La inhòspita fredor d’uns sòls elementals

La granulometria del sòl té un paper fonamental en la distribució dels boscos boreals. Les coníferes prefereixen sòls de textures franques i lleugeres, amb altes capacitats de retenció d’aigua. En sòls sorrencs, amb una capacitat de retenció d’aigua menor, els arbres dominants són els pins, menys exigents. Per contra, els avets, fonamentals a la taigà europea, són amants de la humitat i per això creixen fonamentalment en sòls francs i argilosos.

Sovint els sòls de la taigà són molt àcids (pH comprès entre 3,5 i 4,5), i les causes d’aquesta acidesa són diverses. En primer lloc, el material parental del sòl és, en una gran part del bioma, ric en silici i pobre en cations bàsics. Els afloraments de roques bàsiques, com les calcàries, són escassos però es fan notar: al S de Iacútia-Sakha, per exemple, enmig d’una taigà pantanosa de làrix força homogènia, de baixa biodiversitat i productivitat, els afloraments de calcàries es manifesten perquè s’hi desenvolupen pinedes molt productives amb una elevada diversitat. En segon lloc, la virosta generada per les coníferes a partir d’agulles, branques i pinyes és molt pobra en compostos minerals, el seu quocient C/N és molt elevat (sovint superior a 70), i no genera cations bàsics que puguin compensar l’acidesa del sòl.

La fullaraca o virosta, que constitueix l’horitzó 0 del sòl, té precisament un paper fonamental en la vida de la taigà. Aquest horitzó, per altra banda, es pot diferenciar en subhoritzons (0a, 0e i 0i), que varien en funció del grau més o menys avançat de descomposició de les substàncies orgàniques, la qual, al seu torn, dóna lloc a compostos orgànics estables que es combinen amb components minerals, imprescindibles per al creixement de les plantes. Els nutrients, que en principi es troben immobilitzats en els residus orgànics, es van alliberant a poc a poc gràcies a l’acció dels microorganismes, de manera que queden gradualment a disposició de les plantes. Els principals responsables d’aquesta transformació en els medis àcids són els fongs, encara que només poden actuar durant els períodes en què la temperatura ho permet.

És en aquest horitzó que conformen les restes mortes de la vegetació on es concentra la major part de la massa radicular de les plantes de la taigà, que n’explora tot el volum per aprofitar al màxim la seva limitada fertilitat. Si es forma una capa de glaç prop de la superfície del sòl, la importància de la virosta encara és més gran, ja que les arrels no poden penetrar els horitzons glaçats. Tanmateix, el paper de la capa de virosta no sempre és positiu per a la vegetació; les llavors caigudes dels pins, avets o altres arbres de llavor petita, per exemple, no poden germinar en aquest substrat. A la taigà, els brots d’avets, làrixs i pins es desenvolupen molt sovint sobre la fusta de branques podrides i troncs corcats, és a dir, allà on no s’acumulen residus.

Quan un sòl està subjecte a la percolació de l’excés d’aigua a través del perfil, en ambients freds i on el material parental és sorrenc i pobre en nutrients, es produeix un fenomen de podzolització. De fet, se succeeixen dos processos: en primer lloc, la formació i la migració de quelats solubles d’humus amb ferro i alumini (queluviació), i en segon lloc, la seva acumulació a certa fondària. Els àcids fúlvics són els compostos orgànics complexants que predominen en aquests medis, on les condicions ambientals retarden la descomposició de la matèria orgànica i afavoreixen l’activitat dels fongs acidòfils. Els grups carboxílics i fenòlics dels àcids fúlvics actuen com a punts d’unió en què queden atrapats de manera molt eficient cations metàl·lics polivalents com l’alumini i el ferro.

Els àcids fúlvics són solubles, però només fins a un cert punt. A mesura que es van saturant de ferro i alumini, la seva solubilitat disminueix fins que precipiten. Si el sòl no conté una quantitat de metalls gaire gran, aquests àcids es poden desplaçar amb l’aigua distàncies considerables, fins i tot centenars de metres, formant un efluent d’‘aigua negra’. En la majoria dels casos, la migració progressa només uns quants centímetres en profunditat, i allà forma un horitzó fosc d’acumulació de matèria orgànica, ferro i alumini anomenat espòdic. La forta acidesa dels horitzons superiors que han estat rentats és la causa de la destrucció de les argiles per un procés d’hidròlisi àcida. A continuació, els minerals més resistents s’acumulen de forma residual en l’horitzó eluviat, que en els casos extrems queda format gairebé exclusivament per sorra de quars.

Les condicions d’hidromorfisme es donen quan hi ha un excés d’aigua al sòl —bé durant algun període de l’any, bé de manera permanent—. En sòls hidromorfs s’originen diverses morfologies degudes als processos de gleïtzació. En les èpoques en què el sòl està saturat d’aigua, i en presència de matèria orgànica, els organismes vius (arrels, microorganismes) esgoten ràpidament el poc oxigen disponible, afavorint així l’acció dels anaerobis. Les condicions passen d’oxidants a reductores, i els elements com el ferro, el manganès o el sofre es redueixen.

En condicions oxidants, el ferro i el manganès se solen trobar en el sòl en forma d’òxids insolubles, proporcionant els típics colors groguencs, bruns o vermellosos. En condicions reductores, els compostos de ferro tenen colors blavosos i grisencs, que són els típics dels sòls hidromorfs; a més, són mòbils, cosa que els permet migrar amb l’aigua. Aquesta és la causa per la qual, quan l’hidromorfisme és extrem i hi ha una capa freàtica de circulació lenta, el sòl va perdent els òxids de ferro i adquirint colors grisencs o verd oliva: en absència d’òxids de ferro el material del sòl mostra el seu propi color. Quan l’aigua del sòl amb ions reduïts dissolts arriba prop d’una esquerda o de la canal d’una arrel per on hi pugui haver una entrada d’aire, passa a trobar-se en un medi oxidant i té lloc la precipitació dels òxids de ferro i manganès, de manera que l’horitzó queda clapejat de tonalitats ataronjades dins una matriu grisa. Aquesta morfologia indica una alternança de condicions oxidants i reductores.

L’hidromorfisme del sòl condiciona la vegetació que s’hi pot implantar, que és constituïda per plantes adaptades. La determinació de la intensitat de les condicions d’hidromorfisme d’un sòl és important, ja que la presència d’un horitzó reduït a certa profunditat, encara que sigui durant uns mesos l’any, representa una limitació severa al creixement de les arrels. Però l’observació de clapejats no sempre és indicadora d’hidromorfisme; en algunes situacions aquestes coloracions poden ser heretades de condicions hidrològiques passades. L’anàlisi geomorfològica, certes proves químiques, l’estudi de la gènesi del material parental i de la vegetació present proporcionen informació addicional per a determinar-ho.

La formació i l’acumulació de torba es donen quan la descomposició dels residus vegetals és molt lenta comparada amb la velocitat a què es formen. Si bé es poden trobar torberes a quasi totes les latituds i a tots els biomes, és al de la taigà on les baixes temperatures, l’excés d’humitat, l’acidesa extrema o l’oligotròfia creen les condicions necessàries per al retard en la descomposició de la matèria orgànica, fet característic de la formació de torba.

La majoria de les torberes s’originen en depressions endorreiques on, a causa dels factors esmentats, la matèria orgànica es descompon molt lentament. Els diferents graus de saturació hídrica i de profunditat de la capa freàtica fan que sovint, des dels marges de la torbera cap al centre, es doni una zonació en el tipus de vegetació adaptada a aquests ambients humits, en funció del seu grau d’hidrofília. Fins i tot quan la depressió és plena de torba, el seu creixement pot continuar, sempre que encara es donin condicions d’oligotròfia, aciditat o presència de toxines orgàniques. La torba creix, aleshores, per sobre del nivell original de l’aigua i l’aportació de nutrients des de fora és encara més reduïda, ja que el sentit del drenatge queda invertit respecte a l’original; així la torbera pot expandir els seus límits fora de l’àrea inicial i crear una vorada humida al voltant. En última instància, en zones més o menys pantanoses i amb relleu ondulat, les torberes inicials formades en les petites depressions poden acabar unint-se entre elles i formant una sola massa contínua de torba.

Mentre un cos torbós sigui encara poc profund, la vegetació pot absorbir nutrients del material mineral subjacent. Un cop la torba ha crescut fins a assolir gruixos més grans que la llargada de les arrels, les pèrdues per rentat o fixació forcen la vegetació a sobreviure cada vegada amb menys nutrients. Es desenvolupa aleshores una vegetació adaptada, generalment de baixa diversitat. En general, el grau de descomposició dels residus augmenta amb la profunditat. En la torba es diferencien tres tipus de materials: material fíbric, en el qual les espècies i els òrgans vegetals encara es poden reconèixer; material sàpric, en el qual ja no es reconeixen els constituents botànics de la torba, i material hèmic, que correspondria a una situació intermèdia.

Els podzols recobreixen prop de 480 milions d’ha, la majoria a les regions temperades i boreals de l’hemisferi nord ocupades per la taigà. El terme d’origen rus ‘podzol’ estava relacionat originàriament amb la cendra grisosa que restava a l’estufa després de cremada la llenya. Per similitud, els camperols russos l’aplicaven també a un determinat tipus de sòl, de coloració semblant.

Un podzol típic, plenament desenvolupat, consta d’un horitzó orgànic 0 de virosta sobre un horitzó mineral A d’acumulació de matèria orgànica. A continuació es troba un horitzó E de color clar, fortament eluviat, anomenat àlbic. Sota seu, hi ha un horitzó espòdic, de color marró fosc o negre, indiferenciat (Bhs) o bé constituït per l’acumulació de matèria orgànica il·luviada (Bh) sobre un horitzó d’acumulació d’òxids de ferro i alumini (Bs).

L’horitzó A consisteix en una barreja de matèria orgànica parcialment humificada i material mineral, sovint grans de quars, i és cobert per una capa de residus de fullaraca d’1 a 5 cm de gruix (horitzó 0). L’horitzó àlbic (E), el color cendrós del qual dóna nom a aquests sòls, és format quasi exclusivament de grans de quars molt rentats. En aquest horitzó es manifesta sovint una estratificació en làmines de 2 a 3 mm de gruix que es formen quan el sòl es glaça a l’hivern. Les arrels en són pràcticament absents: és un medi inhòspit on es dóna una hidròlisi àcida dels minerals molt activa. El quars, en ser el mineral més resistent, és el que roman com a component majoritari a l’horitzó. És evident que, amb aquest alt contingut en sorra, existeixen molt pocs nutrients per a les plantes. Pel que fa a l’horitzó espòdic subjacent, el seu color és més vermellós a les regions més seques de la taigà, on predominen els òxids de ferro i alumini davant de la matèria orgànica, mentre que a les regions humides, per contra, el color s’ennegreix més per la dominància d’aquest darrer component.

Les propietats físiques dels podzols estan condicionades per la seva textura sorrenca, que determina una baixa capacitat de retenció d’aigua. La fertilitat química dels podzols també és baixa com a conseqüència del fort rentat i de la poca capacitat d’emmagatzematge de cations. Els horitzons superficials són àcids, amb valors de pH entre 3,5 i 4,5 que augmenten lleugerament fins a màxims de 5,5 en els horitzons subjacents. En aquestes condicions d’acidesa, l’alumini és mòbil i pot arribar a nivells tòxics per a les plantes. L’activitat biològica és reduïda: la descomposició de la matèria orgànica és duta a terme bàsicament per fongs i per alguns insectes i altres petits artròpodes. Per totes aquestes característiques, és clar per què els podzols són sòls poc atractius per a l’agricultura.

A la franja meridional del bioma, entre els podzols pròpiament dits de plena taigà i els luvisòls de les boscanes decídues, es donen uns sòls que comparteixen processos formadors d’ambdós àmbits: la podzolització i la il·luviació d’argila. Es tracta dels podzoluvisòls. Ocupen uns 250 milions d’ha, concentrades principalment en una banda que s’estén des de Polònia fins a la Sibèria central.

La seqüència d’horitzons més típica en un podzoluvisòl consta d’un horitzó A prim i fosc (òcric) sobre un horitzó àlbic E, el qual penetra en forma de llengües al si de l’horitzó Bt subjacent de coloració marronosa, en què s’acumula l’argila. Més en profunditat es trobaria l’horitzó C, feblement edafitzat. La disposició d’un horitzó E sobre d’un Bt evidencia un moviment descendent de l’aigua a través del sòl durant una bona part de l’any. Malgrat això, la progressiva obstrucció dels porus de l’horitzó Bt per l’argila il·luviada arriba a impedir el drenatge i origina un entollament de l’aigua a la part superficial del sòl. De manera similar, la presència d’horitzons glaçats, o fins i tot de permafrost, afecta fortament el règim hídric dels podzoluvisòls durant alguns mesos de l’any.

Com en el cas dels podzols, la seva forta acidesa, el baix contingut en nutrients i el fet d’estar una bona part de l’any glaçats fan que els podzoluvisòls resultin poc aprofitables, excepte per a usos forestals.

No es pot fer una caracterització de la coberta edàfica de la taigà sense esmentar els sòls pantanosos. Hi ha dos processos conjugats responsables de la seva formació: la formació de torbes a la part superior i la gleïtzació a la part inferior. La torba es forma com a resultat d’una transformació específica de les substàncies orgàniques de la vegetació en condicions anaeròbiques, és a dir, quan no hi ha oxigen. Dit amb altres paraules, el sòl dels pantans està tan saturat d’aigua, que l’aire n’és expulsat. En aquestes condicions, la descomposició de la matèria orgànica no és completa i s’acumulen productes intermedis (lignina, ceres i altres). A la majoria dels sòls pantanosos, l’horitzó orgànic (hístic) té un gruix de 100 a 200 cm i se sol trobar a sobre d’un horitzó mineral gleïficat.

Les torbes altes són oligotròfiques i àcides i la majoria estan formades per residus d’esfagnes (Sphagnum). Les torbes baixes, que es troben en depressions, per contra, tenen un major contingut en nutrients i són més neutres. La torba és un recurs natural molt valuós, amplament utilitzat pels humans; les torbes baixes, per exemple, són bons fertilitzants, i les altes s’utilitzen com a combustible, llit per al bestiar, primera matèria per a la producció de llevat i fins i tot per a aromatitzar alguns destil·lats alcohòlics.

Quan les particularitats del relleu porten a un estancament de l’aigua, els sòls pateixen un excés d’humitat i la manca d’oxigen pot donar pas a l’inici del procés de gleïtzació. Exteriorment, aquest procés es manifesta per la presència d’una vegetació hidròfila i per l’aparició de matisos blavissos, grisencs i de color verd oliva al sòl, que els pagesos russos anomenaven “glei”. Aquests sòls tenen una capa esponjosa de fullaraca sobre d’un horitzó A gris fosc. Aquest horitzó canvia sobtadament a un horitzó Bg clapejat de gris i verd oliva, fortament gleïficat, en el qual el grau d’anaerobiosi va augmentant amb la profunditat.

Els gleïsòls ocupen arreu del món uns 625 milions d’ha, prop de dues terceres parts de les quals es troben en regions boreals. La seva prolongada saturació d’aigua i la seva manca d’oxigen constitueixen condicions desfavorables per al desenvolupament de les arrels i el creixement de les plantes.

El procés de formació de sòls en condicions de congelació és totalment diferent. Els permafrosts o sòls congelats són molt característics de les regions més continentals d’Euràsia i Amèrica, justament a la taigà i també a la tundra. Es distribueixen per un extens territori que abraça més de 500 milions d’ha i es caracteritzen per una acumulació superficial d’humus àcids i d’òxids de ferro, uns i altres molt mòbils. Molt sovint, als sòls congelats de la taigà també es produeixen processos de gleïtzació.

El desenvolupament dels sòls congelats de la taigà té lloc habitualment en materials parentals durs i és determinat per condicions de fred extrem en què les substàncies orgàniques es descomponen molt a poc a poc. En els sòls de permafrost, el flux de l’aigua és ascendent o descendent segons els períodes de glaç o desglaç i del gruix del permafrost, que és una barrera per a l’aigua i origina la gleïtzació. La dinàmica de l’aigua en aquests sòls i l’alteració deguda al procés de glaçada-desglaç fan que el seu perfil sigui pràcticament homogeni.

En unes condicions climàtiques semblants, però amb sòls de textura més lleugera, es desenvolupa un altre tipus de sòl, el podbur, denominació que també té origen rus. Es pot formar a la zona dels permafrosts, ja que en textures lleugeres el desglaç arriba a molta més profunditat que en sòls més pesants. Per les seves particularitats, els podburs ocupen un lloc intermedi entre els sòls de permafrost i els de podzol. El seu perfil, com el dels sòls de permafrost, és bastant homogeni per l’acció de la crioturbació. Això no obstant, aquí no hi ha gleïtzació, i en condicions de bon drenatge predomina la percolació descendent de l’aigua, que pot iniciar el procés de podzolització.