Smits,M.M., Hoffland,E., Jogmans,A.G. and van Breemen,N.(2005): Contribution of mineral tunneling to total feldspar weathering. Geoderma, 125, 59-69.


 In this study, we quantified the contribution of mineral tunneling by fungi to weathering of feldspars and ecosystem influx of K and Ca. We studied the surface soils of 11 podzols across a Lake Michigan sand dune chronosequence with soil ages between 450 and 5000 years. Weathering by tunneling was quantified in thin sections by image analysis. Total mineral weathering was quantified by comparing the mineralogy of the surface soil with the underlying parent material. Mineralogy was characterized using X-ray fluorescence spectroscopy (XRFS), followed by a normative mineralogical calculation. Tunnels were observed only in soils older than 1650 years. Throughout the chronosequence the contribution of tunneling to mineral weathering in the upper mineral soil, expressed as tunnel volume divided by volume of weathered feldspar, was less then 1%. Contribution of tunneling to Na/Ca-feldspar weathering was higher than the contribution of tunneling to K-feldspar weathering. Feldspar tunneling equals an average ecosystem influx of 0.4 g ha-1 year-1 for K and 0.2 g ha-1 year-1 for Ca over 5000 years of soil development. Intensity of mineral tunneling, determined as fraction weathered feldspars, was higher than in a previously described North Swedish podzol chronosequence. The presented data suggest that the contribution of tunneling to weathering becomes more important in older soils, but remains low.

Keywords: Biological weathering; Ca and K biogeochemistry; Chronosequence; Feldspar; Fungi; Tunneling』

 本研究で我々は、菌類による鉱物穿孔が長石風化およびKとCaの生態系への流入に果たす寄与を定量化した。450〜5000年の間の土壌年代をもつミシガン湖砂丘クロノシーケンス(生成年代以外の条件がほぼ同じ)における11のポドゾル表面土壌を、我々は研究した。穿孔による風化は、画像解析を用いて薄片について定量化した。全鉱物風化は、表面土壌の鉱物の組成をその下に存在する母材と比較することで定量化した。鉱物は、蛍光X線分光法およびその結果のノルム鉱物計算を用いて特徴づけされた。穿孔は1650年よりも古い土壌でのみ観察された。クロノシーケンスを通じて、鉱物土壌上部での鉱物風化に対する穿孔の寄与は、穿孔体積を風化長石体積で割ったものとして表現されるが、1%以下であった。Na/Ca長石風化に対する穿孔の寄与は、K長石風化に対する穿孔の寄与よりも大きかった。長石穿孔は、土壌発達の5000年にわたり、カリウムでは 0.4 g/ha/年でカルシウムでは 0.2 g/ha/年という生態系への平均流入量に等しい。風化長石の割合として決定された鉱物穿孔の強さは、以前に記載された北スウェーデンのポドゾル・クロノシーケンスの場合よりも大きかった。本データは、風化に対する穿孔の寄与は、古い土壌ほど重要になるものの、低い水準のままであるということを示している。』

1. Introduction
2. Study area
 2.1. The soil chronosequence
 2.2. Profile descriptions
 2.3. Vegetation
 2.4. Texture
 2.5. Mineralogy
3. Methods
 3.1. Weathering
 3.2. Statistics
4. Results
 4.1. Tunneling
 4.2. Weathering
 4.3. Contribution of tunneling to weathering
5. Discussion
 5.1. Contribution of tunneling
 5.2. Comparison tunnel frequency Michigan-Sweden