Prospectiile pedologice. Notiuni de pedologie.

Prospectiile pedologice. Notiuni de pedologie.

Inca din 1929, agronomul suedez Arrhenius dezvolta principiile metodei detectarii concentratiilor fosfatice rezultate in urma locuirilor umane a unui teritoriu dat, tehnica apreciata anterior, in 1911, si de catre F. Hughes in Egipt.

Locuirile umane, indiferent de intensitatea si durata lor, lasa urme chimice identificabile in compozitia solului. Principalele ocupatii si strategii de subzistenta (agricultura, cresterea animalelor, metalurgia etc) produc o serie de produse secundare bogate in diferiti compusi chimici (fosfor, azot, potasiu) a caror concentratie ridicata poate fi pusa in evidenta prin intermediul prospectiilor si analizelor pedologice. Prin metode chimice rapide se poate masura calitativ continutul de fosfati si potasiu, chiar pe loc, in urma prelevarii probelor, cu ajutorul forezei arheologice sau chiar din sapatura.

Niciodata o situatie stratigrafica, fie ea cat de simpla, nu va putea fi pe deplin inteleasa decat in momentul deslusirii proceselor amintite, ale acumularii principalelor elemente constitutive ale solului si, in fine, a formarii acestuia. Cercetarile arheologice trebuie sa tina cont de sol si de particularitatile lui, cel putin din urmatoarele motive:

- marea majoritate a vestigiilor arheologice se gasesc in sol, ele fiind supuse, in timp, unor conditii diferite de conservare in functie de chimism, temperatura, umiditate, prin urmare in functie de conditiile pedogenetice care prezinta variatii mari de la un tip genetic de sol la altul;

- solul a constituit un element favorabil (rareori nefavorabil) al habitatului uman, in functie de fertilitatea sa si de alte caracteristici.

Procesul de acumulare a solului este numit si proces de pedogeneza. Solul este format dintr-o parte minerala si una organica, strans legate intre ele, care printr-o conditionare reciproca, au dat nastere unor combinatii multiple, fizico-chimice, specifice conditiilor pedogenetice in care s-au produs (temperatura, umiditate, vegetatie, roca mama), sub influenta timpului, care constituie, la randul lui, unul din factorii de importanta majora.

Partea minerala a solului provine din distrugerea pe cale fizica (dezagregare), chimica (alterare), sau degradarea biomecanica (bacterii, ciuperci, organisme litofage) a rocilor din subasment. O alta sursa o constituie mineralizarea materiei organice (resturi de plante si animale).

Partea organica a solului este alcatuita din humus. Humus-ul este o substanta organica complexa, specifica solului, provenita in general din descompunerea (mineralizarea) materiei organice din sol. Humus-ul este o substanta coloidala, de provenienta organica, stabila, cu reactie chimice acide, in compozitia caruia intra humina (fractiunea cea mai stabila) alaturi de alti acizi specifici (fulvici, huminici, ulminici). La formarea humusului participa pe langa materiile organice din sol si factorii climatici, de atmosfera etc., timpul fiind, la randul sau, un factor important in particularizarea compozitiei humusului. Solurile pot pierde sau castiga in humus in functie de conditiile pedoclimatice. In functie de combinatia cantitativa si calitativa a componentilor, humusul este de mai multe tipuri:

- Humus-ul de tip mull calcic ia nastere pe roca mama calcaroasa, in conditii de vegetatie de stepa, intr-un climat subarid care favorizeaza descompunerea rapida si completa a resturilor organice, in asa fel incat materia organica nu se poate acumula de la un an la altul.

- Humus-ul de tip mull forestier ia nastere in regiunea padurilor de foioase, in special in zona stejarului, pe roca mama necalcaroasa, intr-un climat mai bogat in precipitatii decat cel anterior, in prezenta ciupercilor pe sol. La suprafata solului se formeaza un orizont subtire (Ao) de culoare brun cenusiu, provenit din acumularea frunzisului de la un an la altul.

- Humus-ul de tip moder ia nastere in regiunea padurilor de foioase sau conifere, pe roca mama silicioasa, in prezenta ciupercilor acidofile. Mineralizarea materiei organice nu este completa, ceea ce determina o acumulare a ei intr-un orizont A, situat in partea superioara.

- Humus-ul de tip mor sau humus brut este tipic pentru mediile puternic acide, cu activitate biologica slaba. El se formeaza in zonele cu clima rece si umeda, pe roca mama silicioasa, in prezenta ciupercilor acidofile. Materia organica este supusa unui proces de mineralizare lenta.

- Humus-ul de tip anmor ia nastere in mediu temporar saturat cu apa, in prezenta bacteriilor anaerobe. Este caracteristic pentru solurile grele, acide.

- Humus-ul de turba se formeaza in mediile permanent saturate cu apa, avand o reactie chimica acida. Materia organica este putin humuificata. Acest fenomen favorizeaza pastrarea indelungata a grauntelor de polen, a obiectelor din lemn, textile etc. Humus-ul are o importanta deosebita pentru sol, deoarece datorita compozitiei si stabilitatii lui el influenteaza solul din punct de vedere fizic, fizico-chimic, chimic si biologic.

FORMAREA PROFILELOR DE SOL

Inainte de a face o prezentare succinta a profilului de sol si a modului in care acesta ia nastere, se impune clarificarea unor notiuni legate de procesul de pedogeneza si anume:

- bioacumularea, care consta in acumularea humusului in partea superioara a solului (orizontul A);

- eluvierea consta in deplasarea substantelor solubile si coloidale pe verticala, odata cu apa provenita din precipitatii sau irigatii, acumularea argilei si spalarea completa a sarurilor (orizontul B);

- iluvierea; procesul de depunere a materialului eluviat in straturile mai profunde ale solului; sarurile din orizonturile A si B (in special CaCO3) ajunse aici prin spalare (orizontul C)

- roca mama, mai mult sau mai putin transformata (afectata) de diverse procese (orizontul D.

In afara celor trei procese prezentate mai sus, precizam faptul ca circulatia pe verticala a solutiilor solului nu se face numai pe principii gravitationale, ci si capilare si/sau peliculare, ceea ce conduce la stabilirea unor legaturi de interdependenta si interactiune intre orizonturile solului. Dispunerea fireasca a orizonturilor in profilul solului este urmatoarea: in partea superioara se afla orizontul de bioacumulare, sub care se afla cele de iluviere; zona de eluviere poate afecta unul sau mai multe orizonturi sau suborizonturi ale solului.

Straturile din sol, rezultate in urma procesului pedogenetic, prin eluviere, iluviere si bioacumulare, se deosebesc intre ele avand caracteristici fizice si chimice diferite si poarta denumirea de orizonturi genetice, iar totalitatea orizonturilor genetice ale unui sol formeaza profilul solului. Datorita conditilor diferite oferite de factorii pedogenetici (clima, vegetatie, roca mama, etc.), profilele solului nu seamana intre ele, ci constituie caracteristici specifice fiecarui tip de sol.

Timpul este unul din factorii foarte importanti in formarea solului. Toate procesele premergatoare formarii solului (degradarea rocilor parentale) sau cele care-l genereaza (acumularea diferentiata a componentelor solului) se petrec concomitent dar cu viteze diferite, intr-un timp indelungat, de ordinul mileniilor. Asa se explica lipsa unor soluri cu orizonturi genetice bine definite in zonele de lunca ale raurilor sau persistenta timp de mai multe milenii a interventiilor antropice in profilul solului. Inceputurile formarii solurilor sunt legate de aparitia primelor depozite provenite din rocile primare, alterate si dezagregate si de prezenta primelor organisme vii, in special a celor vegetale, ale caror resturi s-au combinat cu detritusurile minerale, dand nastere primelor orizonturi de sol. Principalele fenomene care se petrec in profilul de sol si care conduc la formarea orizonturilor de sol se desfasoara astfel: la suprafata solului se acumuleaza resturile organice ale plantelor si animalelor, precum si produse fine de alterare si dezagregare ale rocilor. Cu timpul, materia organica este supusa unui proces de degradare si mineralizare, fiind transformata in humus. Sub influenta apelor, prin procesul de iluviere humusul este depus in orizontul de la suprafa a terenului, unde se acumuleaza, formand astfel orizontul A al solului. Celelalte produse de alterare (coloizi minerali sau saruri solubile) aflate la suprafata solului sau in orizontul A sunt dizolvate de apa, formand solutii, care sunt transportate pe verticala prin procesul de eluviere, in orizonturile mai profunde ale solului unde se depun. In acest fel, in orizontul B se acumuleaza cu prioritate fractiunea argiloasa, iar in orizontul C iau nastere acumulari de carbonati de calciu (CaCO₃).

Circulatia solutiilor solului impreuna cu chimismul diferit al solurilor, dar si al orizonturilor, influenteaza modul de conservare al vestigiilor arheologice. Efectele interventiilor antropice efectuate in profilul solului in perioadele istorice se pot observa dupa multe milenii. In tot acest timp procesele pedogenetice din sol au continuat sa influenteze, chiar daca in mica masura, structurile deranjate, fenomen de care trebuie sa se tina cont in special in descifrarea stratigrafiei, iar pentru definirea corecta a acesteia se vor lua in consideratie atat observatiile directe, posibile in cursul sapaturilor, completate pe cat posibil, cu analize de laborator (Barbuta 1995-2000; 2000).

SOLIFICAREA IN PRINCIPALELE FORMATIUNI VEGETALE

Prezenta materiei organice in diferite stadii de descompunere este indispensabila in procesul de pedogeneza. Majoritatea covarsitoare a materiei organice provine din resturile descompuse ale plantelor. Cu cat exista mai multe plante si vor fi mai bine dezvoltate, cu atat solul va primi mai multa materie organica, deci va fi mai bogat in humus. Dezvoltarea plantelor depinde de conditiile de mediu. Exista relatii de interdependenta si interactionare (reciprocitate) intre mediu, flora naturala si sol. Solul este o formatiune dinamica, prin urmare intr-o continua miscare, in care, alaturi de timp, un rol important il detine solutia solului. Formatiunile vegetale de pe glob sunt multiple si variaza in functie de diferiti factori. In descrierea procesului de solificare in principalele formatiuni vegetale prezentam principalele tipuri caracteristice zonelor temperate, in special de cele existente in tara noastra.

a. Zona de stepa, este slab reprezentata in tara noastra. Ea ocupa estul Campiei Romane si Dobrogea aproape in totalitate. Pe portiuni mai reduse se gaseste in vestul Campiei de Vest, in sudul Olteniei, iar in Moldova ocupa extremitatea de sud, o fasie ingusta pe toata latura de est, precum si sub forma insulara pe areale mici. Ocupa in general portiunile cu climat continental spre excesiv, din topoclimatul de campie si se divide in doua subzone: subzona de stepa semiarida si subzona de stepa propriu-zisa. Subzona de stepa semiarida ocupa o fasie ingusta, orientata nord-sud, situata in vestul Dobrogei si o alta fasie, orientata tot nord-sud, situata la sud de confluenta raului Ialomita cu Dunarea. Localizarea ei este legata de prezenta solului balan, cunoscut si ca balan de stepa sau brun deschis de stepa. El a luat nastere in prezenta unui climat subarid, cu precipitatii sub 400 mm anual.

- Subzona de stepa propriu-zisa ocupa arealele mentionate anterior, mai putin cele ocupate de subzona stepei semiaride. Spre deosebire de subzona descrisa anterior, in subzona de stepa propriu-zisa datorita unui aport mai bogat de precipitatii (400-500 mm/an) apare un covor vegetal continuu, alcatuit din graminee perene, care sporesc aportul de materie organica din sol. In aceasta subzona dispar solurile balane si apar solurile de tip cernoziom, mai bogate in humus.

b. Zona de silvostepa, ocupa portiunile mai inalte ale campiilor si cele joase ale colinelor sau podisurilor, cu vegetatie alcatuita din pajisti de graminee perene, mezoxerofite, in alternanta cu palcuri de stejar (Quercete). In tara noastra zona de silvostepa cuprinde sudul si estul Campei Romane, Campia si zonele joase ale Podisului Moldovei si o fasie ingusta orientata NNE-SSV in Campia Banato-Crisana. Pe suprafete reduse apare si in Bazinul Transilvaniei, in special in zona Turda-Ludus si izolat in Podisul Secaselor, sub influenta unor conditii de microclimat favorabil. Principalele tipuri de soluri zonale care ocupa aria silvostepei la noi in tara sunt: solurile castanii cernoziomice de silvostepa uscata; cernoziomurile slab levigate; cernoziomurile moderat levigate; cernoziomurile puternic levigate; cernoziomurile slab levigate argiloase; cernoziomurile puternic levigate argiloase; cernoziomurile levigat freatice umede etc.

O proprietate esentiala a solului, cu care arheologii sunt nevoiti sa opereze frecvent, este data de textura acestuia, insusire fizico-mecanica legata de granulatie, prin intermediul careia pot fi clasificate speciile de sol, definirea lor depinzand de modul in care se alcatuieste aceasta textura, respectiv de raporturile cantitative ale elementelor granulometrice componente (argile, pulberi, nisipuri). Exista astfel, din acest punct de vedere, mai multe "categorii" (specii) de sol:

sol nisipos (argila 5 %, pulberi 10 %, nisip 85-90%)

sol nisipos-lutos (argila 10-20%, pulberi 10-20%; nisip 60-80%)

sol lutos-nisipos (argila 15-30%, nisip 40-60%, pulberi 45-10%)

sol lutos (argila 25-40%; pulberi 15-40%; nisip 30-40%)

sol lutos-argilos (argila peste 45%, nisip 20-30%, pulberi 25-35%)

sol argilos (argila peste 50%; nisip 50-30%)

O alta proprietate a solului este oferita de structura acestuia. Din acest punct de vedere exista soluri structurate, soluri moderat structurate si soluri slab structurate. Mai sunt cunoscute solurile grauntoase si cele cu structura poliedrica (imprimata de compozitia minerala: miciforma, prismatica, sistoasa etc.). Un rol important in structura solului il joaca apa, care influenteaza alte proprietati ale acestuia: coeziunea, aderenta, plasticitatea. Apa din structura solului poate fi, la randul ei, de mai multe tipuri: gravitationala, capilara, peliculara, de cristalizare.

Exista o nomenclatura specifica de clasificare a solurilor, dupa clasa, tipul genetic si subtip.

Dupa clasa, exista patru categorii de soluri:

soluri zonale (solul eolian - loess-oid; cernoziomic, de tip silvostepa etc.)

soluri intrazonale (tipul mlastinilor - turbariile

soluri azonale (solurile "schelet", puternic erodate, aluviale, crude neevaluate genetic)

soluri antropice (soluri deranjate de interventia omului)

Solurile loess-oide isi iau numele dupa o roca de origine continentala, produsa in urma unui efect indirect al glaciatiunilor asupra mediului inconjurator. Ea este de culoare brun deschisa cu nuante cenusii, galbene, rosiatice sau cafenii, cu structura poroasa, fiind formata din granule de mici dimensiuni de 0,05 - 0,005 mm. Numele sau este de origine germana, "lose" fiind tradus prin "cel care se desface usor". Arheologia de loess este una speciala, zone caracteristice acesteia in Romania fiind in zonele dunarene, in Campia joasa a Banatului, unele portiuni ale campiei Olteniei si pe unele din vaile afluentilor Dunarii (Dambovita, Teleormanul, Oltul inferior, Jiul etc.)