Классификация почв

Образцы почвенных горизонтов, принадлежащих к разным типам почв.

Классификация почв занимается систематической категоризацией почв на основе отличительных характеристик , а также критериев, определяющих выбор их использования.

Обзор

Классификация почв — это динамичный предмет, начиная со структуры системы и заканчивая определениями классов и применением в полевых условиях. К классификации почв можно подходить с точки зрения почвы как материала и почвы как ресурса.

Надписи в храме Гора в Эдфу описывают классификацию почвы, которую Танен использовал, чтобы определить, какой храм на каком месте построить. ^[1] Древнегреческие ученые разработали ряд классификаций, основанных на различных качествах почвы. ^[2]

Инженерное дело

Инженеры-геотехники классифицируют почвы в соответствии с их инженерными свойствами в зависимости от их использования в качестве опоры фундамента или строительного материала. Современные системы инженерной классификации созданы для того, чтобы обеспечить легкий переход от полевых наблюдений к базовым прогнозам инженерных свойств и поведения грунтов.

Наиболее распространенной системой инженерной классификации почв в Северной Америке является Единая система классификации почв (USCS). USCS имеет три основные классификационные группы: (1) крупнозернистые почвы (например, пески и гравий ); (2) мелкозернистые почвы (например, илы и глины ); и (3) высокоорганические почвы (называемые « торфом »). USCS далее подразделяет три основных класса почв для пояснения. Он отличает пески от гравия по размеру зерен, классифицируя некоторые из них как «хорошие», а остальные как «плохие». почв Илы и глины различаются по Аттербергским границам , в результате чего почвы разделяются на «высокопластичные» и «малопластичные». Умеренно органические почвы считаются подразделениями алевритов и глин и отличаются от неорганических почв изменением свойств пластичности (и пределов Аттерберга) при высыхании. Европейская система классификации почв (ISO 14688) очень похожа, отличается в первую очередь кодированием и добавлением классификации «промежуточной пластичности» для илов и глин, а также в мелких деталях.

Другие системы классификации инженерных грунтов в Соединенных Штатах включают Систему классификации почв AASHTO , которая классифицирует почвы и заполнители в зависимости от их пригодности для строительства дорожных покрытий, и модифицированную систему Burmister , которая работает аналогично USCS, но включает больше кодирования для различных свойств почвы. ^[3]

Полное инженерно-геологическое описание грунта также будет включать другие свойства грунта, включая цвет, содержание влаги на месте, прочность на месте, а также несколько более подробную информацию о свойствах материала грунта, чем предусмотрено кодом USCS. USCS и дополнительное техническое описание стандартизированы в ASTM D 2487. ^[4]

Почвоведение

Треугольник текстуры почвы, показывающий систему классификации Министерства сельского хозяйства США на основе размера зерен.

Что касается почвенных ресурсов, опыт показал, что естественный системный подход к классификации , т.е. группировка почв по их внутренним свойствам ( морфологии почвы ), поведению или генезису , приводит к созданию классов, которые можно интерпретировать для множества различных целей. Различные концепции педогенеза и различия в значении морфологических особенностей для различных видов землепользования могут повлиять на подход к классификации. Несмотря на эти различия, в хорошо построенной системе критерии классификации группируют схожие понятия, так что интерпретации не сильно различаются. Это контрастирует с техническим системным подходом к классификации почв, при котором почвы группируются в зависимости от их пригодности для конкретного использования и их эдафических характеристик.

Подходы к классификации почв, основанные на естественных системах, такие как Французская эталонная система почв (Référentiel pédologique français), основаны на предполагаемом генезисе почв. Были разработаны такие системы, как почвенная таксономия Министерства сельского хозяйства США и Всемирная справочная база почвенных ресурсов . ^[5]^[6] которые используют таксономические критерии, включающие морфологию почвы и лабораторные тесты, для информирования и уточнения иерархических классов. Другой подход — числовая классификация, также называемая ординацией , при которой отдельные почвы группируются с помощью многомерных статистических методов, таких как кластерный анализ . Это создает естественные группировки, не требуя каких-либо выводов о генезисе почвы.

При обследовании почвы , как это практикуется в Соединенных Штатах, классификация почв обычно означает критерии, основанные на морфологии почвы в дополнение к характеристикам, возникшим в ходе почвообразования . Критерии предназначены для руководства при выборе землепользования и управления почвенными ресурсами . Как указано, это иерархическая система, представляющая собой гибрид естественных и объективных критериев. Таксономия почв Министерства сельского хозяйства США предоставляет основные критерии для дифференциации единиц почвенной карты. Это существенный пересмотр почвенной таксономии Министерства сельского хозяйства США 1938 года , которая представляла собой строго естественную систему. Классификация Министерства сельского хозяйства США была первоначально разработана Гаем Дональдом Смитом , директором по Министерства сельского хозяйства США . исследованиям почв ^[7] Единицы почвенной карты на основе почвенной таксономии дополнительно сортируются по классам на основе систем технической классификации. Классы пригодности земли , влажная почва и первоклассные сельскохозяйственные угодья — вот лишь некоторые примеры.

Европейский Союз использует Всемирную справочную базу почвенных ресурсов (WRB), в настоящее время действует четвертое издание. ^[5] Согласно первому изданию WRB (1998 г.), ^[8] буклет «Почвы Европейского Союза» ^[9] был опубликован бывшим Институтом окружающей среды и устойчивого развития (сейчас: Отдел земельных ресурсов Европейского центра почвенных данных/ESDAC).

Помимо научных систем классификации почв, существуют также народные системы классификации почв. Народные таксономии использовались на протяжении тысячелетий, а научно обоснованные системы появились сравнительно недавно. ^[10] Знания о пространственном распределении почв резко возросли. SoilGrids — это система автоматического картографирования почвы на основе моделей, построенных с использованием профилей почвы и данных о ковариатах окружающей среды. В глобальном масштабе он предоставляет карты с пространственным разрешением 1,00–0,25 км. ^[11] Независимо от того, является ли устойчивость конечной целью управления глобальными почвенными ресурсами, эти новые разработки требуют, чтобы изученные почвы были классифицированы и получили собственное имя. ^[12]

OSHA

США Управление по охране труда (OSHA) требует классификации почв для защиты рабочих от травм при работе на раскопках и траншеях. OSHA использует три классификации грунтов плюс одну для горных пород, основанную, главным образом, на прочности, а также на других факторах, влияющих на устойчивость вырезанных откосов: ^[13]

Стабильная горная порода : природное твердое минеральное вещество, которое можно выкапывать вертикальными сторонами и которое остается неповрежденным при обнажении.
Тип A - связные, пластичные грунты с неограниченной прочностью на сжатие более 1,5 тонны на квадратный фут (тсф) (144 кПа) и отвечающие ряду других требований (что вызывает боковое давление грунта 25 фунтов на квадратный фут на фут глубины). ^[14])
Тип B - связные грунты с неограниченной прочностью на сжатие от 0,5 фута на квадратный фут (48 кПа) до 1,5 фута на фут (144 кПа), или неустойчивая сухая порода, или грунты, которые в противном случае относились бы к типу А (латеральное давление грунта 45 фунтов на квадратный фут на фут глубины). ^[14])
Тип C - зернистые грунты или связные грунты с неограниченной прочностью на сжатие менее 0,5 фута на квадратный фут (48 кПа) или любые затопленные или свободно просачивающиеся грунты или грунты с неблагоприятным залеганием (латеральное давление грунта 80 фунтов на квадратный фут на фут глубины). ^[14])
Тип C60 - подтип почвы типа C, хотя официально не признан OSHA как отдельный тип, вызывает боковое давление грунта в 60 фунтов на квадратный фут на фут глубины. ^[15]^[16]

Каждая из классификаций грунтов влияет на способ проведения раскопок или на защитные меры (наклон, укрепление, экранирование и т. д.), которые должны быть предусмотрены для защиты рабочих от обрушения выкопанного берега. ^[17]^[18]

См. также

Ссылки

^ Реталлак, Грегори Дж. (2022). «Священные почвы Древнего Египта» . Геодерма . 428 : 116191. Бибкод : 2022Geode.428k6191R . doi : 10.1016/j.geoderma.2022.116191 . S2CID 253191277 .
^ https://cpb-us-e1.wpmucdn.com/blogs.uoregon.edu/dist/d/3735/files/2013/07/antiquity-2008-1l4ladp.pdf
^ «Дональд М. Бурмистер» . Civil.columbia.edu. Архивировано из оригинала 15 апреля 2012 г. Проверено 11 июня 2014 г.
^ Классификация грунтов для инженерных целей: Ежегодник стандартов ASTM , D 2487-83, вып. 04, Американское общество испытаний и материалов, 1985, стр. 395–408, заархивировано из оригинала 14 сентября 2010 г. , получено 8 мая 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б Рабочая группа IUSS WRB (2022 г.). «Мировая справочная база почвенных ресурсов, четвертое издание» (PDF) . Международный союз почвоведения, Вена . Проверено 27 сентября 2023 г.
^ Х.-П. Блюм, П. Шад (2015). «90 лет классификации почв IUSS» (PDF) . Бюллетень IUSS 126, 38–45. Архивировано из оригинала (PDF) 6 сентября 2018 г. Проверено 9 декабря 2018 г.
^ Донован, Алан (29 августа 1981 г.). «Гай Д. Смит, 73 года, эксперт по почвам Министерства сельского хозяйства США, умер» . Вашингтон Пост . ISSN 0190-8286 . Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г. Проверено 15 ноября 2017 г.
^ ИССС-ИСРИК-ФАО (1998). «Мировая справочная база почвенных ресурсов» . Отчеты о мировых почвенных ресурсах 84, ФАО, Рим. Архивировано из оригинала 16 декабря 2018 г. Проверено 13 декабря 2018 г.
^ Г. Тот, Л. Монтанарелла, В. Столбовой, Ф. Мате, К. Бодис, А. Джонс, П. Панагос, М. Ван Лидекерке (2008). «Почвы Европейского Союза» (PDF) . Европейская комиссия, Люксембург. {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Системы классификации почв. Архивировано 7 сентября 2006 г. в Wayback Machine . Последний раз обращались к URL 18 апреля 2006 г.
^ Хенгль, Т; и др. (2017). «Глобальная информация о почвах в координатной сетке на основе машинного обучения» . ПЛОС ОДИН . 12 (2): e0169748. дои : 10.1371/journal.pone.0169748 . ПМК 5313206 . ПМИД 28207752 .
^ Чертини, Дж; Скаленге, Р. (2019). «Безымянные почвы, упущенные возможности» . Экологические науки и технологии . 53 (15): 8477–8478. Бибкод : 2019EnST...53.8477C . doi : 10.1021/acs.est.9b03050 . ПМИД 31293149 .
^ «Правила техники безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П, Земляные работы, Приложение А» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 7 мая 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Правила безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П, Земляные работы, Приложение С» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Проверено 28 августа 2017 г.
^ «Гофрированный лист, табличные данные» (PDF) . Пасифик Шоринг, ООО. 1 января 2012 г. Архивировано (PDF) из оригинала 22 августа 2016 г. . Проверено 8 августа 2016 г.
^ «Классификация почв. – Управление по охране труда» . www.osha.gov . Архивировано из оригинала 27 августа 2016 г. Проверено 8 августа 2016 г.
^ «Отбор проб и методы анализа | Классификация почв для раскопок, ID-194» . Оша.гов. Архивировано из оригинала 19 марта 2014 г. Проверено 11 июня 2014 г.
^ «Правила безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П. Земляные работы, приложение Б» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 15 июля 2014 года . Проверено 11 июня 2014 г.

Дальнейшее чтение

Текущая международная система

Буол, С.В., Саутард, Р.Дж., Грэм, Р.К., и МакДэниел, Пенсильвания (2003). Генезис и классификация почв, 5-е издание. Пресса штата Айова - Блэквелл, Эймс, Айова.
Дриссен П., Декерс Дж., Спааргарен О. и Нахтергаэле Ф. (ред.). (2001). Конспект лекций по основным почвам мира. Рим: ФАО.
В. Цех, П. Шад, Г. Хинтермайер-Эрхард: Почвы мира. Шпрингер, Берлин 2022. ISBN 978-3-540-30460-9
Рабочая группа IUSS WRB: Всемирная справочная база почвенных ресурсов, четвертое издание. Международный союз почвоведения, Вена 2022. ISBN 979-8-9862451-1-9 ( [1] ).
П. Шад: Всемирная справочная база почвенных ресурсов - четвертое издание и ее история. В: Журнал питания растений и почвоведения 186, 2023, с. 151–163. doi: 10.1002/jpln.202200417 ( [2] ).

Текущие национальные системы

Комитет экспертов сельского хозяйства Канады по обследованию почв. (1987). Канадская система классификации почв (2-е изд.). Оттава: Издательский центр правительства Канады.
Эйвери, BW (1980). Классификация почв Англии и Уэльса: высшие категории. Крэнфилд, Англия: Университет Крэнфилда, Центр изучения почвы и земельных исследований/Национальный институт почвенных ресурсов.
Байз Д. и Жирар MC (ред.). (1995). Педологический справочник 1995. Париж: Национальный институт агрономических исследований.
Байз Д. и Жирар MC (ред.). (1998). Надежная справочная база по почвам: «Педологический справочник» (английский перевод Ходжсона Дж. М., Эскенази Н. Р. и Байзе Д. изд.). Париж: Национальный институт агрономических исследований.
Байз Д. и Жирар MC (ред.). (2008). Педологический справочник, третье издание. Французская ассоциация почвенных исследований (Afes). Версаль, Франция.
Хьюитт, А.Е. (1992). Классификация почв Новой Зеландии: наследие и уроки. Австралийский журнал почвенных исследований, 30, 843–854.
Хьюитт, А.Э. (2010). Классификация почв Новой Зеландии, третье издание. Манааки Венуа - Исследования в области земледелия. Линкольн, Кентербери, Новая Зеландия.
Исбелл, РФ и Национальный комитет по почвам и местности. (2016). Австралийская классификация почв, второе издание. ЦСИРО. Клейтон Саут, Виктория, Австралия.
Рабочая группа по классификации почв. (2018). Классификация почв: естественная и антропогенная система Южной Африки, третье издание. Совет сельскохозяйственных исследований; Институт почвы, климата и воды. Претория, ЮАР.
Сотрудники почвообследования. (1999). Таксономия почвы: базовая система классификации почв для проведения и интерпретации почвенных исследований (2-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Служба охраны почв Министерства сельского хозяйства США.

Современные технические системы

Системы технической классификации почв ориентированы на представление некоторых конкретных аспектов или качеств почвы, а не на прямую педогенетическую классификацию. Такие технические классификации разрабатываются с учетом конкретных приложений, таких как взаимоотношения почвы и воды, оценка качества земли или геотехническая инженерия.

Бурман Д.Б., Холлис Дж.М. и Лилли А. (1995). Гидрология типов почв: гидрологическая классификация почв Соединенного Королевства (№ 126): Институт гидрологии Великобритании.
Клингебиль А.А. и Монтгомери ПХ (1961). Классификация земельных возможностей. Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США.
Санчес, Пенсильвания, Палм, Калифорния, и Буол, Юго-Запад (2003). Классификация почв по плодородности: инструмент, помогающий оценить качество почвы в тропиках. Геодерма, 114(3-4), 157-185.
Американское общество испытаний и материалов, 1985, D 2487-83, Классификация грунтов для инженерных целей: Ежегодный сборник стандартов ASTM. Том. 04.08, стр. 395–408.

Более ранние системы, представляющие исторический интерес

Болдуин М., Келлог С.Э. и Торп Дж. (1938). Классификация почв. В книге «Почвы и люди: Ежегодник сельского хозяйства» (стр. 979–1001). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство сельского хозяйства США.
Симонсон, Р.В. (1989). Исторические аспекты исследования и классификации почв с акцентом на США, 1899–1970 гг. Вагенинген, Нидерланды: Международный справочно-информационный центр по почвам (ISRIC).

Принципы

Эсваран Х., Райс Т., Аренс Р. и Стюарт Б.А. (ред.). (2002). Классификация почв: глобальный настольный справочник. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press.
Батлер, Б.Э. (1980). Классификация почв для обследования почв. Оксфорд: Оксфордские научные публикации. Науки, 96,
Клайн, МГ (1949). Основные принципы классификации почв. Почвоведение, 67(2), 81-91.
Клайн, МГ (1963). Логика новой системы классификации почв. Почва 17-22.
Вебстер, Р. (1968). Принципиальные возражения против 7-го приближения. Журнал почвоведения, 19, 354–366.
Терцаги Карл (1924). Механика грунтов в инженерной практике, Wiley-Interscience; 3 Подиздание (январь 1996 г., ISBN 0-471-08658-4 )
Кевин Харт (1923). основал его

Числовая классификация

МакБрэтни, А.Б., и де Грюйтер, Дж.Дж. (1992). Континуальный подход к классификации почв с помощью модифицированных нечетких k-средних с экстраклассами. Журнал почвоведения, 43 (1), 159–175.

Внешние ссылки

[1] Реталлак, Грегори Дж. (2022). «Священные почвы Древнего Египта» . Геодерма . 428 : 116191. Бибкод : 2022Geode.428k6191R . doi : 10.1016/j.geoderma.2022.116191 . S2CID 253191277 .

[2] ttps://cpb-us-e1.wpmucdn.com/blogs.uoregon.edu/dist/d/3735/files/2013/07/antiquity-2008-1l4ladp.pdf

[3] «Дональд М. Бурмистер» . Civil.columbia.edu. Архивировано из оригинала 15 апреля 2012 г. Проверено 11 июня 2014 г.

[4] Классификация грунтов для инженерных целей: Ежегодник стандартов ASTM , D 2487-83, вып. 04, Американское общество испытаний и материалов, 1985, стр. 395–408, заархивировано из оригинала 14 сентября 2010 г. , получено 8 мая 2015 г.

[WRB4ed-5] Jump up to: ^а ^б Рабочая группа IUSS WRB (2022 г.). «Мировая справочная база почвенных ресурсов, четвертое издание» (PDF) . Международный союз почвоведения, Вена . Проверено 27 сентября 2023 г.

[90years-6] Х.-П. Блюм, П. Шад (2015). «90 лет классификации почв IUSS» (PDF) . Бюллетень IUSS 126, 38–45. Архивировано из оригинала (PDF) 6 сентября 2018 г. Проверено 9 декабря 2018 г.

[7] Донован, Алан (29 августа 1981 г.). «Гай Д. Смит, 73 года, эксперт по почвам Министерства сельского хозяйства США, умер» . Вашингтон Пост . ISSN 0190-8286 . Архивировано из оригинала 15 ноября 2017 г. Проверено 15 ноября 2017 г.

[WRB98-8] ИССС-ИСРИК-ФАО (1998). «Мировая справочная база почвенных ресурсов» . Отчеты о мировых почвенных ресурсах 84, ФАО, Рим. Архивировано из оригинала 16 декабря 2018 г. Проверено 13 декабря 2018 г.

[SEU-9] Г. Тот, Л. Монтанарелла, В. Столбовой, Ф. Мате, К. Бодис, А. Джонс, П. Панагос, М. Ван Лидекерке (2008). «Почвы Европейского Союза» (PDF) . Европейская комиссия, Люксембург. {{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[10] Системы классификации почв. Архивировано 7 сентября 2006 г. в Wayback Machine . Последний раз обращались к URL 18 апреля 2006 г.

[11] Хенгль, Т; и др. (2017). «Глобальная информация о почвах в координатной сетке на основе машинного обучения» . ПЛОС ОДИН . 12 (2): e0169748. дои : 10.1371/journal.pone.0169748 . ПМК 5313206 . ПМИД 28207752 .

[12] Чертини, Дж; Скаленге, Р. (2019). «Безымянные почвы, упущенные возможности» . Экологические науки и технологии . 53 (15): 8477–8478. Бибкод : 2019EnST...53.8477C . doi : 10.1021/acs.est.9b03050 . ПМИД 31293149 .

[OSHA-pa-13] «Правила техники безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П, Земляные работы, Приложение А» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 7 мая 2015 г.

[OSHA-pc-14] Jump up to: ^а ^б ^с «Правила безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П, Земляные работы, Приложение С» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Проверено 28 августа 2017 г.

[corrug-15] «Гофрированный лист, табличные данные» (PDF) . Пасифик Шоринг, ООО. 1 января 2012 г. Архивировано (PDF) из оригинала 22 августа 2016 г. . Проверено 8 августа 2016 г.

[16] «Классификация почв. – Управление по охране труда» . www.osha.gov . Архивировано из оригинала 27 августа 2016 г. Проверено 8 августа 2016 г.

[17] «Отбор проб и методы анализа | Классификация почв для раскопок, ID-194» . Оша.гов. Архивировано из оригинала 19 марта 2014 г. Проверено 11 июня 2014 г.

[OSHA-pb-18] «Правила безопасности и гигиены труда при строительстве подраздел П. Земляные работы, приложение Б» . Оша.гов. 9 августа 1994 года. Архивировано из оригинала 15 июля 2014 года . Проверено 11 июня 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]