Although chemical oxidation of reduced
elements in parent materials produces
acidity, it cannot account for the extremely
acid podzols and related peats
found on granite-like rocks. Acidification
of these soils is biological (8); hence,
the soils are most acid at the surface,
where most decomposition and leaching
occurs.
The major sources and sinks of soil
acidity are illustrated in Fig. 1. Initially,
weathering of freshly exposed siliceous
bedrock is rapid and bases such as calcium,
magnesium, potassium, and sodium
are leached (pathway 3d in Fig. 1). Acid
is generated by the biological oxidation
of carbon, nitrogen, and sulfur, much as
acid rain is created by the burning of
fossil fuels. Because the partial pressure
of CO2 in soils can be 100 times that in
the air, potential weathering rates by
H2CO3 are immense, although seldom
achieved in nature. Reaction and removal
of hydrogen ions favor continued dissociation
to H+ and HCO3- (pathway
2c). With time, rates of acid neutralization,
weathering, and cation denudation
decrease and acids accumulate. Little
H2CO3 is consumed by mineral weathering;
most of it is lost as CO2 and H20
(pathway 2c). This is reflected by the low
bicarbonate alkalinity of runoff from watersheds
with strongly acid soils.
A layer of humus eventually forms
which often lies over bleached mineral
soil. Earthworms and other organisms
that mix litter with mineral soil are now
absent, and microbial populations have
changed. Production of simple organic
acids is slight, but production of partially
oxidized humic acids of high molecular
weight is favored (9). These humic acids
more strongly acidify their environment
than the final oxidation products of CO2
and H20. The increased acidity decreases
the solubility of humic acids (10),
and enhances their accumulation. The
rate of mineral weathering is now exceedingly
low, most organic acids are
lost as CO2 and H20, and the upper
mineral soil is a highly weathered siliceous
residue resistant to acid weathering.
This process is known as podzolization,
and soils with distinctive bleached
horizons are known as podzols.
It is often thought that acid humus
accumulates because organic matter decomposes
slowly. This is clearly true
where thick peat develops under sparse
vegetation. It is not true for the productive
forests on podzolized acid soils in
the Northeast, southeastern Canada, and
Scandinavia (11), where concern about
acid rain is greatest.
Formation of mature podzol soils from
freshly exposed materials is measured in
5 AUGUST 1983
thousands of years, because the capacity
of the parent material to neutralize acid
is great relative to rates of weathering.
For example, the potential for neutralization
of acids by the parent material at
Hubbard Brook in New Hampshire is
nearly 21,000 times greater than the
yearly inputs of acid rain and 11,000
times greater than the estimated rate of
mineral weathering (pathways 3a to 3d in
Fig. 1) (12). In addition, the aluminum
oxides in the parent material neutralize
acid in water (pathway 3c) when the pH
is below 5 and serve as an enormous sink
against acidification (13).
Although some preferential flow occurs
in soils, so that not all ion exchange
sites can react equally with leachate, the
time scale of weathering allows distinctive
soil horizons to develop parallel to
the earth's surface rather than surrounding
vertical channels of preferential flow.
Given the rate of soil formation, or even
the 100 or more years said to be necessary
for significant leaching of cations by
acid rain (14), strong acidification of mineral
soil is generally restricted to the
upper soil profile. In addition, the earth's
surface is not stable: erosion, tree throw,
frost heaving, and soil creep constantly
expose new and less weathered mineral
material. Although the amounts of soil
H20+ C02
G)
moved are small, the corresponding
resistance to acidification is large. Only
where weathering can keep pace with
disturbance do we see mature, albeit
heterogeneous, soil development.
Acidification of Soil and Water
Because cation exchange reactions are
rapid, hydrogen ions in acid rain could
rapidly acidify soil by depleting exchangeable
base nutrients. If increases in
H+ in acid rain (Al) leached nutrient
cations (AM) from soils on a chargeequivalent
basis (that is, AMI/AH = 1),
strongly acid soils would be highly susceptible
to acidification because of their
low nutrient content. However, the ability
of hydrogen ions to remove nutrient
cations from soils more acid than pH 5 is
low; that is, AM/AH< 1 at the mean pH
of present-day acid rain (15). Conversely,
base nutrient cations are efficiently
retained. Data on acid soils and acid rain
in areas of concern around the world
show that, on average, the proportion of
bases to acid in the rain is usually equal
to or greater than that in the strongly
acid forest soils on which the rain falls
(15-17).
Artificial leaching experiments, some
Although chemical oxidation of reducedelements in parent materials producesacidity, it cannot account for the extremelyacid podzols and related peatsfound on granite-like rocks. Acidificationof these soils is biological (8); hence,the soils are most acid at the surface,where most decomposition and leachingoccurs.The major sources and sinks of soilacidity are illustrated in Fig. 1. Initially,weathering of freshly exposed siliceousbedrock is rapid and bases such as calcium,magnesium, potassium, and sodiumare leached (pathway 3d in Fig. 1). Acidis generated by the biological oxidationof carbon, nitrogen, and sulfur, much asacid rain is created by the burning offossil fuels. Because the partial pressureof CO2 in soils can be 100 times that inthe air, potential weathering rates byH2CO3 are immense, although seldomachieved in nature. Reaction and removalof hydrogen ions favor continued dissociationto H+ and HCO3- (pathway2c). With time, rates of acid neutralization,weathering, and cation denudationdecrease and acids accumulate. LittleH2CO3 is consumed by mineral weathering;most of it is lost as CO2 and H20(pathway 2c). This is reflected by the lowbicarbonate alkalinity of runoff from watershedswith strongly acid soils.A layer of humus eventually formswhich often lies over bleached mineralsoil. Earthworms and other organismsthat mix litter with mineral soil are nowabsent, and microbial populations haveการเปลี่ยนแปลง การผลิตการเกษตรอินทรีย์กรดเป็นเล็กน้อย แต่การผลิตบางส่วนออกซิไดซ์กรดฮิวมิคสูงโมเลกุลน้ำหนักชื่นชอบ (9) กรดฮิวมิคเหล่านี้acidify สภาพแวดล้อมอย่างรุนแรงกว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายออกซิเดชันของ CO2และ H20 ลดความเป็นกรดเพิ่มขึ้นการละลายของกรดฮิวมิค (10),และช่วยเพิ่มการสะสมของพวกเขา การอัตราการผุกร่อนแร่ขณะนี้เหลือเกินมีกรดต่ำ อินทรีย์ส่วนใหญ่หายไปเป็น CO2 และ H20 และด้านบนแร่ดินมี weathered สูง siliceousทนต่อการผุกร่อนกรดตกค้างกระบวนการนี้เรียกว่า podzolizationและฟอกดินกับเด่นฟ้าจะเรียกว่า podzolsมันมักจะเป็นความคิดที่ซากพืชกรดสะสม เพราะอินทรีย์สลายตัวไปช้า นี้เป็นจริงอย่างชัดเจนซึ่งพัฒนาพรุหนาใต้ห่างพืช ไม่เป็นจริงสำหรับการผลิตป่าบนดินกรด podzolized ในตะวันออกเฉียงเหนือ ตะวันออกเฉียงใต้แคนาดา และสแกนดิเนเวีย (11), ซึ่งเป็นเรื่องที่ฝนกรดมีมากที่สุดการก่อตัวของผู้ใหญ่ podzol ดินจากวัสดุสัมผัสสดในวัด5 1983 สิงหาคมพัน ๆ ปี เนื่องจากกำลังการผลิตวัสดุหลักในการแก้กรดเป็นที่ดีสัมพันธ์กับอัตราการผุกร่อนตัวอย่างเช่น โอกาสของปฏิกิริยาสะเทินกรดโดยวัสดุหลักที่มีบรู๊ค Hubbard ในนิวแฮมป์เชียร์เกือบ 21,000 มากกว่าเท่าตัวปัจจัยการผลิตรายปีของฝนกรดและ 11,000เวลามากกว่าราคาประเมินของแร่ที่ผุ (ทาง 3a กับ 3dรูปที่ 1) (12) นอกจากนี้ อะลูมิเนียมออกไซด์ในวัสดุหลักแก้กรดในน้ำ (เดิน 3c) เมื่อค่า pHต่ำกว่า 5 และเป็นอ่างขนาดใหญ่กับยู (13)แม้ว่ากระแสสิทธิพิเศษบางอย่างเกิดขึ้นในดิน เพื่อให้แลกเปลี่ยนไอออนทั้งหมดเว็บไซต์สามารถทำปฏิกิริยากันกับ leachate การมาตราส่วนเวลาของสภาพดินฟ้าอากาศให้โดดเด่นฟ้าดินจะพัฒนาไปโลกของผิว มากกว่าโดยรอบช่องที่แนวตั้งของกระแสต่ำกำหนดอัตราการก่อ ตัวของดิน หรือแม้กระทั่งปี 100 หรือมากกว่าว่า มีความจำเป็นสำหรับสำคัญละลายจำเพาะโดยฝนกรด (14) ยูแข็งของแร่ดินถูกจำกัดโดยปกติเพื่อการดินบนโปรไฟล์ นอกจาก โลกพื้นผิวไม่เสถียร: กัดเซาะ ต้นไม้โยนน้ำค้างแข็ง heaving และดินคืบอย่างต่อเนื่องเปิดเผยแร่ และน้อยสภาพใหม่วัสดุที่ แม้ว่าจำนวนของดินH20 + C02กรัม)ย้ายมีขนาดเล็ก สอดคล้องกันการยูมีขนาดใหญ่ เท่านั้นที่ผุกร่อนสามารถให้ทันกับรบกวนทำเราดูแก่ ๆ แม้ว่าแตกต่างกัน การพัฒนาดินยูของดินและน้ำเนื่องจากปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนไฮโดรเจนไอออนในฝนกรดอย่างรวดเร็ว สามารถacidify ดิน โดยนี้สามารถแลกเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วสารอาหารพื้นฐาน ถ้าเพิ่มH + ในสาร leached ฝนกรด (Al)แคทไอออน (AM) จากดินบน chargeequivalentพื้นฐาน (คือ AMI ใน AH = 1),ขอกรดดินจะอ่อนไหวต่อการยูเนื่องจากพวกเขาเนื้อหาสารอาหารต่ำ อย่างไรก็ตาม ความสามารถในของไฮโดรเจนไอออนเพื่อเอาสารอาหารแคทไอออนจากดินที่เป็นกรดมากขึ้นกว่าค่า pH 5ต่ำ คือ AM / อา < 1 ที่ pH หมายถึงฝนกรดในปัจจุบัน (15) ในทางกลับกันแคทไอออนสารอาหารพื้นฐานอย่างมีประสิทธิภาพเก็บรักษาไว้ ข้อมูลในดินกรดและฝนกรดในบริเวณทั่วโลกแสดงว่า โดยเฉลี่ย สัดส่วนของฐานกรดในสายฝนจะเท่าไป หรือการขอดินกรดป่าซึ่งฝนตก(15-17)ประดิษฐ์ที่ละลายทดลอง บาง
การแปล กรุณารอสักครู่..
