ปฐพีวิทยา

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 และชีวภาพที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตทางการเกษตรSaltini Antonio, Storia delle scienze agrarie, 4 vols, Bologna 1984-89, , , ,  แต่ในทางกลับกัน นักปฐพีวิทยาและนักธรณีวิทยาไม่ได้มุ่งเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ลักษณะเฉพาะของดิน (คุณสมบัติเกี่ยวกับดิน) ทางการเกษตรเบื้องต้น แต่มุ่งเน้นไปที่ความสัมพันธ์กับธรรมชาติและประวัติศาสตร์ของภูมิทัศน์ ปัจจุบันมีการบูรณาการแนวทางทั้งสองสาขาวิชาเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตร์ภูมิทัศน์และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

ในปัจจุบัน นักปฐพีวิทยาให้ความสนใจในการนำความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับกระบวนการการก่อตัวของดิน หรือ pedogenesis ซึ่งเกี่ยวกับวิวัฒนาการและการทำงานของดิน มาใช้ในทางปฏิบัติ เช่น การตีความประวัติสิ่งแวดล้อมและคาดการณ์ผลที่ตามมาจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ในขณะที่นักเกษตรศาสตร์เข้าใจว่าดินที่เพาะปลูกเป็นสื่อกลางที่ซับซ้อน ซึ่งมักเกิดจากวิวัฒนาการที่มีมายาวนานหลายพันปี ซึ่งพวกเขาเข้าใจว่าสมดุลในปัจจุบันนั้นเปราะบาง และมีเพียงความรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์อย่างละเอียดเท่านั้นที่จะทำให้มั่นใจได้ว่าจะใช้ได้อย่างยั่งยืน

 แนวคิด 
แนวคิดทางปฐพีวิทยาที่สำคัญ ได้แก่Buol, Stanley W., F,D. Hole and R.W. McCracken. 1997. Soil Genesis and Classification, 4th ed. Iowa State Univ. Press, Ames Hole Francis D., J.B. Campbell. 1985. Soil landscape analysis. Totowa Rowman & Allanheld, 214 p. 

 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)"ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑", ให้ความหมายของ  topography  ว่า "ภูมิลักษณ์"  หรือ "ลักษณะภูมิประเทศ" 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