TOPRAK COĞRAFYASI

1. TOPRAK COĞRAFYASI Yrd. Doç. Dr. Taner KILIÇ

2. Toprağın Tanımı • Toprak, kayaların ve organik maddelerin, iklim, organizmalar ve topografyanın çok uzun süreli etkileri altında, çeşitli derecelerdeki fiziksel parçalanma, kimyasal ve biyolojik ayrışma ürünlerinden meydana gelen, içinde geniş bir canlılar topluluğu barındıran, bitkilere durak yeri ve besin kaynağı görevi yapan, belli oranda su ve hava içeren, farklı özellikte katmanlardan kurulu, aktif, dinamik, üç boyutlu doğal bir maddedir.

3. Toprak Fazları • Toprak esas itibariyle 4 farklı yapı maddesinden meydana gelmiştir. • Daha çok inorganik ve az miktarda da organik maddelerden ibaret katı kısım genel toprak hacminin yaklaşık yarısını oluşturur. • Katı Faz: % 50 1- İnorganik maddeler: % 45 2- Organik Maddeler: % 5

4. Geriye kalan kısım ise, birbirlerine karşı değişen oranlarda su ve hava içeren gözenek boşluklarıdır. • Gözenek Boşlukları: % 50 3- Sıvı faz: % 25 (Sıvı faz) 4- Hava fazı: % 25 (Gaz faz)

5. Şu halde doğal kompozisyonu içerisindeki bir toprak kütlesi katı, sıvı ve gaz kısımlarından ibaret bir karışım olup, üç fazlı bir sistem niteliği taşır. • Toprağı oluşturan bu kısımların oranı oldukça büyük değişiklikler gösterir. • Özellikle su ve hava oranları sürekli olarak değişir.

6. Toprağın genel kompozisyonu tekstür (bünye), strüktür, organik madde miktarı, bitki örtüsü, mevsimler, derinlik, toprak işleme durumu ve şekline göre büyük ölçüde değişiklik gösterir. • Bu etkenlere bağlı olarak toprakta en fazla değişikliğe uğrayan unsur toprağın porozitesi, yani gözenek miktarı ve tipidir.

7. Tekstür (Bünye) • Toprağın katı fazını kil, mil, silt ve kum boyutundaki malzemeler teşkil eder. Bu çeşitli boyuttaki malzemelerin toprak kitlesi içindeki nispi miktarları ve bunların birbirlerine göre olan oranları, toprağın tekstürünü ifade eder. • Başka bir ifade ile toprak kütlesindeki parçacıkların nispi durumunu gösteren tekstür, toprağı oluşturan katı maddelerin inceliğini ve kabalığını gösterir.

8. Strüktür (Yapı) • Toprak tekstürü, toprakta bulunan parçacıkların boyutunu verir; strüktür ise toprak parçacıklarının bir araya gelerek oluşturduğu sıralanma ve bunların duruş şekillerini ifade eder. • Dolayısıyla strüktür, kum, mil ve kilden ibaret toprak parçacıklarının birleşme (agregasyon) özelliklerini veya bunların küme, demet halini alma biçimlerini içerir.

9. Toprak strüktürü granüler (taneli) tip ile blokumsu tip arasında değişir. • Taneli, kırıntılı, levhamsı, blokumsu, Yarı köşeli bloklu, prizmamsı, sütunumsu strüktür tipleri vardır. • Toprak strüktürü, topraktaki boşlukların şekillenmesi açısından son derece önemli olup, toprakta su ve havanın dolaşımını tayin eder.

10. Katı faz • Katı faz kaya, kum, mil, silt gibi değişik mineral parçacıklar olup kimyasal bileşim bakımından da farklılık gösterir. • Katı fazın diğer bir kısmını da ana materyalden ileri gelen tuzlar oluşturur.

11. Sıvı Faz • Toprağın sıvı fazı toprak suyudur. • Sıvı faz, katı fazın tanecikler arasında yer alan hava dolu gözenek boşluklarını, toprağın nem içeriğine göre kısmen veya tamamen doldurur. • Gözenek hacmi tamamen su ile doymuş olan topraklara sature topraklar adı verilir. Bu topraklar hava içermezler. • Topraktaki canlı yaşamı için su mutlak surette gereklidir.

12. Gaz Fazı • Toprağın gaz fazı toprak havasıdır. • Topraktaki gözeneklerin su tarafından işgal edilmemiş kısmını oluşturur. • Toprak havası atmosferik havadan biraz farklıdır. Daha fazla CO₂ ve nem, daha az O₂ içermektedir. • Toprak havası da canlı yaşamı için mutlak gereklidir.

13. Toprak Ana Materyali • Üzerinde toprağın oluştuğu gevşemiş kaya veya az çok jeolojik ayrışmaya uğramış tortul ya da birikmiş organik materyalden ibarettir. • Ana kaya ise toprak ana materyalini meydana getiren kaya olarak tanımlanabilir. • Doğada topraklar her zaman yerinde parçalanmaya uğramış kayalar üzerinde oluşmazlar.

14. Dış kuvvetlerin etkisiyle aşındırılarak taşınır ve belli yerlerde biriktirilir. Bu şekilde birikmiş materyal üzerinde de toprak oluşabilir. Bu durumda toprağı oluşturan madde taşınmış materyalden ibarettir. • Doğada toprak oluşumu şu sırayı izler. • KAYA→AYRIŞMIŞ KAYA→HAM TOPRAK→ OLGUN TOPRAK

15. Toprak ana materyali toprakların oluşumuna etki yapan faktörlerden sadece biridir. • İklim, topografya, organizma ve zaman faktörleri ile birlikte düşünülmelidir. • Bu faktörlerden biri veya birkaçı hakim etkiye sahiptir. Bu nedenle aynı ana materyalden her zaman aynı topraklar meydana gelmez. • Dünyanın değişik yerlerinde benzer ana materyalden çok farklı topraklar meydana gelmektedir.

16. Toprak Ana Materyalinin Sınıflandırılması • Topraklar esas itibariyle iki çeşit materyalden meydana gelmiştir. • 1- Mineral ana materyal (kayalar ve mineraller) • 2- Organik ana materyal

17. 1- Mineral Ana Materyal • Mineral maddeler 2 gruba ayrılarak incelenebilir. 1- Yerli (rezüdiyal) materyal: Üzerinde toprak oluşacak kadar uzun bir zaman süresince yerinde kalmış, başka bir yere taşınmamış materyaldir. 2- Taşınmış (transported) materyal: Orijinal yerlerinden su, rüzgar, buzul veya yerçekimi kuvvetleri tarafından aşındırılarak başka bir yerde biriktirilmiş materyaldir.

18. 2- Organik Ana Materyal • Bitki gelişmesinin fazla olduğu fakat su veya düşük ısı derecesi sebebiyle ayrışmanın yavaş bulunduğu yerlerde kısmen ayrışmış organik madde birikmeye başlar. • Daha çok Turba olarak adlandırılır • Norveç, İsveç, İrlanda, İskoçya, Kuzey Almanya, Rusya ve Hollanda’da gibi ülkelerde yaygın olarak görülür.

19. Bataklıklar, durgun sular ve taban suyunun yüzeye çok yakın olduğu çayırlıklar organik maddenin birikmesi bakımından uygun koşullar taşır. • Su, bitkilerin hava ile temasını keser. Ayrışma daha çok mantarlar, anaerobik bakteriler, algler ve mikroskobik su canlıları tarafından yapılır. • Bu ayrışma işlemi ilerlerse organik madde gerçek organik toprak profiline döner ve turbalıklar oluşur.

20. Toprağı Oluşturan Faktörler • 1- Ana Materyal • 2- Organizmalar (canlılar) • 3- İklim • 4- Topografya (relief) • 5- Zaman

21. 1- Ana Materyal • Ana materyal, toprak oluşumunda birinci belki de en önemli faktördür. • Kayalar; sıcaklık değişiklikleri, donma-çözülme, suların sürüklemesi, eritmesi, rüzgar ve buzullar aracılığı ile parçalanırlar. • Ayrışma başladıktan sonra meydana gelen malzeme buzul, akarsu ve rüzgarlarla taşınarak depolanır ya da bir kısmı taşınmadan olduğu yerde kalarak ayrışmaya devam eder.

22. Fiziksel ve kimyasal ayrışmanın ilk ürünü ana materyal olup, bundan sonra toprak gövdesi gelişir. • Ufalanmış, küçük parçalara ayrılmış ana materyal üzerine fiziksel ve özellikle kimyasal olaylar daha fazla etkili olur. • Böylece ana maddeyi oluşturan mineraller kum, silt ve kil boyutundaki toprak taneciklerine dönüşürler.

23. Devamlı su ile doygun koşullar altında biriken bitki artıkları ise organik topraklar için ana materyaller oluştururlar.

24. 2- Organizmalar (Canlılar) • Toprak oluşumu ve gelişimi bitkilerin varlığı ile başlar. Organik maddenin katılması ile C horizonundan, A horizonu gelişerek toprak profili belirginleşir. • Bitki kökleri gevşek yapıdaki ufalanmış materyal içine veya kayalar arasındaki boşluk ve çatlaklara girerek oradan su ve besin maddeleri alırlar.

25. Kökler ana madde üzerinde hem fiziksel hem de kimyasal olmak üzere iki türlü etki ederek hava ve suyun girebileceği yolların açılmasına yardım ederler. • Bitki kökleri ve dökülen yaprakları, mikro organizma veya küçük hayvanlar kendilerine besin sağlamak amacıyla parçalamaya başlar. Kimyasal süreçler de bunların daha fazla ayrışmasını sağlar.

26. Böylece yeni yetişen bitkilerin beslenmesine hizmet eden mineral ve besin maddeleri serbest hale geçer. Bu olay süreklidir ve miktarı çoğalan organik maddeler mikroorganizma faaliyetinin de artmasına sebep olur. • Bunun sonucu kimyasal ve biyokimyasal işlemler daha da hızlanır. Bütün bu olaylar yavaş yavaş toprakların meydana gelmesini sağlar.

27. 3- İklim • İklim, toprak oluşu ve bitki örtüsünün gelişmesiyle çok daha yakın ilişkisi olan aktif bir faktördür. Belirli topraklar, belirli bitki örtüsü ve iklim koşuları altında meydana gelmektedir. • Toprak oluşumunda iklimin etkisi özellikle yağış miktarı ve bunun yıl içerisindeki dağılışına bağlıdır.

28. Toprağa girerek, horizonlar arasından geçen suyun miktarı, topraktaki bazı bileşiklerin taşınarak profili terk etmesine veya alt katlarda birikmesine sebep olur. • İç Anadolu Bölgesi, yıllık ortalama yağışın artışına bağlı olarak toprak profilinin gelişimindeki farklılıkları açıklamak bakımından iyi bir örnektir.

29. Karapınar-Tuz Gölü çevresi ülkemizin en az yağış alan kesimidir (250-300). Yağışın çok az olması toprakta kireç birikim seviyesinin yüzeye yakın olmasına sebep olmaktadır. • Göller Yöresi’nde yağışın artmasına bağlı olarak (400-450mm) kireç birikim seviyesi daha aşağılara inmektedir. • Bu özellik toprak profili içerisinde hareket eden su miktarı ile ilgilidir.

30. Yağış ve sıcaklık topraktaki organik madde miktarı, dolayısıyla mikroorganizma faaliyetlerini de etkilemektedir. • Bunun yanı sıra yağış ve sıcaklık kil minerallerinin oluşumunu da etkilemektedir. • Ülkemizin az yağış alan bölgelerinde fiziksel ayrışma koşulları baskın olup, kimyasal ve biyolojik olaylar önemli ölçüde sınırlanmıştır.

31. 4- Topografya (Rölyef) • Topografya faktörü toprak oluşumunda, iklim, doğal bitki örtüsü ve zamanın etkilerini değiştirecek kadar önemli bir faktördür. • Topografyanın toprak oluşuna katkısı birinci derecede yüzey eğiminin drenaja,suyun arazi yüzeyinde akımına, dolayısıyla toprak profili içerisine sızabilen miktarına ve erozyon derecesine olan etkilerinden ileri gelmektedir.

32. İkinci derecede etkisi ise güneş ve rüzgarlara karşı olan yönlerdeki farklılıklardan dolayıdır. • Topografya şekillerindeki önemli değişmeler farklı toprakların oluşumuna sebep olur. • Suyun toprak profili içerisinde hareketi ve eğim toprak farklılıklarının temel nedenidir. • Çukur alanlarda oluşan topraklar yüksek taban suyundan etkilenir. Kurak bölgelerde tuzlu toprakların oluşumuna neden olur. Çok yağışlı bölgelerde ise organik toprakların oluşumuna neden olur.

33. Düz ve düze yakın eğimli alanlarda toprak profili kalınlığı daha fazladır. Eğimli alanlarda ise sığ topraklar oluşur. • Bakı da toprak gelişiminde önemli bir faktördür. • Güneye bakan yamaçlar daha fazla güneş radyasyonu aldıklarından toprak oluşum dönemi de daha uzundur. • Örneğin; Toros dağlarının güney yamaçlarında toprak oluşu ve toprağı meydana getiren işlemler, kuzey yamaçlara göre daha hızlıdır.

34. 5- Zaman • Toprak oluşumunda zaman faktörü, diğer oluşum faktörlerinin ana materyaller üzerinde etkili olabildiği sürenin boyutunu gösterir. • Toprak oluşumu için gerekli zaman süresi rölyef koşullarına, drenaj, ana maddeye organizmalara bağlı olarak değişir. • Kuvars gibi ayrışmaya dirençli olan minerallerin baskın olduğu yerlerde toprak oluşumu son derece yavaştır.

35. Çok fazla eğimli yerlerde erozyon hızı, toprak oluş hızına eşit olabilir ve böyle yerlerde oluşan topraklar aynı hızla taşındığından, sürekli olarak topraklar genç veya doğuş devresinde kalmaktadır. • Kötü drenaj, aşırı kuraklık, yüksek veya düşük sıcaklık koşulları altında toprak oluşumu yavaştır.

36. Toprakların Sınıflandırılması ve Dünya Toprak Coğrafyası • Toprak sınıflandırma sisteminde tutunan ve dünya çapında olanı, genetik sınıflandırma sistemidir. • Genetik sınıflandırma sisteminde, toprak oluş faktörlerinden iklim, bitki örtüsü, topografya, ana materyal ve zaman dikkate alınır. • Bu faktörlerin etkisi altında toprak belirli horizonlar ve dolayısıyla da morfolojik bir görünüm kazanır.

37. Toprak kökeni ve sınıflandırılması konusunda ilk olarak Rus jeolog DOKUCHAIEV çalışmıştır. • 1882-1900 yılları arasında yaptığı çalışmalarda, toprak özelliğinin geniş ölçüde iklim ve vejetasyon tarafından tayin edildiğini belirtmiştir. • Rus toprakçı GLİNKA toprak profilinde horizonlaşma kavramı üzerinde durmuştur.

38. Eski Toprak Sınıflandırma Sistemi • “1949 Toprak Sınıflandırma Sistemi” de denilen bu sınıflandırma sisteminde topraklar; I- Zonal II- Azonal III-İntrazonal olmak üzere üçe ayrılmaktadır.

39. I. Zonal Topraklar • İyi gelişmiş profil özelliğine sahip bu takımdaki topraklar, toprağı oluşturan aktif faktörlerden iklim ve vejetasyon özelliklerine göre oluşmuştur. • Zonal topraklar yeryüzündeki iklim ve vejetasyon kuşaklarına genellikle uymaktadır. • Ancak, bu toprakların oluşması için, arazinin düz ve ve düze yakın, su sızmasının (drenajın) iyi olması gerekir.

40. Tundra Toprakları • Tundra ikliminin hüküm sürdüğü özellikle Kuzey Yarımküre’de yaygındır. • Bu iklimi karakterize eden şiddetli soğuk ve uzun kışlar, yılın büyük bir bölümünde toprakların donmuş halde kalmasını sağar. • Bu şartlar altında toprak çok yavaş oluşur. • Bitki artıklarının çok yavaş ayrışması, bol miktarda ham humusun oluşmasını sağlar.

41. Tundra topraklarının derinliğini, altta uzanan devamlı donmuş halde bulunan tabaka (permafrost) etkiler. • Yaz devresinde çözülen Tundra topraklarının kalınlığı 1-2m arasında değişir.

42. Çöl Toprakları • Orta enlemlerdeki ve tropikal çöllerdeki topraklar, renk esasına göre iki gruba ayrılır. 1- Gri Çöl Toprakları (Sierozemler): Humus miktarı çok az olan topraklardır. • Aşırı derecede birikmiş olan kalsiyum karbonat, toprağın 30cm’den daha az derin olan kesimlerinde kaliş veya kireç kabuğu şeklinde bulunur. • Kireçli kabuk, kılcallık (kapillarite) olayı ile yavaş olarak yüzeye yükselen taban suyunun kurak devre sırasında buharlaşması sonucunda suda çözünür halde bulunan alkali maddelerin yığılması ile oluşur.

43. Alkali toprak: Yüksek derecede alkalen reaksiyon (pH 7’den fazla-baz özelliği gösteren hidroksil iyonu fazla) gösteren toprak. Bu topraklarda sodyum ve potasyum miktarı fazladır. • Kurak ve yarı kurak bölgelerde oluşan bu toprağın alt katında birikmiş bol miktarda alkali madde bulunur (kireç kabuğu ve kaliş).

44. Sierozemlere gelince, A ve C horizonlu kireçli topraklardır. Alkalen reaksiyon gösterirler. Mil bakımından zengindir. Humus çok azdır. Üzerinde kserofit (kurakçıl) bitkiler yetişir. Yıllık yağış miktarı 400mm civarında ve altında olan sahalarda görülen topraklardır.

45. 2- Kırmızımsı Çöl Toprakları: Çok sıcak tropikal çöllerde bulunur. Humus miktarı son derece azdır. Böylece toprak oluşumunda etkili olan bitki faktörü en düşük noktadadır ve toprak faunasının faaliyeti de son derece sınırlıdır. • Bu toprakların rengini ise çok az miktarda olan demir oksit verir. • Gri çöl topraklarında olduğu gibi, bu topraklarda da kalsiyum karbonat birikmesi mevcuttur.

46. Kestane ve Kahverengi Topraklar • Bu topraklar, orta enlemlerin yarı kurak bozkır sahalarına giren Kuzey Amerika ve Asya’da bulunur. • Kestane renkli topraklar, orta kuşağın yarı kurak alanlarının nispeten nemli bölgelerinde, kahverengi topraklar ise yarı kurak bozkır bölgelerinde oluşur. • Bu topraklar, genel olarak birbirine benzerler. Ancak kahverengi topraklar daha açık renklidir. İçindeki humus oranı kestane renkli topraklara göre daha azdır

47. Kireç birikimi ise kahverengi topraklara nazaran kestane renkli topraklarda daha alt seviyelerde yar alır. • Yağış miktarı arttıkça kireç birikim katı da daha alt seviyelere iner. • Her iki toprakta hakim pedojenik süreç kalsifikasyondur.

48. Kırmızımsı Kestane ve Kırmızımsı Kahverengi Topraklar • Dünyanın yarı kurak, yarı nemli tropikal ve subtropikal bölgelerinde bu topraklar çok yaygındır. • Yüzeyde kırmızımsı kahverenginde olduğu halde, alt horizonlara doğru açık kırmızımsı kahverengini alır. • Alt toprakta kireç birikim zonuna geçilir. Onun için bu topraklar karakteristik pedokallerdir (CaCO₃’ın biriktiği topraklar). • Dünya toprak haritasında kırmızımsı preri toprakları olarak gösterilir.

49. Kuzey Amerika, Muson Asya’sı, Avustralya, Kuzey Afrika ve Ortadoğu’da görülür. • Bu toprakların bulunduğu alanlardaki vejetasyon, uzun boylu otlar (preri), kısa boylu bozkırlar, savan, çalı ve muson ormanlarından ibarettir. • Bu sahalardaki topraklar, çeşitli dereceden hüküm süren kuraklıktan etkilenir. • Topraktaki kırmızı renk demir bileşiklerin toprakta birikmesi ile ilgilidir.

50. Çernozyom Toprakları • Orta kuşağın yarı kurak bölgelerinin nispeten nemli kesimlerinde görülen topraklardır. Artan yağış ve gür bir ot vejetasyonunun etkisi altında gelişirler. • Bu topraklar organik madde bakımından zengin olduğundan kara topraklar da denir. • Çayırların hemen altından başlayan kara/siyah renkli bir tabaka olan A horizonu bulunur.