Pedosféra

Pedosféra je půdní obal Země, tenká vrstva na rozhraní litosféry, atmosféry, hydrosféry a biosféry, v níž vzniká půda. Půda je samostatný přírodní útvar, který vzniká zvětráváním hornin a rozkladem organických zbytků za působení podnebí, organismů, reliéfu a času.¹ Je podmínkou života souše, protože na ní rostou rostliny, zadržuje vodu a ukládá uhlík.²

Co je pedosféra

Pedosféra je souhrn půd na zemském povrchu, půdní obal Země. Název vznikl z řeckého pedon („půda“, doslova „to, co je pod nohama“) a sphaira („koule“). Není to souvislá slupka ani samostatná vrstva jako atmosféra, ale tenký, nesouvislý a velmi proměnlivý pokryv, který chybí třeba na holé skále nebo pod ledovcem.¹

Pedosféra vzniká na rozhraní čtyř sfér: z hornin litosféry zvětráváním, z atmosféry vzduchem a podnebím, z hydrosféry vodou, která půdou protéká, a z biosféry organismy, které v půdě žijí a které jí dávají organickou hmotu.¹ Proto bývá označována za průnik těchto sfér a je jednou z pěti sfér, které zkoumá fyzická geografie.

Půdou se zabývá pedologie (půdoznalství) a její geografická část pedogeografie, která sleduje rozšíření půd po Zemi a jeho příčiny.¹

Co je půda

Podle klasické definice, od které vychází i česká pedologie, je půda samostatný přírodní útvar vzniklý z povrchových zvětralin zemské kůry a z organických zbytků působením půdotvorných činitelů. Je prostředím půdních organismů, stanovištěm vegetace, zdrojem živin pro kulturní rostliny a regulátorem koloběhu látek.¹

Půda je dynamický a živý systém. Skládá se z minerálních částic (štěrk, písek, prach, jíl), organické hmoty, vody (půdního roztoku), plynů a živých organismů. Protože obsahuje všechna tři skupenství, bývá nazývána trojfázovým systémem.¹ Mezi složkami probíhá neustálá výměna látek, kterou ovlivňují fyzikální, chemické a biologické procesy.¹

Půda není totéž co hlína, zemina nebo „prsť“. Zemina je jakýkoli rozrušený materiál, třeba výkop ze stavby. Půda má vlastní stavbu, horizonty, vývoj a živé společenstvo, které zemině chybí.¹

Jak vzniká půda

Za zakladatele moderní pedologie je považován ruský geolog Vasilij Dokučajev, který v osmdesátých letech 19. století při výzkumu ruských černozemí ukázal, že půda je samostatné přírodní těleso, které vzniká souhrou činitelů, a ne pouhá zvětralá hornina.¹⁰ Jeho myšlenku zformuloval kvantitativně v roce 1941 švýcarsko-americký pedolog Hans Jenny v knize Factors of Soil Formation. Půdní vlastnosti podle něj závisejí na pěti činitelích: podnebí (climate), organismech (organisms), reliéfu (relief), matečné hornině (parent material) a čase (time), proto se tomu říká model CLORPT.³

Česká literatura jako hlavní činitele uvádí matečnou horninu (substrát), podnebí, biologický faktor, podzemní vodu a působení člověka.¹ V mírném pásu, kam patří i Česko, probíhají zejména tyto procesy: humifikace (hromadění humusu), eluviace (vyplavování látek z horního horizontu), iluviace (jejich hromadění ve spodním), oglejení a glejový proces v zamokřených půdách.¹

Půda vzniká velmi pomalu. Rychlost, jakou se hornina přeměňuje na půdu, je podle měření Heimsatha a kol. (1997) v australských horách velmi malá a klesá s tloušťkou už existující půdy, protože silná vrstva půdy chrání horninu před zvětráváním.⁴ Typická rychlost vzniku půdy je řádově setiny až desetiny milimetru za rok, což znamená, že jeden centimetr půdy vzniká desítky až stovky let.⁵

Půdní profil a horizonty

Když se vykope jáma, vidí se na její stěně půdní profil: vrstvy, které se liší barvou, strukturou i složením. Označují se jako půdní horizonty. Základní schéma, které se v různých variantách používá po celém světě, rozlišuje:¹¹

• horizont O: organický, tvořený opadem a rozkládající se hmotou,
• horizont A: humusový, tmavý, promíšený s minerály, nejbohatší na život,
• horizont E: vyplavovací (eluviální), z něhož voda odnáší jíl, humus a oxidy, často světlý, vybělený,
• horizont B: ukládací (iluviální) nebo zvětralý, kde se hromadí vyplavené látky nebo vzniká nová struktura,
• horizont C: zvětralá matečná hornina,
• horizont R: pevné podloží.

Vlastnosti půdy

Půdy se liší zrnitostí (texturou), podle poměru písku, prachu a jílu. Písčité půdy jsou lehké, propustné a rychle vysychají, jílovité jsou těžké a špatně propustné, ale dobře drží vodu a živiny. Půdy s příznivou strukturou, tedy se stabilními drobtovitými agregáty, dobře propouštějí vzduch i vodu.¹¹

Další důležité vlastnosti jsou kyselost (pH), obsah humusu, schopnost poutat živiny a vodu (sorpce) a mocnost profilu. Úrodnost půdy je podle české definice schopnost poskytovat rostlinám po celé vegetační období vodu, živiny a vzduch, a není to absolutní veličina, ale hodnota vzhledem k podmínkám a pěstovaným plodinám.¹

Život v půdě

Půda je jedním z nejbohatších prostředí na Zemi. Podle přehledu Fierera (2017) obsahuje gram půdy miliardy buněk bakterií a tisíce druhů mikroorganismů, z nichž většinu zatím neumíme vypěstovat v laboratoři ani popsat.⁶ Kromě bakterií a hub tu žijí prvoci, háďátka, roztoči, hmyz a žížaly.

Půdní organismy rozkládají odumřelou hmotu a vracejí živiny do oběhu, vytvářejí humus, provzdušňují půdu a stabilizují její strukturu. Půdní mikrobiom je tak základem koloběhu živin a uhlíku i zdraví rostlin.⁶

K čemu půda slouží

Půda plní několik funkcí, které jsou pro člověka klíčové. Je prostředím, v němž rostou rostliny, a tím základem zemědělství a lesnictví. Zadržuje a čistí vodu a chrání před povodněmi, rozkládá látky a uchovává živiny. Je domovem obrovského množství organismů a je významným zásobníkem uhlíku.¹²

Podle Lala (2004) obsahují půdy světa dohromady asi 2 500 miliard tun uhlíku, z toho přibližně 1 550 miliard tun v organické hmotě a asi 950 miliard tun v karbonátech. To je zhruba trojnásobek obsahu uhlíku v atmosféře a víc než čtyřnásobek obsahu v živé biomase.² Změny v půdním uhlíku proto ovlivňují klima: ztráta humusu uvolňuje oxid uhličitý, jeho ukládání jej naopak z atmosféry odebírá.²

Klasifikace půd

Půdy se třídí podle diagnostických horizontů a vlastností. Mezinárodně se nejčastěji používá světová referenční báze pro půdní zdroje (World Reference Base for Soil Resources, WRB), kterou vydává Mezinárodní unie půdních věd (IUSS). Její čtvrté vydání z roku 2022 rozlišuje 32 referenčních skupin půd.⁷

V Česku je od roku 2001 v používání Taxonomický klasifikační systém půd České republiky, jehož druhé upravené vydání vyšlo v roce 2011. Půdy se v něm člení do referenčních tříd, typů a dalších jednotek.⁸

Půdy se dělí také na zonální a azonální. Zonální typy odpovídají podnebí a vegetaci určitého pásma a vyvíjejí se na rovných plochách (černozemě ve stepích, podzoly v jehličnatých lesích). Azonální typy závisejí hlavně na matečné hornině nebo vodě a vyskytují se v různých pásmech, například rendziny na vápencích nebo rašelinné půdy.¹

Hlavní půdy světa

Půdní pokryv Země se mění s podnebím a vegetací. Ve zjednodušeném přehledu to vypadá takto: v polárních oblastech jsou půdy s trvale zmrzlým podložím (permafrostem), pod severskou jehličnatou tajgou vznikají kyselé podzoly, ve stepích mírného pásu mocné tmavé černozemě, v listnatých lesích mírného pásu hnědé lesní půdy, v tropech pod deštným pralesem silně zvětralé červené a žluté půdy a v pouštích mělké půdy s nízkým obsahem humusu a často zasolené.⁸

Černozemě patří k nejúrodnějším půdám světa. Právě jejich výzkum v ruských stepích stál na počátku pedologie.¹⁰ Naopak půdy tropických pralesů jsou na živiny chudé, protože většina živin je vázána v živé hmotě a opadu, ne v půdě.¹²

Půdy Česka

Půdní pokryv Česka je pestrý, protože se zde střídají nížiny, pahorkatiny a hory s různými horninami. Podle pedogeografického přehledu Ireny Smolové patří mezi plošně nejrozšířenější černozemě na jižní Moravě a v Polabí, hnědozemě v pahorkatinách a ve vyšších polohách illimerizované půdy a podzoly.¹ Nejrozšířenějším půdním typem v zemi jsou hnědé půdy (kambizemě), které se vyskytují ve všech typech členitějšího reliéfu mimo nížiny.¹

Černozemě a hnědozemě

Černozemě vznikly v raném holocénu pod stepní a lesostepní vegetací, většinou na spraši. Mají mocný tmavý humusový horizont a patří k nejúrodnějším půdám, pěstují se na nich nejnáročnější plodiny: kukuřice, pšenice a cukrovka. Jejich nevýhodou je občasné vysychání. Hnědozemě vznikly pod dubohabrovými lesy v pahorkatinách, méně vysychají a jsou rovněž hodnotné zemědělské půdy.¹

Hnědé půdy a podzoly

Hnědé půdy (kambizemě) vznikly intenzivním zvětráváním v humidním mírném klimatu pod listnatými lesy, mají střední až nižší úrodnost a mělký, často kamenitý profil. Podzoly vznikají hlavně pod smrkovými lesy ve vyšších a vlhkých polohách s ročními srážkami nad 800 mm, na horninách chudých na minerály, a mají velmi nízkou přirozenou úrodnost. Najdeme je v Beskydách, Jeseníkách, na Šumavě a v Krkonoších.¹

Zvláštní půdy

Na vápencích v Moravském a Českém krasu vznikají rendziny a terra fusca, v nivách glejové půdy a černice. Mimořádnou zvláštností jsou smonice, které se u nás vyskytují jen v severočeské hnědouhelné oblasti, zejména na Chomutovsku, a jsou odloučeným výskytem typu, který je jinak běžný na Balkáně.¹

Půdní fond Česka

Zemědělská půda zaujímala podle katastru nemovitostí v roce 2012 asi 4,22 milionu ha, tedy 53,6 % území, z toho orná půda 37,95 %, trvalé travní porosty 12,57 %. Lesy tvořily 33,75 % a vodní plochy 2,08 %.¹ Kvalita zemědělské půdy se v Česku hodnotí systémem bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ), pětimístným kódem popisujícím produkční vlastnosti.¹

Degradace a ochrana půdy

Půda je obnovitelná jen v časovém měřítku staletí a tisíciletí, takže při větších ztrátách se z lidského hlediska chová jako neobnovitelný zdroj. Nejvážnější hrozbou je eroze, odnos půdy vodou a větrem. Podle Montgomeryho (2007) je odnos z polí obdělávaných běžnou orbou o jeden až dva řády vyšší než rychlost vzniku půdy, a proto může zemědělství při dlouhodobě nešetrném hospodaření půdu vyčerpat.⁵

Borrelli a kol. (2017) odhadli, že vodní eroze odnáší ze světové půdy asi 35,9 miliardy tun ročně, a že změny využití krajiny by do roku 2070 mohly tento odnos zvýšit o 30 až 66 %.⁹ V Česku je podle pedogeografických přehledů erozí narušena zhruba dvě třetiny zemědělské půdy.¹

Další hrozby tvoří zhutnění půdy těžkou technikou, ztráta humusu, okyselení, zasolení, kontaminace a zábor půdy zástavbou. Proti nim se uplatňují protierozní opatření, vhodné střídání plodin, zatravnění, zasakování vody a rekultivace po těžbě.¹

Nejčastější omyly o půdě

Půda není jen „hlína“ nebo podklad pro rostliny. Je to složitý živý systém s vlastním vývojem, horizonty a obrovskou rozmanitostí organismů.¹⁶

Půda není nevyčerpatelná. Centimetr půdy vzniká desítky až stovky let, ale může být odnesen za jednu bouři.⁵

Pedosféra není totéž co litosféra. Litosféra je pevný skalnatý obal Země, zatímco pedosféra je tenký pokryv zvětralin s organickou hmotou a organismy, který na ní leží.

Související témata

Další články: fyzická geografie (nadřazený obor), geografie, litosféra, hydrosféra, atmosféra a biosféra.