลาย[ 87 ] ชั้นดิน OL มีอยู่ใน ฮิวมัสบนบกทุกรูปแบบ ยกเว้นฮิวมัสแบบมัลล์ที่มีกิจกรรมมากที่สุด (เช่น ยูมัลล์) ซึ่งอาจหายไปตามฤดูกาลเนื่องจากอัตราการย่อยสลายของเศษซากพืชที่ร่วงหล่นใหม่นั้นรวดเร็ว[ 88 ]
ขอบฟ้า
ชั้นดิน OF (Oe ในระบบจำแนกประเภทดินของ USDA) ประกอบด้วยเศษใบไม้หรือใบสนที่แตกหักจากการกินของสัตว์ในดิน (สัตว์ขนาดใหญ่และสัตว์ขนาดกลาง) เศษซากพืชและใบไม้จะผสมกับอุจจาระที่สัตว์กินซากพืชและใบไม้ถ่ายไว้ในรูปของเม็ดสีเข้มที่มีขนาดแตกต่างกันตั้งแต่ 30-50 ไมโครเมตร ( เอนไคเทริดไร อ อริบาติด สปริงเทล ) ถึง 1-2 มิลลิเมตร ( ไส้เดือนดิน ที่อาศัยอยู่บนผิวดิน ตะขาบตัวไรไม้หอย ) [ 89 ]อุจจาระของเอนไคเทริดมีขนาดเล็กมากจนดูเหมือนผงสีดำละเอียดมากปกคลุมหรือปะปนอยู่ระหว่างใบไม้ที่เน่าเปื่อย[ 21 ] ในป่าสน เอนไคเทริดและไรออริบา ติดบางชนิดจะแทรกซึมเข้าไปในใบสนที่ร่วงหล่นเมื่อใบสนเหล่านั้นถูกเชื้อราเข้ายึดครองอย่างหนาแน่น และพวกมันจะถ่ายอุจจาระไว้ด้านใน ทำให้มองไม่เห็นหากผู้สังเกตไม่ได้ผ่าใบสนออกดู[ 90 ]ในพื้นป่าทึบที่มีกิจกรรมของสัตว์อย่างแข็งขัน (เช่น รูปแบบ ฮิวมัสสมัยใหม่ ) ชั้น OF เป็นที่ตั้งของ ระบบ รากฝอยของต้นไม้และไมซีเลียมของเชื้อราไมคอร์ไร ซาภายนอกที่เจริญเติบโตสูงสุด [ 91 ]
ขอบฟ้าโอไฮโอ
ชั้นดิน OH (Oa ในระบบจำแนกประเภทดินของ USDA) เป็นผลผลิตจากการเปลี่ยนแปลงซากพืชโดยสิ่งมีชีวิตในดินเมื่อซากเหล่านี้ไม่ปรากฏให้เห็นอีกต่อไป แต่ฮิวมัสที่เกิดขึ้นยังไม่ได้รวมเข้ากับแร่ธาตุ ตามสัตว์ในดินที่ก่อให้เกิดกิจกรรมของสัตว์มากที่สุดในชั้นดิน OF ที่อยู่ด้านบน ชั้นดิน OH อาจมองเห็นได้ว่าเป็นการสะสมของมูลสัตว์ที่ยังมองเห็นได้ (เช่น ไส้เดือนดินมด ตะขาบตัวไรไม้ตัวอ่อนแมลงวันขายาวสำหรับสัตว์ขนาดใหญ่ แต่ยังรวมถึงไรออริบาติดสำหรับสัตว์ขนาดกลาง) หรือในกรณีของเอนไคเทริดส์ อาจเป็นผงละเอียดที่อัดแน่นลงไปอีกในระดับความลึก[ 21 ]ด้วยการเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง[ 92 ]เอนไคเทริดส์มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านกับชั้นดิน A ที่อยู่ด้านล่าง[ 26 ]ระบบรากฝอยยังพบได้ในชั้นดิน OH ร่วมกับอวัยวะใต้ดินของพืชทุ่งหญ้า (เช่น Ericaceae ) [ 93 ]และเชื้อราที่เป็นพันธมิตรทางชีวภาพ (ไม คอร์ไรซาอีริกอยด์ ) ซึ่งสามารถย่อยสลายอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายยากและถ่ายโอนไนโตรเจนไปยังพืชเจ้าบ้านได้[ 94 ]
ขอบฟ้า
ชั้นดิน A เกิดจากการผสมกันของอินทรียวัตถุกับแร่ธาตุ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากสัตว์ในดินที่ขุดรู (เช่น เอนไคเทริดส์ ไส้เดือน ปลวก มด ด้วงมืด หนูโกเฟอร์ ) [ 95 ]กระบวนการทางกายภาพบางอย่างอาจมีส่วนช่วยในการผสมกันของอินทรียวัตถุกับแร่ธาตุ เช่น วัฏจักร การหดตัวและขยายตัวของเวอร์ติโซล [ 96 ]ชั้นดิน A ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกลุ่มก้อนแร่ธาตุ-อินทรียวัตถุ ( ก้อนดิน ) ที่มีขนาดแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับขนาดของสัตว์ในดินที่ ขับถ่ายหรือปั้นพวกมันในระหว่างกิจกรรมการขุดรู กลุ่มก้อนขนาดใหญ่ (> 250 μm) สร้างขึ้นโดยสัตว์ขนาดใหญ่ (เช่น ไส้เดือน มด ปลวก) และสัตว์ขนาดใหญ่ (เช่น หนูโกเฟอร์) ในขณะที่กลุ่มก้อนขนาดเล็ก (< 250 μm) สร้างขึ้นโดยสัตว์ขนาดกลาง (เช่น เอนไคเทริดส์ ไมโครอาร์โทรพอด ) [ 97 ]รากพืชและจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย เชื้อรา) ยังมีส่วนร่วมในการก่อตัวและเสถียรภาพของกลุ่มก้อนผ่านทางสารขับถ่ายของพวกมัน (เช่น โพลีแซ็กคา ไรด์นอกเซลล์ ของจุลินทรีย์ เมือก ราก) [ 98 ] [ 99 ]
ขอบฟ้าด้านตะวันออก
ชั้น E ปรากฏเป็นชั้นสีขาวหรือสีเทา (สีเทาอมเถ้า) ซึ่งความสว่าง ( ค่าสี Munsell ) จะแตกต่างกันไปตามปริมาณคาร์บอน ซึ่งมีปริมาณน้อยเสมอ [ 100 ]เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นอินทรีย์และชั้นแร่ธาตุอินทรีย์ที่อยู่ด้านบน ชั้น E แสดงให้เห็นสัญญาณของกิจกรรมทางชีวภาพเพียงเล็กน้อย[ 101 ]โดยส่วนใหญ่เป็นแหล่งของการชะล้างน้ำสารละลาย (เช่นไนเตรตคาร์บอนอินทรีย์ที่ละลาย ) และคอลลอยด์ (เช่นดินเหนียว ฮิวมัส) ผ่านชั้นแร่ธาตุ[ 102 ]ไม่ว่าชั้น E จะเป็นแหล่งหลักของการผุพังของแร่ธาตุหรือไม่ ดังที่เสนอโดยการสังเกตเครือข่ายรูพรุนที่มีต้นกำเนิดจากเชื้อราภายในแร่ธาตุที่ผุพัง[ 103 ]ยังคงเป็นเรื่องของการคาดเดา เนื่องจากมีแร่ธาตุที่ผุพังอย่างมากอยู่ในชั้น E [ 104 ]สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการผุพังของแร่ธาตุส่วนใหญ่เกิดขึ้นในชั้น A ที่อยู่ด้านบนซึ่งแทรกซึมด้วยรากพืชและ จุลินทรีย์ ที่เกี่ยวข้อง กับไร โซสเฟียร์[ 105 ]เช่นเดียวกับที่ชั้น OH สามารถถือได้ว่าเป็นผลผลิตสุดท้ายของกิจกรรมทางชีวภาพที่เกิดขึ้นในชั้น A ด้านบน ชั้น E ก็สามารถถือได้ว่าเป็นผลผลิตสุดท้ายของ กระบวนการ ทางชีวเคมีของการผุพังของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นในชั้น A ด้านบน
ฮิวมัสเกิดขึ้นในโลกที่เปลี่ยนแปลงไป
หลักการสำคัญในการจำแนกประเภทของฮิวมัสคือ โปรไฟล์ฮิวมัส (humipedons) สามารถวิวัฒนาการได้ในอัตราที่แตกต่างจากโปรไฟล์ดิน (pedons) เนื่องจากบทบาทที่โดดเด่นของสิ่งมีชีวิตในดิน ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พืช และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ในการจัดระเบียบและการเปลี่ยนแปลงของอินทรียวัตถุในเชิงพื้นที่ ฮิวมัสจึงแสดงการเปลี่ยนแปลงหลายปี[ 106 ]ในขณะที่การวิวัฒนาการของเพดอนใช้เวลาหลายทศวรรษ[ 107 ]หรือแม้แต่หลายศตวรรษ[ 108 ]เช่นเดียวกับระบบนิเวศใดๆ รูปแบบของฮิวมัสมีแนวโน้มที่จะวิวัฒนาการภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม เช่น พลวัตของพืชพรรณ[ 109 ]การใช้ที่ดิน[ 110 ]มลภาวะ[ 44 ]หรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ[ 111 ]
พลวัตของพืชพรรณ
รูปแบบของฮิวมัสมีการเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของพืช ผู้เขียนหลายท่านได้เน้นย้ำถึงการเพิ่มขึ้นของความหนาของชั้นอินทรีย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจากมัลล์ในระยะเริ่มต้นของป่า ไปสู่โมเดอร์ภายใต้ป่าที่เจริญเติบโต เต็มที่ [ 112 ] [ 113 ]อย่างไรก็ตาม การศึกษาส่วนใหญ่เหล่านี้เกี่ยวข้องกับสวนป่า[ 114 ]หรือป่าธรรมชาติหลังจากเลิกปลูกพืช[ 115 ]โดยระยะสุดท้ายที่ศึกษาคือช่วงอายุที่ต้นไม้ถูกเก็บเกี่ยว ก่อนที่จะมีการตัดโค่นทั้งหมดซึ่งเป็นขั้นตอนเบื้องต้นของการหมุนเวียนการปลูกป่าครั้งใหม่ ในป่าเก่าป่าธรรมชาติหรือป่ากึ่งธรรมชาติ ที่ มี การฟื้นฟูตามธรรมชาติเกิดขึ้นอย่างอิสระ จะสังเกตเห็นวัฏจักรที่มัลล์และโมเดอร์สลับกันไป การสลับกันนี้เกี่ยวข้องกับพลวัตของประชากรไส้เดือนดิน [ 106 ] ซึ่งขึ้นอยู่กับการเข้าถึงสารอาหารผ่านคุณภาพของเศษซากพืช[ 116 ] [ 117 ]ในระดับที่เหมาะสมที่สุดในพื้นที่โล่ง ที่มีหญ้าขึ้น ซึ่ง มี ต้นกล้า อ่อน ตั้งขึ้น ถูกจำกัดเมื่อต้นไม้กำลังเจริญเติบโตอย่างแข็งขัน (ระยะเสา) และดีขึ้นภายใต้ต้นไม้ที่โตเต็มที่และแก่ชรา[ 118 ]ดังนั้นจึงคาดการณ์ถึงวัฏจักรป่าใหม่โดยการเตรียมช่องทางการฟื้นฟูแม้กระทั่งก่อนที่ต้นไม้จะตาย[ 3 ]
ในระหว่างการเปลี่ยนป่า จากป่าผลัดใบเป็นป่าสน หรือจากป่าสนเป็นป่าผลัดใบ จะสังเกตเห็นวิวัฒนาการของรูปแบบฮิวมัสที่สัมพันธ์กับวิวัฒนาการของคุณภาพเศษใบไม้: เศษใบไม้ที่ 'ปรับปรุง' (โดยทั่วไปอยู่ใต้ต้นไม้ผลัดใบ) เกี่ยวข้องกับมัลล์ ในขณะที่เศษใบไม้ที่ 'เป็นกรด' หรือ 'ย่อยสลายยาก' (โดยทั่วไปอยู่ใต้ต้นไม้สน) เกี่ยวข้องกับโมเดอร์หรือแม้แต่โมร์ การเปลี่ยนป่าสนเป็นป่าผลัดใบมาพร้อมกับการเปลี่ยนจากโมเดอร์เป็นมัลล์[ 119 ]ซึ่งตรงกันข้ามจะเกิดขึ้นในสวนป่าสนที่ตามมาหลังจากป่าผลัดใบ[ 120 ]เช่นเดียวกับการเปลี่ยนป่า การ ให้ แคลเซียมสามารถส่งเสริมการปรากฏของมัลล์และสภาพการเจริญเติบโตที่ดีขึ้นสำหรับต้นไม้[ 121 ] [ 122 ]อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่มีปรากฏการณ์ทางชีวภาพ เงื่อนไขสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตนั้นไม่เพียงพอที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นปรากฏและทำงานได้ หากไม่มีอยู่ในบริเวณใกล้เคียงหรือมีความสามารถในการแพร่กระจายที่อ่อนแอ ซึ่งเป็นกรณีของไส้เดือนดิน[ 123 ]และโดยทั่วไปสำหรับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในดินที่ไม่บินได้[ 124 ]จะสังเกตเห็นการตอบสนองของรูปแบบฮิวมัสที่ไม่เป็นไปในทิศทางที่คาดหวัง[ 125 ]ด้วยเหตุนี้จึงมีการพยายามใส่ไส้เดือนดินเข้าไป โดยมีหรือไม่มีการใส่ปุ๋ยแร่ธาตุหรือปุ๋ย อินทรีย์ เพื่ออำนวยความสะดวกในการวิวัฒนาการของรูปแบบฮิวมัสจากโมเดอร์ไปเป็นมัลล์ ซึ่งถือว่าดีกว่าในแง่ของคุณภาพของพื้นที่ป่า ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงหรือเพื่อปรับปรุงผลผลิตของป่าในดินที่เป็นกรด ผลลัพธ์บางครั้งก็เป็นไปในทางบวก[ 126 ]บางครั้งก็เป็นไปในทางลบ หากไม่ได้คำนึงถึงความต้องการของสิ่งมีชีวิตในดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ดินมีน้ำขัง (ไฮโดรมอร์ฟี) ซึ่งไส้เดือนดินมีความไวเป็นพิเศษ[ 127 ]
รูปแบบของฮิวมัสไม่เพียงได้รับอิทธิพลจากพลวัตของพืชพรรณเท่านั้น แต่ในบางกรณี ยังเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการทางนิเวศวิทยาอีกด้วย การฟื้นฟูป่า ซึ่งก็คือความสามารถของต้นไม้ในระยะอ่อน (ต้นกล้า) ในการตั้งตัวได้อย่างประสบความสำเร็จนั้น ขึ้นอยู่กับรูปแบบของฮิวมัสเป็นอย่างมาก เมื่อต้นกล้าไม่สามารถพัฒนาระบบรากในเศษใบไม้ที่หนาได้ มีเพียงฮิวมัสเท่านั้นที่สามารถช่วยให้รากอ่อนซึ่งยังไม่มีไมคอร์ไรซา สัมผัสกับแร่ธาตุได้อย่างรวดเร็ว[ 3 ]นี่คือสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญด้านป่าไม้ทำได้ โดยการเลียนแบบการทำงานของไส้เดือนดิน เมื่อพวกเขาแนะนำให้พรวนดินเพื่อปรับปรุงการฟื้นฟูป่า[ 128 ]
การใช้ที่ดิน
การใช้ที่ดินมีอิทธิพลต่อรูปแบบของฮิวมัสผ่านลักษณะของพืชพรรณ ( พืชล้มลุกไม้พุ่มหรือไม้ยืนต้น) ที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกิจกรรมของมนุษย์ เช่นการเกษตรป่าไม้หรือการเลี้ยงสัตว์แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการทำงานของดิน ( การไถพรวนการ พรวน ตอซัง ) หรือการใส่ปุ๋ย ( ปุ๋ยเคมียาฆ่าแมลง ) [ 129 ]ในทุ่งหญ้าถาวรบนดินที่อุดมสมบูรณ์และมีการระบายอากาศที่ดี รูปแบบของฮิวมัสที่พบมากที่สุดคือ มัลล์ ในรูปแบบที่มีกิจกรรมมากที่สุด โดยไม่มีชั้น OL และมีชั้น A ที่แทรกซึมด้วย ราก ไมคอร์ไรซาของพืชล้มลุก [ 130 ] การปฏิบัติทางการเกษตรจะปรับเปลี่ยนรูปแบบของฮิวมัสพื้นฐานนี้โดยการกระทำต่อโครงสร้างของดินโดยการกำจัดกลุ่มที่ขุดรูหลัก เช่นไส้เดือนดินและเอนไคเทริด[ 131 ]การทำเกษตรอินทรีย์โดยการส่งเสริมการปรับปรุงดินด้วยวัสดุอินทรีย์และการกำจัดปุ๋ยเคมีและยาฆ่าแมลง สังเคราะห์ และการเกษตรแบบอนุรักษ์โดยการกำจัดหรือลดการไถพรวน ลงอย่างมาก จะช่วยส่งเสริมกิจกรรมของไส้เดือนดิน และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดฮิวมัสในรูปแบบที่คล้ายกับมัลล์ของทุ่งหญ้าทุ่งเลี้ยง สัตว์ และป่าผลัดใบซึ่งเรียกว่า อะกรีมัลล์ หรือ อะโกรมัลล์[ 132 ]หากการปฏิบัติทางการเกษตร (การไถพรวน ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง) เป็นอันตรายต่อไส้เดือนดิน แต่ยังคงมีผลกระทบต่อสัตว์ป่า ในระดับต่ำ ( การทำเกษตรแบบบูรณาการ ) โครงสร้างเม็ดทั่วไปของมัลล์จะถูกแทนที่ด้วยโครงสร้างเม็ดเล็ก (เป็นเกล็ด) ที่ผลิตโดยเอนไคเทริด[ 131 ]และชวนให้นึกถึงสิ่งที่สังเกตได้ในชั้น A ของโมเดอร์
มลพิษ
มลภาวะในดินไม่ว่าจะเป็นจากกำมะถันหรือไนโตรเจน ในบรรยากาศ โลหะหนักหรือสารประกอบอินทรีย์ ( ไฮโดรคาร์บอนสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ยาวนานฯลฯ) จะทำให้สัตว์และจุลินทรีย์ในดินเสื่อมโทรมลงเมื่อระดับมลภาวะถึงขีดจำกัดความทนทานของสิ่งมีชีวิตในดิน [ 133 ] ด้วยเหตุนี้ เมื่อสิ่งมีชีวิตที่เป็นกุญแจสำคัญได้รับผลกระทบ เช่น วิศวกรดิน (ไส้เดือน ปลวก มด เอนไคเทริด ฯลฯ) สารอินทรีย์จะย่อยสลายช้าลง[ 134 ]การกวนดินโดยสิ่งมีชีวิตจะลดลง และรูปแบบของฮิวมัสจะพัฒนาไปสู่มอร์[ 44 ]การปรากฏของมอร์อย่างผิดปกติในพื้นที่ที่เอื้อต่อการเกิดมัลล์ โมเดอร์ หรือแอมฟี ถือเป็นข้อบ่งชี้เฉพาะของการลดลงของหน้าที่ทางชีวภาพของระบบนิเวศในดิน[ 135 ]ในกรณีนี้ การสังเกตรูปแบบของฮิวมัสถือเป็นวิธีการราคาไม่แพงในการตรวจจับและทำแผนที่มลพิษในระยะเริ่มต้น ณ จุดจำนวนมาก ก่อนที่จะดำเนินการประเมินการปนเปื้อน ในเชิงลึกมากขึ้น [ 136 ]
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบอย่างมากต่อรูปแบบของฮิวมัสผ่านกลไกที่เชื่อมโยงกันหลายประการ ซึ่งเปลี่ยนแปลงความสมดุลระหว่างการป้อนอินทรียวัตถุและ อัตรา การย่อยสลายอุณหภูมิที่สูงขึ้นเร่งกระบวนการย่อยสลายของจุลินทรีย์ ส่งผลให้ฮิวมัสลดลงและเกิดสมดุลคาร์บอนติดลบในดินหลายแห่ง[ 137 ]งานวิจัยในทุ่งหญ้าบนเทือกเขาแอลป์แสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 3 องศาเซลเซียสจะลดปริมาณฮิวมัสในดินและทำให้โครงสร้างดินไม่เสถียร[ 138 ]ผลกระทบมีความซับซ้อนและแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรูปแบบของฮิวมัสและสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง ภาวะโลกร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์ได้ระหว่างรูปแบบของฮิวมัสตามระดับอุณหภูมิ งานวิจัยในฝรั่งเศสแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงจากโมเดอร์ไปเป็นมัลล์เกิดขึ้นจากเหนือลงใต้ตามระดับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น[ 32 ]
ผลกระทบของภาวะโลกร้อน ในปัจจุบัน ต่อรูปแบบของฮิวมัสยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ และจำเป็นต้องมีการพิจารณาย้อนหลังก่อนที่จะสรุปผลที่แน่ชัดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นได้จากการศึกษาแนวตัดขวาง ตามระดับความสูง [ 111 ]และละติจูด[ 32 ] ในทางสถิติ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งพบมัลล์มากขึ้นเท่านั้น โดยแลกกับการลดลงของรูปแบบที่มีการย่อยสลายและการรวมตัวของอินทรียวัตถุน้อยลง (เช่นโมเดอร์ มอร์แทงเกิล) ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความไวโดยทั่วไปของกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตในดิน ไม่ว่าจะเป็นสัตว์หรือจุลินทรีย์ ต่ออุณหภูมิ[ 139 ]อย่างไรก็ตาม ต้องคำนึงถึงว่าสิ่งมีชีวิตในดินที่มี ความสามารถ ในการแพร่กระจาย จำกัด ส่วนใหญ่ไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รวดเร็วเกินไปได้[ 140 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งในละติจูด ซึ่งระยะทางที่ต้องครอบคลุมสำหรับช่องว่างความร้อนเดียวกันนั้นมากกว่าระดับความสูงถึงพันเท่า[ 141 ]การแตกแยกของถิ่นที่อยู่เป็นอุปสรรคอีกประการหนึ่งต่อการแพร่กระจายอย่างอิสระของสิ่งมีชีวิตในดิน[ 142 ]ทำให้การคาดการณ์ใดๆ ที่อิงตามระยะทางเพียงอย่างเดียวเป็นเรื่องยาก ยิ่งไปกว่านั้น การรบกวน ( ภัยแล้งหรือน้ำท่วม ) ที่เกิดขึ้นพร้อมกับภาวะโลกร้อนยังสามารถขัดขวางการอพยพ ที่คาดการณ์ไว้ของ วิศวกรดินเช่นไส้เดือนดินไปยังพื้นที่ที่อบอุ่นกว่าได้ อีกด้วย [ 143 ]
การเปลี่ยนแปลงรูปแบบของฮิวมัสที่คาดการณ์ไว้ภายใต้ภาวะโลกร้อนยังก่อให้เกิดคำถามเกี่ยวกับบทบาทของดินในฐานะแหล่งกักเก็บหรือแหล่งสะสม คาร์บอน เป็นที่เชื่อกันมานานแล้วว่ามัลล์ไม่เอื้อต่อการกักเก็บคาร์บอนเนื่องจากการย่อยสลายของเศษซากพืช อย่างรวดเร็ว [ 144 ]ในความเป็นจริง ในมัลล์ เศษซากพืชจะไม่สะสมอยู่บนพื้นผิว แต่จะถูกฝังลึกอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะจับกับแร่ธาตุในรูปของกลุ่มสารประกอบอินทรีย์-แร่ธาตุที่มีความเสถียรมากกว่าสารอินทรีย์ที่สะสมอยู่บนพื้นผิวของฮิวมัสแบบมอร์และโมเดอร์[ 145 ]ดังนั้น มัลล์จึงกักเก็บคาร์บอนได้มากกว่าแบบโมเดอร์หรือแม้แต่แบบมอร์[ 146 ]หากได้รับการยืนยัน การเปลี่ยนแปลงจากโมเดอร์ไปเป็นมัลล์ อาจทำให้ดินสามารถกักเก็บคาร์บอนได้มากขึ้น และอาจช่วยบรรเทาปรากฏการณ์เรือนกระจกได้