L’escàs desenvolupament edàfic
Els processos edàfics dels deserts freds no difereixen fonamentalment dels que es donen als deserts càlids, encara que les particularitats climàtiques específiques dels primers (altes temperatures del sòl a l’estiu, congelació del sòl a l’hivern, sequedat extrema i alta evaporació a l’estiu, humectació insuficient del sòl, etc.) comporten per una banda un grau més elevat de meteorització física mentre que per una altra limiten encara més els processos biològics del sòl. Els més abundants són sòls poc desenvolupats amb una estructura feble, un contingut d’humus insignificant, una crosta superficial porosa i dura i, gairebé a tot arreu, acumulacions de sals, de carbonat de calci o de guix. La limitada edafogènesi que han experimentat aquests sòls es reflecteix en perfils de poca fondària, i en horitzons genètics poc diferenciats a causa de l’escassa humectació i la poca profunditat de penetració de l’aigua. (Per a la nomenclatura dels sòls emprada, vegeu també La denominació dels sòls)
La pobresa húmica
Un dels trets més característics del sòl desèrtic és el baix contingut d’humus. Sovint, aquest valor no supera el 0,5-1%. Aquesta escassa acumulació d’humus és determinada per la pròpia naturalesa del desert, pel fort predomini dels processos de mineralització de la matèria orgànica sobre els processos d’humificació, i també per la seva intensa utilització biològica. Aquesta particularitat està lligada al caràcter específic de la població microbiana que habita els sòls desèrtics.
Efectivament, malgrat les condicions ambientals extremament desfavorables, els sòls desèrtics es veuen enriquits per molts grups de microorganismes. Així, els bacteris fixadors de nitrogen i els nitrificants són molt habituals en aquests sòls. Grups com els Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobac-ter són més resistents a les altes temperatures i a la sequedat del sòl que no pas les plantes. Els sòls desèrtics són especialment rics en actinomicets, que també suporten molt bé les altes temperatures i s’adapten més bé que altres microorganismes a les condicions desèrtiques. Al mateix temps, els sòls desèrtics són pobres en fongs i en invertebrats del sòl, la funció dels quals consisteix, sovint, a dur a terme la humificació de la matèria orgànica. Es pot suposar que l’abundància i la vitalitat de microorganismes com actinomicets i bacteris nitrificants, i la pobresa en fongs i invertebrats, expliquen la ràpida mineralització de les restes vegetals i la lentitud en els processos d’humificació.
La sal i el guix edàfics
La característica més específica de la formació del sòl als deserts freds es manifesta en l’acumulació de sals solubles i la formació de sòls altament salins, anomenats solontxacs. La causa principal de l’acumulació de sals és l’alta capacitat d’evaporació del medi, que provoca l’ascens capil·lar de la solució del sòl cap a la superfície, facilita la seva evaporació i condueix a l’acumulació de sal als horitzons superficials. Primordialment es tracta de clorurs, sulfats, carbonat sòdic i, en menor mesura, carbonat magnèsic. L’origen primari d’aquestes sals es troba en dipòsits salinífers sedimentaris evaporítics, bé marins, bé continentals, que en erosionar-se es dissolen i s’incorporen a les aigües freàtiques. Aquest tipus de salinització del sòl i de formació de solontxacs és particularment característic de les planes d’origen marí; n’és un bon exemple la depressió de la Ciscàspia, que ha emergit fa relativament poc temps de les aigües marines.
El perfil salí dels solontxacs és determinat per la forta acumulació de clorur sòdic i sulfat sòdic a l’horitzó més superficial del sòl, i amb una quantitat relativament menor en els horitzons profunds fins a les aigües subterrànies. Perquè pugui tenir lloc la salinització dels horitzons superficials de sòls de diferent textura, la profunditat màxima de les aigües subterrànies ha de ser d’1,5 a 3,5 m. En el cas que la capa freàtica estigui situada a major profunditat, el procés de salinització es desenvolupa molt lentament o fins i tot no existeix. Així, un contingut alt de sal als sòls combinat amb una capa freàtica profunda, evidencia que, en el passat, aquestes aigües es trobaven més a prop de la superfície. L’acumulació de sal al sòl pot arribar a assolir valors molt més elevats i depèn del grau d’evaporació de la humitat del sòl. Per exemple, als solontxacs dels deserts de l’Àsia central i mitjana, la quantitat total de sals de fàcil dissolució (com per exemple clorur de sodi, nitrat de sodi, clorur de magnesi, sulfat de magnesi i sulfat de sodi entre altres) arriba a constituir d’un 15% a un 25% del pes del sòl; als subdeserts, és entre un 5% i un 8%.
Una particularitat molt característica dels sòls dels deserts, tant càlids com freds, és l’acumulació de guix (sulfat de calci dihidratat). A molts llocs es forma fins i tot un horitzó extremament ric de guix, anomenat hipergípsic, que forma com una crosta subsuperficial compacta que pot arribar a tenir un metre i mig de gruix. Aquest tipus d’horitzons de guix es coneixen al Kazakhstan (altiplà d’Ustiurt) i a l’Àsia mitjana (al Kizilkum meridional). A la majoria de sòls desèrtics, però, les acumulacions de guix, que poden ser relativament recents, tenen forma de cristalls individuals (roses del desert), de concrecions, de vetes (guix vermiforme) o de nòduls. L’horitzó hipergípsic, quan es dóna, té l’aspecte d’un material blanc, netament porós i de tacte farinós, barrejat amb fragments de roques i còdols; la seva formació es deu a vegades a condicions edàfiques passades diferents de les actuals.
Els takirs
Un dels fenòmens més peculiars i propis dels deserts freds són els takirs o “nurs”. En la formació dels takirs, com en la dels solontxacs, l’aigua hi fa un paper fonamental. Els takirs, equivalents als deserts freds de les “sebkha” dels càlids, es presenten com a sòls hidromòrfics amb una crosta superficial molt compacta i gairebé impermeable, mancats de vegetació. Es formen a les planes endorreiques i a les depressions planes amb textura argilosa o franco-argilosa. A causa del caràcter endorreic i de la textura pesant, que li donen un drenatge deficient, les aigües procedents de les precipitacions s’hi estanquen, i determinen un entollament temporal. Els takirs, en general, coincideixen amb antigues planes al·luvials o depressions de peu de muntanya i sovint ocupen superfícies força grans (d’alguns quilòmetres quadrats). Quan estan entollats, ocupen vastes extensions amb una capa d’aigua poc profunda (de 40 a 50 cm), i amb un fons absolutament pla. El volum d’aigua acumulada és, de vegades, molt gran i sovint arriba als 2 500 m3/km2. La salinitat de l’aigua als takirs és només d’1 o 2 g/l de sals, la majoria de vegades en forma de clorurs o de sulfats. Durant el període en què s’omplen d’aigua, hi creixen grans quantitats de cianobacteris i algues microscòpiques.
Després de l’evaporació de l’aigua, els horitzons superiors del sòl s’assequen ràpidament, i es forma una crosta molt dura i esquerdada en prismes poligonals regulars. Els sòls del takir es componen de dos horitzons sota una crosta superficial compacta de gran porositat, que pot assolir fins a 3 cm de gruix: un horitzó poc compacte amb senyals d’estratificació horitzontal que pot arribar fins als 7 cm i, encara més avall, fins a una profunditat compresa entre els 7 i els 15 cm, un horitzó granular porós amb acumulacions de sals. Les peculiaritats físiques dels takirs són determinades per l’existència d’argiles expandibles que s’inflen amb la humitat, i fan que el sòl esdevingui impermeable. Les precipitacions de tardor, hivern i primavera penetren el takir tot just fins a una profunditat que oscil·la entre els 20 i els 30 cm, amb la qual cosa s’origina un excés d’humitat a la superfície i forma una acumulació d’aigua potable. El temps de permanència de l’aigua (com a mínim un dia o algunes hores) és variable, però és sempre temporal i depèn de la textura del takir i de la posició de la seva superfície, que pot ser estrictament horitzontal o inclinada.
Els “loess”
El “loess” és una roca sedimentària, porosa, no compacta i sense estratificació, formada gairebé completament per partícules de mida de llim. No hi existeixen pràcticament partícules que superin els 0,25 mm de diàmetre (és a dir, d’arena) i hi predomina absolutament una pols petita de partícules d’un diàmetre comprès entre 0,05 i 0,001 mm. La formació del “loess” està lligada als processos d’erosió i al transport a grans distàncies, per mitjà del vent, de fraccions molt fines, que es dipositen a les planes en forma de cobertes de “loess”. Els sediments de “loess” són característics de les planes de pediment de l’Àsia central.
En els “loess” dels deserts freds es formen uns sòls molt particulars, amb una estructura fina en microagregats que en determinen la bona permeabilitat i l’alta capil·laritat. Són sòls que absorbeixen molt fàcilment la humitat, però que l’expulsen també ràpidament.
Els tipus de sòls
Els sòls dels deserts freds es caracteritzen per una gran diversitat, determinada principalment per la varietat dels materials parentals, sobre els quals es desenvolupen. Als paisatges desèrtics, es distingeixen quatre tipus fonamentals d’aquests materials. En primer lloc, sediments arenosos d’origen lacustre, marí o fluvial, el tipus de substrat més estès (més del 40% del territori dels deserts de l’Àsia mitjana i del Kazakhstan). En segon lloc, els afloraments de gresos, calcàries i lutites. En tercer lloc, materials argilosos de “loess” a les planes lacustres i al·lúvio-deltaiques. Finalment, materials argilosos o franco argilosos a les planes d’origen marí (lacustre o al·luvial) o a les depressions endorreiques.
La peculiaritat dels sòls dels deserts freds, que es manifesta principalment per una fertilitat relativament baixa, per una estructura poc desenvolupada, i un gran nombre de propietats poc favorables per a la vida dels organismes, accentua l’extrema duresa de la naturalesa en aquests deserts. Al mateix temps, la presència de processos actius biològics en aquests sòls, i d’un món animal i vegetal força ric associat al sòl, evidencia la gran resistència dels éssers vius i la seva capacitat de fer front a les influències desfavorables; a més, garanteix el desenvolupament de la coberta vegetal, l’existència de la qual no seria possible sense el component biològic del sòl.
Els sòls arenosos desèrtics
Els sòls arenosos desèrtics són poc desenvolupats, amb trets poc manifestos de pedogènesi; es troben arreu dels massissos arenosos, especialment a les arenes fixades per vegetació. Als territoris pobres de vegetació els sòls s’han desenvolupat més dèbilment i el seu perfil gairebé no es diferencia en horitzons. Tots ells es caracteritzen per un baix contingut d’humus (al voltant del 0,5%), una baixa salinització i una feble estructura. Aquests sòls són formats, en un 50% o 60%, de partícules d’arena fina; la contribució de partícules argiloses o llimoses és escassa: la quantitat de llim a l’epipedió normalment oscil·la d’entre un 4% i un 6%.
També hi ha una gran varietat de solontxacs arenosos desèrtics, que es diferencien dels altres sòls arenosos desèrtics per la presència d’una crosta superficial salina, les sals de la qual procedeixen de la caiguda de branquillons i fulles dels sacsaüls (Haloxylon), quenopodiàcies arbustives característiques dels deserts freds asiàtics. L’alta concentració de sals sòdiques als sacsaüls provoca la salinització de la superfície i la crosta que es forma impedeix que brotin altres plantes. En aquests tipus de sòl, amb prou feines s’hi desenvolupa herba, però són abundants, en canvi, els líquens i els briòfits.
En més d’una ocasió s’ha discutit la pertinència d’anomenar sòl aquest tipus de substrat arenós desèrtic, atesa l’escassa manifestació dels trets pròpiament edàfics. Tanmateix, la presència de processos biològics d’absorció de substàncies minerals, lents però constants, que duen a terme les plantes, juntament amb la síntesi de la matèria orgànica, la descomposició bioquímica i la mineralització de matèria orgànica per part dels microorganismes i animals del sòl, la migració vertical de la solució del sòl gràcies a la col·laboració de la vegetació, que aconsegueix la redistribució de les substàncies dissoltes pel perfil vertical del gruix de l’arena i, finalment, la presència d’una fertilitat definida, permeten considerar el substrat arenós desèrtic com a sòl. Cal tenir en compte, a més, que els deserts arenosos són més rics de coberta vegetal que els argilosos, fet que s’explica perquè la vegetació psamòfila aprofita més eficaçment la humitat de les precipitacions atmosfèriques, i perquè els processos bioquímics de mineralització de la matèria orgànica per part dels microorganismes que enriqueixen l’arena de nutrients són més intensos. Així, doncs, la participació del component biològic en el funcionament dels ecosistemes arenoso-desèrtics, formats sobre la base d’un substrat sorrenc, indica clarament que han tingut lloc processos edafogènics.
Els sòls argilosos
També són molt característics dels deserts els sòls que es formen sobre materials argilosos amb certa quantitat de grava. El gruix del sòl oscil·la aleshores entre 0,5 i 2 m, i per sota es troben roques sedimentàries compactes (calcàries, gresos, calcilutites) i, a les zones de pediment, col·luvions grossos de vessant. Aquest grup edàfic abraça un extens grup de sòls en funció del grau d’edafització dels materials originaris. Els més desenvolupats es formen a les planes, sobre les roques sedimentàries no consolidades franco-argiloses o franco-arenoses. El tret característic del perfil d’aquests sòls és l’existència d’una crosta granular, d’un gruix de 2 a 5 cm, d’un horitzó poc compacte estratificat de 3 a 6 cm de gruix, d’un horitzó d’estructura granular porosa d’un gruix de 15 a 20 cm i, finalment, d’un horitzó poc compacte amb acumulacions de sals i de guix, que més avall es converteix en un dens horitzó de guix, amb continguts que arriben al 50%. Hi ha una gran quantitat de grava, que augmenta amb la profunditat. Els carbonats es troben principalment a les parts superiors del perfil. Això pot estar lligat a l’origen biogènic dels carbonats provinents de la caiguda de fulles de les plantes. Aquests sòls, com la majoria de sòls desèrtics, són poc profunds (fins a 40 cm de gruix). La part superior dels horitzons no és salina o ho és molt poc; és argilosa i amb poc humus (de 0,1% a 0,8%). La salinitat apareix a 30 o 40 cm de profunditat i arriba a 1-2%.
Els sòls de takir i els solontxacs
Els sòls de takir constitueixen un tipus particular de sòls desèrtics; es formen als sediments estratificats i predominantment argilosos i francs. La composició d’aquest tipus de sediments comprèn d’un 50% a un 80% d’argila i d’un 20% a un 30% de llim. Gairebé tots els sòls de takir estan inclosos dintre dels solontxacs amb una salinitat mitjana o elevada. La quantitat de sals solubles se situa aproximadament entre el 0,5% i el 3,0%. El contingut d’humus és d’un 0,5%.
Els solontxacs, com a tipus característic dels sòls desèrtics, es formen a les depressions estructurals i a les que queden entre dipòsits arenosos. La mida d’aquestes depressions varia, però sovint comprenen alguns quilòmetres quadrats. Durant els períodes humits, la superfície dels solontxacs es cobreix d’aigua, mentre que a l’estiu alguns s’assequen i forma una capa de sal sobre la superfície del sòl. El contingut de sals al sòl arriba a ser d’un 15% a un 20%. Segons la composició de les sals i la profunditat de la capa freàtica, els solontxacs presenten diferents morfologies. Als solontxacs que contenen sulfat de sodi en la solució del sòl, quan la capa superior del sòl s’asseca es dóna la cristal·lització de mirabilita que comporta un estufament considerable de la matriu del sòl. Com a resultat, la capa superior del solontxac esdevé seca i esponjosa. Quan es camina per aquesta superfície, els peus s’enfonsen a la capa superficial com si fos plomissol. Els cristalls descolorits de la sal tenyeixen de blanc la superfície del solontxac. Els solontxacs amb la capa freàtica poc profunda (1-2 m com a màxim) presenten un entollament gairebé permanent i són altament salins.
Els solontxacs són els sòls menys favorables al creixement de les plantes. Algunes de les sàls solubles són tòxiques per a les plantes. Fins i tot sense ser-ho, l’alta quantitat de sals fa que la pressió osmòtica de la solució del sòl sigui molt elevada i, per tant, les plantes no poden absorbir-la encara que n’hi hagi en abundància.
Els sòls grisos no salins
Entre els sòls característics del desert fred destaquen els anomenats sierozioms (sòls grisos) pels edafòlegs russos (equivalents als greyzems, segons la llegenda de la FAO). Es formen habitualment a les planes de pediment on la capa freàtica és profunda; posseeixen una estructura fina ben desenvolupada, una elevada permeabilitat i un bon drenatge, queden ben rentats per les precipitacions atmosfèriques i per això són poc salins. Aquest tipus de sòls s’estenen per les zones de pediment de l’Àsia mitjana, a la perifèria dels deserts de l’Àsia central i a les regions on existeix una acumulació de “loess” als límits de l’àmbit dels deserts freds, on augmenten les precipitacions. Aquesta disponibilitat més gran d’aigua al sòl garanteix una productivitat suficient de la vegetació, amb arrels que penetren molt profundament, i fa també que el sòl s’enriqueixi amb humus a una profunditat considerable. L’abundància de calor i llum i la fertilitat de molts d’aquests sòls, formats en “loess” són importants condicions per a l’agricultura; la presència de rius que en fan possible la irrigació, permeten obtenir bones collites de cereals, cotó, verdures i fruites.
Les propietats d’aquests sòls varien considerablement segons la distribució de la humitat atmosfèrica que, al seu torn, depèn de l’altitud absoluta de les planes on es troben. El contingut d’humus pot variar de 0,8% a 1,7% a les planes baixes de pediment, i d’1,5% a 2,5% a les planes més elevades i les muntanyes; el gruix total del sòl varia, conformement, d’entre 30 i 60 cm fins a 100-130 cm. El contingut de sals solubles, fins i tot a les planes més baixes, no supera el 0,25%. Tots ells es caracteritzen per una humectació profunda a la primavera i fortes secades a l’estiu. La profunditat de la humectació anual és d’1 a 1,5 m. Durant l’època de secada, de maig a octubre, els sòls, que estan coberts de vegetació, perden tota la humitat que havien rebut durant l’època humida. Aquest tipus de sòls no és afectat per la presència de capes freàtiques.