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第１２回　土壌資源

配付プリント等

• 　土壌（Soil）は植物（Plant）の生育（Growth）にとって不可欠です。土壌資源（Soil Resource）と言っても、農業（Agriculture）と林業（Forestry）以外ではあまり重要視されていないようです。しかし、地下水（Groundwater）や河川水（River Water）の汚染（Pollution）問題とは密接に関連しており、環境問題（Environmental Issues）においては全般的に重要視されています。
  　土壌は、地表付近の岩石（Rock）が風化作用（Weathering）と土壌生成（Pedogenic、Soil-forming）作用（土壌化作用）を受けて形成されます。具体的には、岩石を構成する鉱物（Mineral）が、大気中の酸素ガス（O2）や二酸化炭素（CO2）を溶解した水（H2O）によって溶解されたり分解されたりして、２次的に粘土鉱物（Clay Mineral）や水酸化鉱物（Hydroxide Mineral）を生成し、さらに、特に植物から有機物（Organic Matter）の供給を受けて形成されます。植物などの生物（Organism）の関与は必須であり、逆に言えば、生物が存在しないと形成されませんので、土壌は地球（Earth）にしか存在しません。
  　土壌は、固体（Solid）・液体（Liquid：土壌溶液、Soil Solution）・気体（Gas：土壌空気、Soil Atmosphere）から構成されますが、固体部分が特徴的です。原料である岩石を構成した鉱物の１部は残りますが、それは一次鉱物（Primary Mineral）と呼ばれ、石英および長石の１部が主なものです。２次的に生成した粘土鉱物（Clay Mineral）および鉄の水酸化鉱物（Iron Hydroxide）は２次鉱物（Secondary Mineral）と呼ばれるのですが、これらが土壌を代表する鉱物です。特に粘土鉱物が最も重要です。これ以外では主に植物源の腐植（Humus）も主要な構成物質です。
  　土壌の特徴は、粘土（Clay）のように粘性（粘度、Viscosity）や可塑性（塑性、Plasticity）の性質が強いことと、構成粒子の大きさが非常に小さいことです。
  　粘土鉱物は、いわゆる粘土を構成するような鉱物であり、具体的にはケイ酸塩鉱物（Silicate Mineral）の中の層状（フィロ）ケイ酸塩鉱物〔Sheets （Phyllo-） Silicates〕グループのものが圧倒的に多くなっています。これらは、地表の低温と低圧条件下で形成されますので、非常に細粒（Fine）です（一般に粒径が０.００２ミリメートル以下を粘土と呼ぶことが多い）。粘土鉱物には様々な性質を持つものが含まれますが、これは土壌の生成条件によって変化します。
  　世界には、非常に多種類の土壌が分布しています。平均的には厚さは１メートル以下程度（狭義の土壌）と推定されます。一般に、土壌を分類（Classification）する場合には深さ方向の変化を土壌断面（Soil Profile）として表現します。最表層に（生物由来の）腐植などの層があればO（Organicから）層（O-horizon）と呼び、元々岩石のあった部分は、上からA層（A-horizon）・B層（B-horizon）・C層（C-horizon）と呼び、新鮮な岩石層はR（Rockから）層（R-horizon）と呼びます。A層は、岩石由来の無機物質（Inorganic Material）と生物由来の有機物質（Organic Material）とが混在する部分であり、B層はA層から移動した物質も含めて有機物質も混在する部分です。これらのO層・A層・B層の部分を狭義の土壌と呼びます。C層は、主に風化作用（Weathering）を受けていますが、生物由来の物質は存在しない層です。広義の土壌にはC層を含めますが、B層とC層、C層とD層の境界は不明瞭な場合も多いため、現実的には広義と狭義の土壌の定義は明確には区別できない場合も多いようです。
  　このような土壌の分類では、米国が最も早く自国の土壌分類を総合的に行いましたが（Soil Taxonomy）、国連では世界的な分類を行っています（FAO/UNESCO分類）。日本でも日本土壌の分類を行っているのですが、農地（Arable Land）と林地（Forest）では異なっています。現在は、これらを統一する試みが行われています。
  　土壌の機能（Functions）として代表的なものは、上記したような植物生産機能の他、水質浄化機能および貯水・透水機能などがあります。
• 『土壌資源』。講義内容は以下について。
  �@風化と土壌化：
  5大土壌生成因子
  　母材・気候・地形・時間・生物（人為を加えて6大因子と呼ぶこともある）。
  �A粘土と粘土鉱物：
  �B土壌断面と分類：
  　１）国連…FAO/UNESCO分類
  　２）米国…Soil Taxonomy
  　３）日本…農耕地土壌分類・森林土壌分類　
• 配布プリント3枚�J。出席票。
  【1枚目】
  表7-1、図7-2、図8-2、図8-6、表8-3…『地表環境の地学−地形と土壌』（117,118,132,138,140p）
  図1.3、表3.1、図3.1、図3.5、図3.6…『最新土壌学』（5,27,28,38,40p）
  図2.6…『粘土鉱物学』（18p）
  【2枚目】
  表2.1…『最新土壌学』（12p）
  表7-2、表10-1、図10-2…『地表環境の地学−地形と土壌』（124,152,154p）
  図7.1…『地球環境論』（186-187p）
  【3枚目】
  （文章）、表7.3、図7.6…『環境土壌学』（5-7,228,243p）
  図10-1…『地表環境の地学−地形と土壌』（151p）
  表7.3、表7.5、表7.6…『地球環境論』（188,199p）
• 紹介した参考図書：
  【土壌学】
  �@久馬一剛（編）（1997）：最新土壌学．
  　　　土壌学全体を要領よくまとめた図書。お奨め。
  �A世界土壌科学会議･国際土壌照合情報センター･国際連合食糧農業機関（FAO)（編）（2000）：世界の土壌資源−照合基準−　世界の食料･農林水産業データファイルNo.7　資料第385号．
  　　　国連のFAOによる土壌分類の説明書。
  �BE･M･ブリッジズ（1990）：世界の土壌．
  　　　世界の土壌についてまとめたものは意外にないが、その一つで訳書。
  �C松井　健・岡崎正規（編著）（1993）：環境土壌学−人間の環境としての土壌学−．
  　　　環境学から見た土壌をまとめたもの。
  �D陽　捷行（編著）（1994）：土壌圏と大気圏−土壌生態系とガス代謝と地球環境−．
  　　　大気と土壌の相互作用を中心にまとめたもの。
  �E日本地盤環境浄化推進協議会（JASERA）（監修）（2000）：土壌･地下水汚染の実態とその対策．
  　　　土壌と地下水汚染に関する状況をまとめたもの。
  �F木村眞人・波多野隆介（編）（2005）：土壌圏と地球温暖化．
  　　　陸域生態系における最大の炭素貯蔵庫（土壌有機物中の炭素量は植物バイオマス中の炭素量の約3倍、また大気中炭素量の約2倍）である土壌の炭素動態が大気中二酸化炭素濃度に与える影響を解説したもの。
  �G（社）国際食糧農業協会（編）（2002）：世界の土壌資源−入門−．および（社）国際食糧農業協会（編）（2002）：世界の土壌資源−アトラス−．
  　　上記�Aを含めて、世界土壌科学者会議の世界土壌資源照合基準ワーキンググループが作成した３部作の翻訳。
  　１．World Reference Base for Soil References: An Introduction
  　２．World Reference Base for Soil References: Atlas
  　３．World Reference Base for Soil References

補足説明

全般	地球資源関連用語は『地球資源関連用語集』のページを参照。 地球科学用語は『地球科学用語集』のページを参照。

• 時間切れで説明していない内容。
  �C土壌の機能：
  　１）植物生産機能
  　２）（水質・汚染物質）浄化機能
  　３）貯水・透水機能
  �D土壌劣化：

• 『風化とは』、『粘土と粘土鉱物』、『土壌とは』、『土壌資源』などのページを参照。
• フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。
  ■Category:土壌（Category:Soil）／Category:土壌学（Category:Soil science）／土壌（Soil）／Category:Types of soil／Category:Sediments／
  ■風化（Weathering）／
  ■粘土（Clay）／粘土鉱物（Clay minerals）／Category:Phyllosilicates／Category:Soil chemistry／
  ■土壌汚染（Soil contamination）／Category:土壌汚染（Category:Soil contamination）／Category:Environmental soil science／

【土壌の形成】

• Soil formation 〔Seafriends Marine Conservation and Education Centreによるseafriendsの『environment』の中の『Soil: use, sustainability and conservation』の『Soil: Geology』から〕 土壌のでき方。風化作用が重要であるが、土壌化のためには生物の働きが不可欠であり、その作用を土壌生成作用と呼ぶ。

【土壌断面】

• Soil profile 〔Seafriends Marine Conservation and Education Centreによるseafriendsの『environment』の中の『Soil: use, sustainability and conservation』の『Soil: Geology』から〕 土壌断面： O層：（organicに由来）落葉・落枝（リッター）からなる有機物層。 A層：有機物と無機物が混在する層。 B層：A層から溶脱された物質に富む層。 C層：風化層。 R層：（rockに由来）未風化層（岩）。 ※O層・A層・B層が生物の影響下にあるので、これらを土壌体（solum、複数はsola）と呼び、狭義の土壌とすることがある。

【土壌生成因子】

• 〔日本粘土学会の『粘土基礎講座�T』の中の南條正巳氏による『７．土壌中の粘土鉱物』から〕 土壌生成因子（５因子）。これに『人為』を加える場合もある。

参考

【土壌群と分布面積】

• 表1・2　世界の各種土壌群の特徴と分布面積 土壌群名（アメリカ農務省分類） 【FAO/UNESCO分類】 特　　徴 分布 面積 〔億ha〕 分布 割合 〔％〕 ツンドラ・亜極地褐色森林土地帯 コケ・地衣類・小灌木のみ植生。寒さのために農耕不可。 5.12 3.9 沙漠土（塩類土・アルカリ土を含む）【ゼロソル・イェルモソル】 養分が低くとくに窒素、リン酸、微量要素が不足。水不足で灌漑を必要とするが、二次的塩類化などに注意を要す。 21.04 16.2 チェルノーゼム（栗色土、ブルニーゼム、赤色プレリーを含む）【チェルノーゼム・カスタノーゼム】 物理的、化学的性質ともにバランスのとれた肥沃な土壌。広大な小麦地帯とアメリカのとうもろこし地帯に分布。 8.12 6.2 非石灰質褐色土 粘土の多い下層土をもち、養分は高いが、物理的性質が悪いので耕土をよくほぐすことが大事である。 2.84 2.2 ポドゾル（泥炭土、低腐植質グライ土、灰褐色ポドゾル土を含む）【ポドゾル・ヒストソル】 養分が溶脱されて酸性を示す。中和のために石灰の施用を要す。寒冷な気候が耕作の制限因子である。 19.40 14.9 赤黄色ポドゾル性土【アクリソル】 養分の溶脱が激しく、酸性で、湿潤気候下で発達、粘土が表層から移動して下層に集積。 3.88 3.0 ラトソル（地下水ラテライトなどを含む）【フェラルソル】 風化と養分溶脱をもっとも激しく受け、リン酸に欠乏、湿潤熱帯における主要土壌。 24.72 19.0 グルムソル土地帯 グルムソル【バーティソル】 養分に富むが物理的性質が悪い。透水性低く、排水不良。 3.24 2.5 テラロッサ【ルビソル】 石灰岩の上に生成された赤色で肥沃な土壌、物理的性質もよく、耕作も容易な土壌。 レンジナ・褐色森林土地帯 レンジナ【レンジナ】 石灰岩や泥灰岩を材料にした土壌で肥沃度が高い。傾斜地に分布し、牧草地に利用されている。 1.0 0.8 褐色森林土【カンビソル】 湿潤冷温帯の中部ヨーロッパに広く分布。粘土移動やポドゾル化がない褐色な土壌断面をもち、中性ないし酸性。 アンドソル（黒ボク土）【アンドソル】 火山灰からできた土壌で、容積重が軽く、リン酸を土壌に吸収、固定化する力が大きい。 0.28 0.2 岩屑土（リトソル）【リトソル】 岩石の上に載っているれきの多い未熟な土壌で、広い面積をもつが、耕地面積割合は低い。放牧地に利用。 26.92 20.7 砂丘未熟土（レゴソル）【レゴソル】 風の力によって砂、微砂が堆積したもの。海岸砂丘堆積物や新しい火山灰などからなる。 7.60 5.8 沖積土【フルビソル・グライソル】 河川の氾濫などで堆積された比較的新しい堆積物。肥沃度が高く、世界人口の1/3はこの土壌に食糧を依存している。 5.88 4.5 <出典>　大塚紘雄・井上隆弘：世界の土壌、科学、58、p.611、岩波書店（1988）。 図1・3　世界の土壌分布 〔茅（監修）オーム社（編）（2003）による〕

【世界の土壌図】

• 東北大学大学院農学研究科・農学部（HP/2011/6）による『世界土壌資源図』から

【日本の土壌図】

• 土壌立地学の『読替えデジタル日本土壌図』から 森林地域では褐色森林土が最も優勢。次に黒ぼく土（黒ボク土：火山灰起源）が多い。平野地域では沖積土〔第四紀の完新世（最新の地質時代区分：かつての沖積世：約１万年前から現在まで）に主に河川により堆積した地層の土壌〕が優勢。