logo

logo

logo

logo

logo

الترب

ترب

Pedology -

 الترب

الترب

مفهوم علم التربة وتطوره

علاقة علم التربة بالعلوم الأخرى

تعريف التربة

موقع التربة ودورها في الطبيعة

التغيرات

 

الترب soils مادة الأرض، هي أول الموارد الطبيعية المتجددة وركيزة الوجود البشري وقاعدة الإنتاج الزراعي ومصدر غذاء الإنسان وكسائه وأسباب بقائه. تؤلف التربة جزءاً لا يتجزأ من المنظومة البيئية ecosystem ، وتعرّف بأنها "نظام مفتوحٌ صلب عضوي ولا عضوي، ومعقد مبعثرٌ ومساميّ غير متجانس ومتغير في الحيّز والزمن، يشغل الجزء السطحي من القشرة الأرضية". أما علم التربة (Pedology) أوsoil science فيُعنـى بدراسة خصــائص التربة الشكلية والميكانيكية والفيزيائية والكيميائية والحيوية والخصوبية، كما يتناول توزع التربة وتصنيفها وصيانتها واستصلاحها واستعمالاتها.

تعني كلمة بدولوجيا Pedology دراسة التربة في ظروفها الطبيعية (وهي مشتقة من اليونانية soil=pedo= تربة، study = logos= دراسة). وهو أحد فرعي علم التربة؛ أما الفرع الآخر فيدعى edaphology، وهي مشتقة من اليونانية أيضاً وتعني تأثير التربة في الأشياء الحية living things، ولاسيما النباتات.

يُعنى علم التربة بدراسة الترب بصفتها ظاهرة موجودة طبيعياً، ويهتم بدراسة خصائصها بدءاً من تكوينها وتركيبها المعدني والفلزي، إضافةً إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية والحيوية والشكلية للتربة، كما يعنى بوضع أسس التوزع الجغرافي للترب وتصنيفها. بمعنى أن علم التربة في هذا السياق يُعنى بدراسة كل الجوانب التي تخدم في النهاية معرفة منشأ التربة وتصنيفها وصفاتها الشكلية.

عموماً لابد من الأخذ بالحسبان أن مصطلحي بدولوجيا وعلم التربة يأخذان المعنى نفسه باللغة العربية. أما في المراجع الأجنبية فكلمة بدولوجيا تعبر عن أحد فروع علم التربة، وعلى هذا الأساس فإن البدولوجيا تهتم بثلاثة جوانب رئيسة من علم التربة وهي:

- منشأ التربة soil genesis: وهي العمليات المنشئة التي تحدث على مادة التربة وتؤدي إلى تطورها، مثال عملية البدزلة podzolization، هجرة الطين، الانتفاخ والانكماش، وغيرها.

- تصنيف التربة soil classification: ويقصد به وضع الترب المتماثلة في مجموعات بحيث يسهل التعامل معها وإدارتها، وكذلك يعنى بالتوزع الجغرافي للتربة.

- علم شكل التربة soil morphology: يهتم هذا الجانب بدراسة الصفات الشكلية للتربة في الحقل، كاللون والبناء، والنسيج وغيرها؛ وذلك بوساطة العين المجردة أو الاستعانة بمكبرة بسيطة، وهذا يسمى macromorphology، وأيضاً يمكن دراسة بعض الصفات الشكلية وآثار بعض العمليات المنشئية بوساطة المجهر على أنواعه المختلفة، وهذا يسمى علم الشكل الدقيق micromorphology.

مفهوم علم التربة وتطوره

اهتم الإنسان بالتربة منذ انتقاله من مرحلة الرعي إلى مرحلة الزراعة، ويعود هذا الاهتمام إلى أن التربة هي مجال للعمل والإنتاج. وقد عرف قدماء المصريين والآشوريين والصينيين الري واستعمال الأسمدة بهدف رفع خصوبة التربة ومقدرتها الإنتاجية، كما قسم الصينيون الأراضي في القرن الثالث قبل الميلاد إلى تسعة صفوف اعتماداً على إنتاجيتها.

عُدَّت التربة في الماضي البعيد (1600ق.م) وسطاً لنمو النبات، أما معرفة سلوك التربة فقد انتقلت من جيل إلى آخر، وذلك من خلال المشاهدات الحقلية؛ فقد كان مزارعو القرون الوسطى على دراية تامة بأن إضافة السماد البلدي يحسن من نمو النبات، وكانت هناك علاقة وطيدة بين إنتاج كلٍّ من النبات والحيوان. وفي أواسط القرن السابع عشر اقترح أعضاء الجمعية الملكية في لندن وضع خطط لتصنيف الأراضي وفق معايير علمية.

وفي العقود التالية أدى الاهتمام والتركيز على الكيمياء الزراعية (الخصوبة) والجغرافيا والجيولوجيا؛ إلى توفر قاعدة مهمة لانطلاقة علم التربة علماً مستقلاً، على الرغم من أن تلك المعلومات كانت متناثرة ومتفرقة. وفي العصور الحديثة بدأ نوع من التطور في علم التربة، معتمداً على التجريب وتطبيق المنهج العلمي، بدأ هذه المرحلة الفرنسي تيودور دي سوسور Saussure Théodore de (1904) الذي أسس منهج التجريب الكمي، وطبقه على علاقة الأكسجين وثنائي أكسيد الكربون في النبات، وبيّن أن النبات يمتص في الضوء غاز ثنائي أكسيد الكربون ويطلق الأكسجين. وقد وضع هذا العمل منهجية جديدة مكملة بخصوص تغذية النبات وفيزيولوجيا النبات مع ما قدمه العالمان المتميزان ليبيغ Liebig وبوسينيو Boussingault. ومع أن دراسات دي سوسور اقتصرت على النبات ولم ترتبط بعلم التربة؛ لكن في الوقت نفسه كان هناك جدل كبير حول أصل المواد في النبات ومدى مساهمة التربة فيها، وهذا قدم مساهمة أساسية بدراسة علاقة النبات بالتربة.

في القرن التاسع عشر نشر الروسي دوكوتشايف Dokuchaev (1882) كتابه حول ترب التشرنوزم chernozems في روسيا، وأثبت لأول مرة أن التربة تتكون من طبقات عدة، وأجرى مع زملائه مسوحات عدة للتربة، واكتشفوا أن طبيعة التربة وخصائصها تختلف باختلاف العوامل البيئية، ولاسيما المناخ والغطاء النباتي؛ فكانت هذه المساهمات بداية ثورة كبيرة في علم التربة، بفرض أن كل الأعمال السابقة كانت تركز على خصوبة التربة وتغذية النبات.

صارت التربة بعد ذلك هدفاً للدراسات الأكاديمية، وظهرت علماً مستقلاً عُرف بعلم التربة pedology، له قواعده وأفكاره وطرائقه. وقد تركزت معظم الدراسات في روسيا نتيجة للمساحات الواسعة وتنوع الترب فيها إلى جانب تنوع النماذج المناخية وتعددها. كان انتشار أعمال العلماء الروس في العالم بطيئاً نسبياً، بسبب اختلاف اللغة؛ لكن تأثيرها سرعان ما ظهر وقُبل في العالم أجمع.

في الفترة نفسها وضع ميلر Miiller (1887) في ألمانيا وبعده هلغارد Hilgard (1914) في الولايات المتحدة الأمريكية وآخرون؛ وصفاً تفصيلياً لترب البودزول podzol، بالطريقة نفسها التي وضعها العلماء الروس عن ترب التشرنوزِم.

علاقة علم التربة بالعلوم الأخرى

تعد دراسة التربة من العلوم التطبيقية، ولا يمكن تنفيذها بمعزل عن العلوم الأخرى؛ لأن التربة بطبيعتها تحتاج عند دراستها إلى دعم العلوم الأساسية أو التطبيقية الأخرى، وهذا يعتمد على نوع دراسة التربة وطرائقها (الشكل1)، وفيما يلي العلوم التي تساهم في دراسة التربة مع بعض الأمثلة:

الشكل (1) علاقة علم التربة بالعلوم الأخرى.

أ- العلوم الأساسية وتضم:

- الكيمياء: لدراسة العلاقات الكيميائية والتفاعلات وحركة العناصر في التربة.

- الفيزياء: تأتي أهميتها في دراسة الجوانب الفيزيائية للتربة، مثل الكثافات والتركيب الحبيبي وحركة المحاليل داخل التربة والامتصاص.

- الرياضيات: للدراسات الإحصائية.

ب- علم الأرض sciense earth:

- المناخ: أهميته في تكوين التربة وتطورها.

- الجيولوجيا: حيث تكوّن الصخور مادة التربة الأساسية.

- الجغرافيا: توزع التربة وموقعها الطبوغرافي الذي يؤثر في الكثير من صفات التربة وحركة المياه.

ج- العلوم البيولوجية وتضم:

- علم النبات: تربية النبات- متطلباتها- مادتها العضوية.

- علم الحيوان: تربية الحيوان- متطلباتها- مادتها العضوية.

- الأحياء الدقيقة: دورها في منظومة التربة (التفاعلات البيولوجية والبيوكيميائية).

د- العلوم التطبيقية وتضم:

- الزراعة: وهي الاستعمال الأساسي للتربة.

- الغابات: تشكل جزءاً مهماً من علم التربة.

- الهندسة: أهميتها في بعض المنشآت المدنية.

تعريف التربة

يعد العالم الروسي دوكوتشايف أول من أطلق تعريفاً علمياً على التربة، ليأخذ معنى جديداً لم يكن معروفاً من قبل، ويختلف عن تعريف الجيولوجيِّين؛ حيث عرف دوكوتشايف التربة بأنها جسم طبيعي مستقل تطوري، ونتاج متغير وتابع لفعل عوامل تكوين التربة المختلفة مثل الصخرة الأم، المناخ، الأحياء الدقيقة، الزمن، مع تأكيد أهمية كلٍّ من عاملي المناخ والغطاء النباتي.

طور الدارسون الأمريكيون -ولاسيما هلغارد وماربوت Marbut- مفهوم تعريف التربة عند دوكوتشايف، كما حاول الأمريكي جيني H. Jenny (1941) أن يضع مفهوماً جديداً لعوامل تشكل التربة، حيث وضع المعادلة (1):

حيث:

S = التربة Soil

p= المادة الأم Parent Material

f= الفعل Function

o= الكائنات الحية Organisms

cl= المناخ Climate

r= التضاريس Relief

t= الزمن Time

أما النقاط فإنها تدل على إمكان وجود عوامل أخرى؛ لكنها ثانوية، مثل الفيضانات والحرائق وغيرها.

وقد تعددت التعاريف تبعاً لتعدد مدارس التربة في العالم، وتباينت وجهات النظر بين دارسي التربة بحسب تكوينهم العلمي والهدف من دراسة كلٍّ منهم؛ فقد عرَّف الألماني رامان Ramann (1917) التربة بأنها الصخور المفككة التي استحالت إلى طبقة مفتتة، واعتراها بعض التغيرات الكيميائية واختلطت ببقايا النباتات والكائنات الحية الأخرى. أما الفرنسي دوشوفور Duchaufour (1976) فقد قال إن التربة هي الجسر بين عالمي الجمادات والحياة؛ أي إنها تشكل همزة الوصل ونقطة التحول بين الغلاف الصخري (الجمادات) والغلاف الحيوي الذي يعج بالحياة.

عموماً يمكن حصر التعاريف فيما يلي:

- من الوجهة الجيولوجية: تشكل التربة الطبقة العليا من الغلاف الصخري التي تفككت تحت تأثير الغلاف الجوي والمائي.

- من الوجهة الزراعية: تعرّف التربة بأنها جسم طبيعي مفكك البنية، له عمق متغير ناتج من تجويّة الصخور وتحولاتها وتفكك المادة العضوية تحت تأثير مجموعة من العوامل البيو- فيزيا- كيميائية، وتعدّ وسطاً مناسباً لنمو النبات، بما يتميز به من عوامل الخصوبة الطبيعية أو المكتسبة.

- من الوجهة البدولوجية: التربة نظام مفتوح رباعي الأطوار متغير غير متجانس، ومتمايز إلى آفاق، يشغل الجزء العلوي من القشرة الأرضية تحت تأثير الصخرة الأم والمناخ والأحياء والتضاريس والزمن.

هناك العديد من التعاريف الأخرى التي تقارب أو تباعد التعاريف السابقة، ويمكن القول إن التعريف المعتمد من قبل إدارة حفظ الموارد الطبيعية الأمريكية (NRCS) Soil Survey Staff 1993-1999 هو الأكثر شمولية وقبولاً حالياً: " التربة عبارة عن تجمع لأجسام طبيعية مكونة من مواد أرضية، تكونت في المكان أو تحورت أو حتى صنعت بفعل الإنسان، تحتوي على مواد حية وتستطيع دعم أو قادرة على دعم النباتات في الظروف الطبيعية، حدودها العليا الهواء أو طبقة ضحلة من المياه، أما الحدود الجانبية فتصل إلى ماء عميق أو منطقة عارية مكونة من الصخور أو الجليد، أما الحد الأسفل، وهو الأصعب في تحديده، فيمتد إلى المادة الأم".

موقع التربة ودورها في الطبيعة

- موقع التربة: تقع التربة على حدود تماس مع كلٍّ من أغلفة الكرة الأرضية: الغلاف الصخري lithosphere والغلاف الجوي atmosphere والغلاف المائي hydrosphere، وتفاعلها وتطورها وتحولها تحت تأثير العضويات الحية منها والميتة.

وتؤدي التربة دوراً نوعياً في هذه المنظومة الأرضية المعقدة مشكلة غلافاً خاصاً يدعى الغلاف التربي pedosphere أو الغطاء التربي للأرض، وفي الوقت نفسه تشغل التربة جزءاً من الغلاف الحيوي biosphere حيث توجد الحياة على الأرض.

- دور التربة: إن الأدوار الرئيسة التي تقوم بها التربة متعددة، منها:

1 - الدور الأول أو الوظيفة الرئيسة للتربة: هي توفير أسباب بقاء الحياة على الأرض؛ إذ تمد التربة النباتات، ومن خلالها الحيوان والإنسان، بعناصر التغذية المعدنية. وهنا يمكن القول: إذا كان الغذاء والكساء أساس الحياة فإن التربة هي أصل الحياة.

2- توفير التفاعل المستمر لمواد الدورة الجيولوجية الكبرى والدورة البيولوجية الصغرى على سطح الأرض.

3- تنظيم التركيب الكيميائي للغلاف الجوي والغلاف المائي؛ وذلك من خلال عمليات التنفس والتركيب الضوئي، والتي تقوم بها الكائنات الحية النباتية أو الحيوانية داخل التربة أو على سطحها، كما أن الغطاء التربي هو الذي يحدد تلك المواد التي تدخل في الغلاف المائي من خلال الفروع القارية لدورة الماء الإجمالية.

4- تنظيم العمليات التي تجري في الغلاف الجوي، ولاسيما كثافة الحياة على الأرض من خلال درجة خصوبة التربة والعوامل الجوية.

5- تجميع المواد العضوية النشطة أو تراكمها وما يرتبط بها من طاقة كيميائية، وذلك على سطح الأرض.

التغيرات

تتعرض مكونات التربة المختلفة - ولاسيما المعادن والفلزات- لتغيرات تختلف باختلاف عوامل تكوين التربة؛ التي ترتبط بالظروف البيئية السائدة ولاسيما المناخ؛ فقد تكون هذه التغيرات في حدها الأدنى، أو حتى معدومة، تحت الظروف المناخية الجافة أو شديدة الجفاف، وتأخذ بالوضوح أكثر كلما تغيرت الظروف البيئية باتجاه زيادة الرطوبة.

وبطبيعة الحال ليس المناخ فقط هو العامل الوحيد الذي يؤدي دوراً في تطور التربة، وظهور بعض العمليات البيدولوجية أو المنشئية، بل هناك عوامل أخرى يمكن أن تحقّق دوراً مهماً في عمليات التغير والتطور.

عموماً يمكن القول إن ظروف التجوية weathering أو الغسل leaching البطيئة نسبياً تعطي دفعاً لتكوين معادن غنية نسبياً بالقواعد مثل مجموعة السمكتيت والباليغروسكيت.

أما في ظروف أكثر نشاطاً من الغسل والتجوية في المرحلة السابقة، وعندما يبلغ الغسل جزءاً من مكونات السيليسيوم (السليكون)، إضافة إلى الأملاح؛ فتصبح الظروف مناسبة لتكوين معادن طينية مثل مجموعة الكاولينيت.

أما في مرحلة أكثر تقدماً من عملية الغسل الذي يشمل السيليسيوم جميعه فإن العملية تقتصر على تكوين ماءات أكاسيد حرة من الألمنيوم وغيرها.

أما مراحل التطور والتغير التي تتعرض لها التربة فيمكن تلخيصها بالتالي:

- في ظروف بيئية جافة أو شبه جافة مع وجود استقرار موضعي للتربة، وغسل جزئي للأملاح، هذه الظروف تدفع باتجاه تكون معادن طين ذات بعد قاعدي متغير، وظهور ظاهرة الانتفاخ والانكماش في التربة (التشقق cracking).

- في ظروف مناخية متوسطة الشدة مع وجود استقرار طبوغرافي للتربة، تظهر مجموعة من العمليات البيولوجية، مثل عملية الغسل التي تشمل الأملاح الذوّابة أولاً ثم المركبات والعناصر الأقل ذوباً مثل معادن الطين والسيليسيوم والألمنيوم والحديد، حيث يترتب على ذلك غسل الأفق السطحي من هذه المواد وتراكمها في الأفق تحت السطحي، من خلال عمليتي نزع إيونات الكلسيوم decalcification، وهجرة الطين clay migration.

- في ظروف أخرى عندما تتوفر كمية لا بأس بها من المادة العضوية مع وجود عملية غسل فعالة، وتوفر نسيج تربة مناسب؛ تحدث عملية نقل وتراكم للمادة العضوية والألمنيوم مع الحديد أو من دونه، ما يؤدي إلى حدوث عملية البدزلة.

- في ظروف أكثر شدة، أي كمية أمطار عالية مع حرارة عالية؛ تكون عملية الغسل على أشدها ويتم نقل معظم المكونات القابلة للذوبان إلى خارج مقطع التربة وتبقى فقط المكونات غير القابلة للذوبان والمقاومة جداً لعملية التجوية؛ أي التحطيم، سواء كان فيزيائياً أم كيميائياً. ومن ثمَّ يمكن القول إن التربة قد وصلت إلى مرحلة الشيخوخة أو التدهور من وجهة نظر زراعية.

حسن حبيب

مراجع للاستزادة:

- حسن حبيب، نشأة التربة وتكوينها، منشورات جامعة دمشق، دمشق 2008.

- فاروق فارس، أساسيات علم الأراضي، منشورات جامعة دمشق، دمشق 1992.

- فلاح أبو نقطة، علم التربة، منشورات جامعة دمشق، دمشق 1995 .

- S.W. Buol et al., Soil genesis and classification, Wiley-Blackwell, 2011.

- D. C. Coleman, Mac A. Callaham, D. A. Crossley Jr., Fundamentals of Soil Ecology, Academic Press; 2017.

- C.B. Eric et al., Early soil knowledge and the birthday and development of soil science, Catena, 2010.

- E. Plaster, Soil Science and Management, Cengage Learning; 2013.

- R. R. Weil, N. C. Brady, Nature and Properties of Soils, Pearson; 2016.

 


التصنيف : علوم البيئة والتنوع الحيوي
النوع : علوم البيئة والتنوع الحيوي
المجلد: المجلد السابع
رقم الصفحة ضمن المجلد :
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 620
الكل : 26897894
اليوم : 45174