ปฐพีวิทยา

ไฟล์:Calcareous_Soil_Profile,_Seven_Sisters_Country_Park_-_geograph.org.uk_-_1280181.jpg|thumb|300x300px| หน้าตัดดินบนหินชอล์กที่อุทยานเจ็ดสาวน้อยแห่งอังกฤษ (Seven Sisters Country Park) ประเทศอังกฤษ
ปฐพีวิทยา (อังกฤษ: Pedology; จากภาษากรีก: πέδον หรือ pedon แปลว่า "ดิน" หรือ "ปฐพี" และ λόγος หรือ logos แปลว่า "การศึกษา") เป็นสาขาวิชาหนึ่งในสาขาวิชาปฐพีศาสตร์ ซึ่งมุ่งเน้นการทำความเข้าใจและการบรรยายลักษณะการก่อตัวของดิน การแปรสภาพ และกรอบทฤษฎีสำหรับการสร้างแบบจำลองของเนื้อดิน โดยมักจะอยู่ในบริบทของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ปฐพีวิทยาถูกมองว่าเป็นหนึ่งในสองสาขาหลักของการศึกษาเรื่องดิน โดยอีกสาขาหนึ่งคือปฐพีวิทยาสัมพันธ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะมุ่งเน้นไปทางด้านเกษตรศาสตร์มากกว่า และมุ่งเน้นการศึกษาคุณสมบัติของดินว่ามีอิทธิพลต่อชุมชนของพืช (ตามธรรมชาติหรือเพาะปลูก) อย่างไร ในการศึกษาปรากฏการณ์วิทยาพื้นฐานของดิน เช่น การก่อตัวของดิน (หรือที่เรียกว่า pedogenesis) ซึ่งนักวิชาการด้านปฐพีวิทยาจะให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการสังเกตลักษณะทางสัณฐานวิทยาของดิน และการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของดิน รวมถึงการวางตำแหน่งของเนื้อดินในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ที่กว้างขึ้น ในการดำเนินการดังกล่าว นักปฐพีวิทยาจะพัฒนากระบวนการการจำแนกดิน แผนที่ดิน และทฤษฎีสำหรับการกำหนดลักษณะความสัมพันธ์เชิงเวลาและพื้นที่ระหว่างดิน มีสาขาวิชาย่อยที่น่าสนใจไม่กี่สาขาในปฐพีวิทยา ได้แก่ ปฐพีมิติ (Pedometric) และธรณีสัณฐานวิทยาของดิน ซึ่งปฐพีมิติ เน้นการพัฒนาวิธีการต่าง ๆ เพื่อระบุลักษณะเชิงปริมาณของดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับจุดประสงค์ในการทำแผนที่คุณสมบัติของดิน ในขณะที่ธรณีสัณฐานวิทยาของดินจะศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการทางธรณีสัณฐานและการก่อตัวของดิน

**ภาพรวม**
ดินไม่เพียงแต่เป็นแหล่งรองรับการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น แต่ยังเป็นปฐพีภาคซึ่งเป็นที่ตั้งของปฏิสัมพันธ์มากมายระหว่างสภาพภูมิอากาศ (น้ำ อากาศ อุณหภูมิ) สิ่งมีชีวิตในดิน (จุลินทรีย์ พืช สัตว์) และซากตกค้างต่าง ๆ วัสดุแร่ธาตุของหินเดิมและหินที่เพิ่มเข้ามา และตำแหน่งของหินในภูมิทัศน์ และในระหว่างการก่อตัวและกำเนิด หน้าดินจะลึกลงอย่างช้า ๆ และพัฒนาเป็นที่มีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่า "การแบ่งชั้นของดิน" ในขณะที่กำลังค่อย ๆ เข้าสู่สมดุลในสภาวะคงที่
ผู้ที่ศึกษาเกี่ยวกับดิน (เช่น นักเกษตรศาสตร์) ในระยะแรกแสดงความกังวลเล็กน้อยเกี่ยวกับพลวัตของดิน พวกเขาเห็นว่าดินนั้นเป็นสื่อที่มีคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตทางการเกษตร แต่ในทางกลับกัน นักปฐพีวิทยาและนักธรณีวิทยาไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ลักษณะเฉพาะของดิน (คุณสมบัติเกี่ยวกับดิน) ทางการเกษตรเบื้องต้น แต่มุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์กับธรรมชาติและประวัติศาสตร์ของภูมิทัศน์ ปัจจุบันมีการบูรณาการแนวทางทั้งสองสาขาวิชาเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตร์ภูมิทัศน์และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
ในปัจจุบัน นักปฐพีวิทยาให้ความสนใจในการนำความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับกระบวนการการก่อตัวของดิน หรือ pedogenesis ซึ่งเกี่ยวกับวิวัฒนาการและการทำงานของดิน มาใช้ในทางปฏิบัติ เช่น การตีความประวัติสิ่งแวดล้อมและคาดการณ์ผลที่ตามมาจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ในขณะที่นักเกษตรศาสตร์เข้าใจว่าดินที่เพาะปลูกเป็นสื่อกลางที่ซับซ้อน ซึ่งมักเกิดจากวิวัฒนาการที่มีมายาวนานหลายพันปี ซึ่งพวกเขาเข้าใจว่าสมดุลในปัจจุบันนั้นเปราะบาง และมีเพียงความรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์อย่างละเอียดเท่านั้นที่จะทำให้มั่นใจได้ว่าจะใช้ได้อย่างยั่งยืน

**แนวคิด**
แนวคิดทางปฐพีวิทยาที่สำคัญ ได้แก่- ลักษณะแบบซับซ้อนในการก่อตัวของดินนั้นพบได้บ่อยกว่าแบบความไม่สลับซับซ้อน- ดินอยู่ที่ส่วนที่ต่อระหว่างชั้นบรรยากาศของโลก ชีวมณฑล อุทกภาค และธรณีภาค ดังนั้นเพื่อทำความเข้าใจดิน ต้องอาศัยความรู้ด้านอุตุนิยมวิทยา ภูมิอากาศวิทยา นิเวศวิทยา ชีววิทยา อุทกวิทยา ธรณีสัณฐานวิทยา ธรณีวิทยา และอื่น ๆ อีกมากมายของสาขาวิทยาศาสตร์โลก และวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ- ดินในปัจจุบันมีร่องรอยของกระบวนการก่อตัวของดินที่เคยเกิดขึ้นในอดีต แม้ว่าในหลายกรณี ร่องรอยเหล่านี้จะสังเกตหรือวัดได้ยากก็ตาม ดังนั้นความรู้ด้านนิเวศบรรพกาลวิทยา ภูมิศาสตร์บรรพกาล วิทยาธารน้ำแข็ง และภูมิอากาศบรรพกาลวิทยา จึงมีความสำคัญต่อการรับรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อตัวของดิน และถือเป็นพื้นฐานสำหรับการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของดินในอนาคต- ปัจจัยภายนอกหลัก 5 ประการที่มีผลต่อการก่อตัว ได้แก่ สภาพอากาศ สิ่งมีชีวิต ภูมิลักษณ์ (Topography) วัตถุต้นกำเนิดดิน และเวลา) และปัจจัยเล็กน้อยอื่น ๆ อีกหลายปัจจัยที่ระบุได้ยากกว่า ขับเคลื่อนกระบวนการก่อตัวและการสร้างรูปแบบของดิน- ลักษณะต่าง ๆ ของดินและภูมิทัศน์ของดิน เช่น จำนวน ขนาด รูปร่าง และการจัดเรียงของเนื้อดินแต่ละแบบจะแสดงลักษณะตามช่วงชั้นดิน ระดับวัสดุซึ่งเป็นเนื้อเดียวกันภายใน ความลาดชัน ลักษณะของพื้นผิวภูมิประเทศ (Aspect) ตำแหน่งทางภูมิทัศน์ อายุ และคุณสมบัติ และความสัมพันธ์อื่น ๆ สามารถสังเกตและวัดได้- ซึ่งหลักทางชีวภูมิอากาศวิทยาที่มีลักษณะเฉพาะหรือการรวมกันของกระบวนการการก่อตัว ทำให้เกิดดินที่มีลักษณะเฉพาะ ดังนั้นลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่โดดเด่นและสังเกตได้ เช่น การสะสมของ Illuvium ในชั้นบี หรือชั้นดินล่าง เกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของกระบวนการการก่อตัวบางประการที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาที่แตกต่างกัน- กระบวนการการก่อตัวของดิน (pedogenic) ทำหน้าที่ทั้งสร้างและทำลายความเป็นระเบียบ (anisotropy) ภายในดิน ซึ่งกระบวนการเหล่านี้สามารถดำเนินไปได้พร้อม ๆ กัน ซึ่งช่วงชั้นดินที่เกิดขึ้นสะท้อนถึงความสมดุลของกระบวนการในปัจจุบันและอดีต- หลักการทางธรณีวิทยาของเอกรูปนิยมใช้ได้กับดิน กล่าวคือ กระบวนการการก่อตัวของที่เกิดขึ้นในดินในปัจจุบันดำเนินมาเป็นเวลานาน ย้อนกลับไปถึงสมัยที่สิ่งมีชีวิตปรากฏตัวบนพื้นดิน อย่างไรก็ตาม กระบวนการเหล่านี้มีระดับที่แสดงออกให้เห็นและความเข้มข้นที่แตกต่างกันตามพื้นที่และเวลา- ดินหลายชนิดอาจมีการพัฒนา ผุพัง และหรือเสื่อมโทรมในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง เนื่องจากปัจจัยทางการก่อตัวของดินและปัจจัยของพื้นที่ เช่น พืชพรรณ การทับถมเป็นตะกอน ธรณีสัณฐานวิทยาเปลี่ยนแปลงไป- มีดินบรรพกาลเพียงไม่กี่ชนิด (ในเชิงธรณีวิทยา) เนื่องจากดินเหล่านี้อาจถูกทำลายหรือฝังไว้โดยเหตุการณ์ทางธรณีวิทยา หรือถูกปรับเปลี่ยนโดยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากอยู่ในตำแหน่งที่เปราะบางบนพื้นผิวโลก ดินในส่วนต่อเนื่องกันมีน้อยมากที่มีอายุย้อนกลับไปถึงยุคสมัยเทอร์เชียรี (Tertiary) และดินและพื้นผิวดินส่วนใหญ่มีอายุไม่มากกว่ายุคสมัยไพลสโตซีน อย่างไรก็ตาม ดินที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้หรือกลายเป็นหิน (ดินบรรพกาล) เป็นลักษณะที่พบเห็นได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางบกตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยาส่วนใหญ่ เนื่องจากบันทึกหลักฐานการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในยุคโบราณ จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของสภาพภูมิอากาศตลอดจนประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา- ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับต้นกำเนิดของดินเป็นสิ่งสำคัญในการจำแนกประเภทดินและการทำแผนที่ดิน- ระบบการจำแนกดินไม่สามารถอิงตามการรับรู้ต้นกำเนิดของดินเพียงอย่างเดียวได้ เนื่องจากกระบวนการทางการก่อตัวเป็นสิ่งที่สังเกตได้ยาก และเนื่องจากกระบวนการก่อตัวของดินเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา- ความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของดินเป็นสิ่งจำเป็นและเป็นพื้นฐานต่อการใช้และการจัดการดิน อิทธิพลของมนุษย์ต่อการปรับตัว หรือต่อปัจจัยและกระบวนการก่อตัวของดินสามารถควบคุมและวางแผนได้ดีที่สุดโดยใช้ความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของดิน- ดินถือเป็นโรงงานผลิตดินเหนียวตามธรรมชาติ (ดินเหนียว มีทั้งโครงสร้างแร่ดินเหนียว และอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 2 ไมครอน) ซึ่งหินดินดานทั่วโลกนั้นส่วนใหญ่แล้วเป็นดินเหนียวที่ก่อตัวขึ้นในปฐพีภาค และถูกกร่อน และทับถมลงในแอ่งมหาสมุทร ก่อนจะแข็งตัวกลายเป็นหินในภายหลัง

**นักวิชาการด้านปฐพีวิทยาที่มีชื่อเสียง**
 Olivier de Serres- Vasily V. Dokuchaev- Friedrich Albert Fallou- Konstantin D. Glinka- Eugene W. Hilgard- Francis D. Hole- Hans Jenny- Curtis F. Marbut- Bernard Palissy

**ดูเพิ่มเติม**
 หัวข้อพื้นฐานด้านเกษตรศาสตร์- รายชื่อหัวข้อเกี่ยวกับดิน- การก่อตัวของดิน

**เชิงอรรถและอ้างอิง**

**แหล่งข้อมูลอื่น**
หมวดหมู่:วิทยาศาสตร์ทางดิน
หมวดหมู่:ภูมิศาสตร์กายภาพ
หมวดหมู่:ปฐพีวิทยา