Soil Development as a Function of Time in the Rouge River Basin, South-Central Ontario Le temps en tant que facteur du développement des sols dans le bassin de la rivière Rouge, au centre-sud de l’Ontario Die Zeit als Faktor bei der Boden-Entwicklung im Bassin des Rouge River, südliches Zentral-Ontario

ABSTRACT

Three soils of postglacial age, representing a chronosequence in the Rouge River Basin of south-central Ontario, were studied to determine variations in morphological, physical, chemical, and mineralogical properties. These soils, forming in alluvium of mixed mineralogy represent the Late HoIocene (Entisol), Middle Holocene (lnceptisol),and Early Holocene (lnceptisol) surfaces. Horizon differentiation and soil thickness increase with greater age, while pH drops slightly in the sola of the older profiles. Cation exchange capacity (CEC) and organic matter in the surface horizons increases slightly with age, while, for the most part, CaCO₃ and Ca/ Mg ratio decrease. Significant changes occur over time, especially with an increase of dithionite-extractable iron with age (from ~ 0.20 in the Late Holocene soil to ~ 0.70 in the Middle to Early Holocene profiles). Illite and illite-smectite tend to decrease with age, being replaced by small amounts of chlorite and vermiculite. In spite of some variability in parent materials due to stratification and preweathering, and minor changes in species composition, the changes in soil properties are attributed to processes of soil formation acting over time.

RÉSUMÉ

Trois sols postglaciaires en chronoséquence ont été étudiés en vue de déterminer les variations de leurs propriétés morphologiques, physiques, chimiques et minéralogiques. Ces sols, qui se sont formés dans des alluvions de minéralogie mixte, identifient des surfaces de l'Holocène supérieur (régosol), de l'Holocène moyen (brunisol) et de l'Holocène inférieur (brunisol). La differentiation des horizons et l'épaisseur du sol augmentent avec le temps, tandis que le pH diminue légèrement dans le solum des profils plus anciens. La capacité d'échange cationique (CEC) et la présence de matière carbonique dans les horizons de surface augmentent légèrement avec le temps, pendant que les rapports de CaCo₃ et de Ca/Mg diminuent en grande partie. Des changements importants surviennent avec le temps, surtout en ce qui à trait à l'augmentation du fer extractible à la dithionite (de ≃ 0,20 dans le sol de l'Holocène supérieur à ≃ 0,70 dans les profils de l'Holocène moyen et inférieur). Les teneurs en illite et en illite - smectite ont tendance à diminuer avec le temps pour être remplacées par de petites quantités de chlorite et de vermiculite. En dépit d'une certaine variation entre les matériaux parentaux en raison de la stratification et de phénomènes d'altération, et de différences mineures entre la composition des espèces, les changements qui affectent les propriétés des sols sont attribuables aux différents processus de formation des sols qui ont eu cours.

ZUSAMMENFASSUNG

Drei postglaziale Bôden, die im Bassin des Rouge River im sùdlichen Zentral-Ontario eine Chronosequenz bilden, wurden untersucht, um Variationen in ihren morphologischen, physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften zu bestimmen. Dièse Bôden, die sich in Alluvionen gemischter Minéralogie gebildet haben, weisen Oberflâchen des spâten Holozân (Entisol), des mittleren Holozân (lnceptisol) und des frùhen Holozân (lnceptisol) auf. Die Differenzierung der Horizonte und die Dicke der Bôden nehmen mit dem Alter zu, wâhrend das pH in den Bôden der âlteren Profile leicht abnimmt. Die Kation Austausch-Fâhigkeit (CEC) und organisches Material in den Oberflàchen-Horizonten nimmt mit dem Alter leicht zu, wàhrend das Verhâltnis von CaCO₃ und Ca:Mg abnimmt. Bedeutende Verânderungen treten mit der Zeit auf, insbesondere mit der Zunahme von mittels Dithionit extrahierbarem Eisen (von ~ 0.20 in dem spâten Holozân-Bôden bis ~ 0.70 in den Profilen des mittleren und frùhen Holozân). Illit und lllit-Smektit neigen mit dem Alter zur Abnahme und werden durch kleine Mengen von Chlorit und Vermikulit ersetzt. Trotz einer gewissen Variabilitât in verwandten Materialien, die auf Stratifizierung und Verwitterung beruhen, und unbedeutenderen Verânderungen in der Spezies-Komposition, werden die Verânderungen in den Bôden-Eigenschaften auf die Prozesse in der Boden-Bildung zurùckgefùhrt, die ùber die Zeit stattgefunden haben.