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Ferro-humic podzols of coastal British Columbia : aspects of genesis and chemistry Sanborn, Paul Thomas 1987

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831-UBC_1987_A1 S25.pdf [ 28.72MB ]
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F E R R O - H U M I C P O D Z O L S O F C O A S T A L B R I T I S H C O L U M B I A A S P E C T S O F G E N E S I S A N D C H E M I S T R Y B y P A U L THOMAS S A N B O R N B . A . , T h e U n i v e r s i t y o f W e s t e r n O n t a r i o , 1 9 7 7 M . S c , T h e U n i v e r s i t y o f A l b e r t a , 1 9 8 1 A T H E S I S S U B M I T T E D I N P A R T I A L F U L F I L L M E N T O F T H E R E Q U I R E M E N T S F O R T H E D E G R E E O F D O C T O R O F P H I L O S O P H Y i n T H E F A C U L T Y O F G R A D U A T E S T U D I E S ( D e p a r t m e n t o f S o i l S c i e n c e ) We a c c e p t t h i s t h e s i s a s c o n f o r m i n g t o t h e r e q u i r e d s t a n d a r d T H E U N I V E R S I T Y O F B R I T I S H C O L U M B I A J u l y 1 9 8 7 © P a u l T h o m a s S a n b o r n , 1 9 8 7 In presenting this thesis in partial fulfilment of the requirements for an advanced degree at the University of British Columbia, I agree that the Library shall make it freely available for reference and study. I further agree that permission for extensive copying of this thesis for scholarly purposes may be granted by the head of my department or by his or her representatives. It is understood that copying or publication of this thesis for financial gain shall not be allowed without my written permission. Department of £« I L- ~SC, £/VC£-The University of British Columbia 1956 Main Mall Vancouver, Canada V6T 1Y3 Date /WtfhsJ- / A B S T R A C T T h r e e r e l a t e d a s p e c t s o f t h e g e n e s i s a n d c h e m i s t r y o f F e r r o - H u m i c P o d z o l s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a w e r e i n v e s t i g a t e d : m i c r o m o r p h o l o g y , p h o s p h o r u s f o r m s , a n d b i o l o g i c a l a l u m i n u m c y c l i n g . P r o f i l e m o r p h o l o g i e s d i s p l a y h o r i z o n d i s r u p t i o n b y s l o p e i n s t a b i l i t y a n d w i n d t h r o w , w i t h a p a t c h y d i s t r i b u t i o n o f o r g a n i c m a t t e r i n t h e s o l u m . M a x i -mum C c o n c e n t r a t i o n s o f t e n o c c u r a t t h e b a s e o f t h e B h o r i z o n a b o v e a r o o t -r e s t r i c t i n g l a y e r . C h a n n e l - l i k e f e a t u r e s f o r m e d b y r o o t g r o w t h a n d d e c o m p o -s i t i o n p r o v i d e i m p o r t a n t h y d r o l o g i c p a t h w a y s a n d m a y b e e i t h e r s t r o n g l y e n -r i c h e d i n o r g a n i c m a t t e r ( > 1 7 % C ) a n d A l , o r p a r t i a l l y e l u v i a t e d . M i c r o f a b r i c s o f s u r f a c e o r g a n i c a n d e l u v i a l h o r i z o n s r e s e m b l e t h o s e o f o t h e r f o r e s t P o d z o l s . O r g a n i c m a t t e r - r i c h z o n e s w i t h i n B h o r i z o n s h a v e d i s -t i n c t i v e f a b r i c s c o n s i s t i n g o f a m o r p h o u s o r g a n i c m a t e r i a l s a n d / o r h u m i f i e d , b u t r e c o g n i z a b l e , r o o t d e t r i t u s . F e w l i v i n g r o o t s o c c u r , s u g g e s t i n g t h a t t h e s e f e a t u r e s m a y b e r e l i c t . R o o t r e s i d u e s a p p e a r t o s e r v e a s d e p o s i t i o n s i t e s o f A l a n d o t h e r m e t a l s . S u c h f e a t u r e s a p p e a r t o f o r m t h r o u g h b o t h i n s i t u d e c o m p o s i t i o n a n d i l l u v i a t i o n , w i t h l i t t l e i n f l u e n c e b y f a u n a l a c t i v i t y . B h f h o r i z o n f a b r i c s m a y b e d o m i n a t e d b y g r a n u l a r a g g r e g a t e s o f p r e s u m e d f a u n a l o r i g i n , a l t h o u g h w i t h f i n e r t e x t u r e s , m i c r o s t r u c t u r e s t e n d t o b e m o r e b l o c k y . I n c o a r s e r - t e x t u r e d B h o r i z o n s , f a b r i c s t e n d t o b e d o m i n a t e d b y c o a t i n g s a n d i n f i l l i n g s o f o r g a n i c m a t e r i a l s , o f t e n w i t h a h i g h p r o p o r t i o n o f r e c o g n i z a b l e p l a n t t i s s u e r e s i d u e s . E x t r a c t i o n d a t a s u g g e s t t h e o c c u r r e n c e o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l s i n s o m e B h o r i z o n s w i t h C c o n t e n t s e x c e e d i n g 1 5 % , w i t h s u c h c a s e s a s s o c i a t e d w i t h h i g h F e c o n c e n t r a t i o n s . C o m p l e x y e l l o w a n d r e d c o l o u r b a n d i n g i n v o i d i n f i l l i n g s m a y i n d i c a t e c o m p o s i t i o n a l z o n a t i o n . A s e q u e n t i a l p h o s p h o r u s e x t r a c t i o n a n d f r a c t i o n a t i o n t e c h n i q u e i n d i c a t e d a d e g r e e o f w e a t h e r i n g o f p r i m a r y p h o s p h a t e s c o m p a r a b l e t o t h a t i n U l t i s o l s . A l t h o u g h t o t a l P w a s g r e a t l y d e p l e t e d f r o m e l u v i a l h o r i z o n s , o r g a n i c P ( P o ) w a s d o m i n a n t t h r o u g h o u t t h e s o l a o f e i g h t p r o f i l e s . B i c a r b o n a t e e x t r a c t a b l e P o , t h o u g h t t o b e t h e m o s t l a b i l e P o f r a c t i o n , w a s m o r e a b u n d a n t t h a n i n m a n y M o l l i s o l A h o r i z o n s . C o r r e l a t i o n s s u g g e s t e d a r o l e f o r t h i s f r a c t i o n i n s u p p l y i n g l a b i l e i n o r g a n i c P i n B h o r i z o n s . L e v e l s o f r e s i s t a n t r e s i d u a l P i n t w o r e g i o n a l g r o u p s o f B h o r i z o n s w e r e d i r e c t l y r e l a t e d t o F e c o n t e n t . A l , o r g a n i c m a t t e r , a n d P o l e v e l s a r e d i r e c t l y r e l a t e d i n B h o r i z o n s , s u g g e s t i n g a c o m m o n i l l u v i a l o r i g i n . A n n u a l r e t u r n o f A l i n n e e d l e l i t t e r ( a p p r o x i m a t e l y 1 k g h a " 1 ) w a s s i m i l a r i n b o t h w e s t e r n h e m l o c k a n d D o u g l a s - f i r s t a n d s . I n f r e s h h e m l o c k n e e d l e s , m u c h o f t h e A l c o n t e n t i s e a s i l y l e a c h e d b y d i l u t e n e u t r a l s a l t s o l u t i o n s ; c o m m i n u t i o n i n c r e a s e s t h i s e x t r a c t a b i l i t y . D u r i n g d e c o m p o s i t i o n , t h e p r o p o r t i o n o f p y r o p h o s p h a t e - e x t r a c t a b l e A l i n c r e a s e s , s u g g e s t i n g a s h i f t t o o r g a n i c - c o m p l e x e d f o r m s . B i o l o g i c a l l y - c y c l e d f o r m s m a y c o m p r i s e m u c h o f t h e A l f l u x i n t h e u p p e r s o l u m , w i t h l i t t e r c o m m i n u t i o n b y s o i l f a u n a p a r t i a l l y c o n t r o l l i n g t h e r a t e o f r e l e a s e d u r i n g d e c o m p o s i t i o n . i v T A B L E O F C O N T E N T S P a g e A b s t r a c t • i i T a b l e o f C o n t e n t s v L i s t o f T a b l e s i x L i s t o f F i g u r e s x i A c k n o w l e d g e m e n t x v i I N T R O D U C T I O N .' 1 C H A P T E R 1 . G E N E S I S A N D M I C R O M O R P H O L O G Y O F S E L E C T E D F E R R O - H U M I C P O D Z O L S . . . 3 1 . 1 I n t r o d u c t i o n a n d O b j e c t i v e s 3 1.2 B a c k g r o u n d . 4 1 . 2 . 1 P o d z o l G e n e s i s a n d M i c r o m o r p h o l o g y 4 1 . 2 . 2 P o d z o l i c S o i l s i n C o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a 1 5 1 . 3 S t u d y A r e a s 2 1 1 . 3 . 1 C a r n a t i o n C r e e k - B a m f i e l d 2 1 1 . 3 . 2 B u r k e M o u n t a i n 2 5 1.4 M e t h o d s 2 5 1 . 4 . 1 P a r t i c l e - s i z e A n a l y s i s 2 5 1 . 4 . 2 C h e m i c a l A n a l y s i s 2 6 1 . 4 . 3 T h i n S e c t i o n P r e p a r a t i o n 2 7 1 . 5 R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n 2 8 1 . 5 . 1 P h y s i c a l a n d C h e m i c a l P r o p e r t i e s 2 8 1 . 5 . 1 . 1 P r o f i l e M o r p h o l o g y 2 8 1 . 5 . 1 . 2 S o i l T e x t u r e 3 3 1 . 5 . 1 . 3 R e a c t i o n a n d C a t i o n E x c h a n g e 3 6 V C H A P T E R P a g e 1 . 5 . 1 . 4 C a r b o n a n d N i t r o g e n 3 9 1 . 5 . 1 . 5 E x t r a c t a b l e I r o n , A l u m i n u m a n d S i l i c o n . . 4 0 1 . 5 . 1 . 6 S u m m a r y 4 9 1 . 5 . 2 M i c r o m o r p h o l o g y 5 0 1 . 5 . 2 . 1 S u r f a c e O r g a n i c H o r i z o n s 5 1 1 . 5 . 2 . 2 A e H o r i z o n s 5 6 1 . 5 . 2 . 3 B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s 6 0 1 . 5 . 2 . 4 C e m e n t e d H o r i z o n s 9 5 1.6 S u m m a r y a n d C o n c l u s i o n s 9 8 2. P H O S P H O R U S F R A C T I O N S AND R E L A T I O N S H I P S 1 0 3 2 . 1 I n t r o d u c t i o n a n d O b j e c t i v e s 1 0 3 2.2 B a c k g r o u n d 1 0 5 2 . 2 . 1 P h o s p h o r u s T r a n s f o r m a t i o n s i n S o i l G e n e s i s 1 0 5 2 . 2 . 2 P h o s p h o r u s F r a c t i o n a t i o n M e t h o d s 1 0 7 2 . 2 . 3 O r g a n i c P h o s p h o r u s i n F o r e s t S o i l s I l l 2 . 2 . 4 P h o s p h o r u s F o r m s i n P o d z o l i c B H o r i z o n s 1 1 4 2 . 3 M e t h o d s 1 1 9 2 . 3 . 1 S o i l s A n a l y z e d 1 1 9 2 . 3 . 2 C h e m i c a l A n a l y s i s 1 2 0 2 . 4 R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n 1 2 3 2 . 4 . 1 E x t r a c t i o n E f f i c i e n c y 1 2 3 2 . 4 . 2 T r e n d s b y H o r i z o n T y p e 1 2 7 2 . 4 . 3 T r e n d s W i t h i n P r o f i l e s 1 2 9 2 . 4 . 4 B H o r i z o n P h o s p h o r u s R e l a t i o n s h i p s 1 3 2 2 . 4 . 5 C o m p a r i s o n W i t h O t h e r S o i l T y p e s 1 4 8 v i C H A P T E R P a g e 2 . 5 S u m m a r y a n d C o n c l u s i o n s 1 5 4 3. A L U M I N U M D Y N A M I C S I N F O R E S T L I T T E R 1 5 8 3 . 1 I n t r o d u c t i o n a n d O b j e c t i v e s 1 5 8 3.2 B a c k g r o u n d 1 5 9 3 . 2 . 1 A l u m i n u m i n P l a n t s 1 6 0 3 . 2 . 2 A l u m i n u m D y n a m i c s i n F o r e s t L i t t e r a n d O r g a n i c H o r i z o n s 1 6 2 3 . 3 M e t h o d s 1 6 7 3 . 3 . 1 S t u d y S i t e s a n d F i e l d M e t h o d s 1 6 7 3 . 3 . 2 I n c u b a t i o n E x p e r i m e n t 1 6 9 3 . 3 . 3 C h e m i c a l A n a l y s i s 1 7 0 3.4 R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n 1 7 1 3 . 4 . 1 A l u m i n u m R e t u r n i n N e e d l e L i t t e r 1 7 1 3 . 4 . 2 F o r e s t F l o o r A l u m i n u m P o o l s a n d R e s i d e n c e T i m e . . . 1 7 2 3 . 4 . 3 I n c u b a t i o n E x p e r i m e n t 1 7 5 3 . 4 . 3 . 1 R a t e s o f D e c o m p o s i t i o n 1 7 5 3 . 4 . 3 . 2 A l u m i n u m M o b i l i t y 1 7 9 3 . 5 S u m m a r y a n d C o n c l u s i o n s 1 8 6 S UMMARY, S Y N T H E S I S , A N D C O N C L U S I O N S 1 8 8 L I T E R A T U R E C I T E D 1 9 3 A P P E N D I C E S 1 - S o i l p r o f i l e d e s c r i p t i o n s 2 0 8 2 - T h i n s e c t i o n d e s c r i p t i o n s 2 1 6 v i i L I S T O F T A B L E S T A B L E P a g e 1 - 1 P o d z o l i c B H o r i z o n F a b r i c T y p e s 8 1-2 P a r t i c l e S i z e a n d O r g a n i c M a t t e r C h a r a c t e r i s t i c s 3 4 1-3 p H a n d C a t i o n E x c h a n g e C h a r a c t e r i s t i c s 3 7 1-4 E x t r a c t a b l e I r o n , A l u m i n u m , a n d S i l i c o n . . 4 2 1- 5 C o r r e l a t i o n s A m o n g S e l e c t e d P r o p e r t i e s : B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s 4 5 2- 1 H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s 1 2 4 2-2 E f f e c t o f U l t r a s o n i c T r e a t m e n t o n S e c o n d N a O H P h o s p h o r u s F r a c t i o n s . 1 2 6 2 - 3 H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : M e a n V a l u e s b y H o r i z o n T y p e s 1 2 8 2 - 4 R a n k C o r r e l a t i o n s : H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s w i t h P h y s i c a l a n d C h e m i c a l P r o p e r t i e s 1 3 5 2 - 5 C o m p a r i s o n o f B H o r i z o n P h o s p h o r u s F r a c t i o n s a n d O t h e r P r o p e r t i e s , V a n c o u v e r I s l a n d v s . B u r k e M o u n t a i n 1 3 9 2 - 6 R a n k C o r r e l a t i o n s : H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s w i t h C h e m i c a l a n d P h y s i c a l P r o p e r t i e s : V a n c o u v e r I s l a n d 1 4 3 2-7 R a n k C o r r e l a t i o n s : H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s w i t h C h e m i c a l a n d P h y s i c a l P r o p e r t i e s : B u r k e M o u n t a i n 1 4 4 2- 8 H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s i n F e r r o - H u m i c P o d z o l B H o r i z o n s , a n d M o l l i s o l a n d U l t i s o l A H o r i z o n s 1 4 9 3- 1 A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s i n C u r r e n t - Y e a r F o l i a g e f o r B . C . C o n i f e r s . 1 6 3 3-2 N e e d l e L i t t e r f a l l a n d A l u m i n u m C o n t e n t , D o u g l a s - f i r S t a n d s , C e n t r a l V a n c o u v e r I s l a n d 1 7 4 3 - 3 W e i g h t L o s s e s D u r i n g W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r I n c u b a t i o n . . . 1 7 6 3-4 N i t r o g e n C o n t e n t o f I n c u b a t e d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r . . . . 1 7 6 3-5 F o r e s t F l o o r E x t r a c t a b l e A l u m i n u m , C a r n a t i o n C r e e k , V a n c o u v e r I s l a n d 1 8 5 v i i i L I S T O F F I G U R E S F I G U R E P a g e 1 - 1 S t u d y S i t e L o c a t i o n M a p 2 3 1-2 B a m f i e l d P r o f i l e 3 0 1 - 3 C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e 3 1 1-4 C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e ( d e t a i l o f B h f 4 l o w e r b o u n d a r y ) 3 1 1-5 S c a t t e r D i a g r a m o f A l 0 - A l p v s . p H 4 6 1-6 S c a t t e r D i a g r a m o f A l Q - A l p v s . C a r b o n 4 7 1-7 H / A e B o u n d a r y , B u r k e M o u n t a i n 2 8 P r o f i l e 5 2 1-8 F e c a l P e l l e t s i n F H o r i z o n , B a m f i e l d P r o f i l e 5 4 1-9 C o a l e s c e d F e c a l M a t e r i a l , H H o r i z o n , B u r k e M o u n t a i n 2 8 P r o f i l e . . .' 5 4 1 - 1 0 F e c a l P e l l e t s i n H H o r i z o n , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 5 5 1 - 1 1 F e c a l M a t e r i a l O c c u r r i n g a s I n t e r g r a i n M i c r o a g g r e g a t e s , A e H o r i z o n , B u r k e M o u n t a i n 2 9 P r o f i l e 5 7 1 - 1 2 A e H o r i z o n , B a m f i e l d P r o f i l e 5 8 1 - 1 3 D u r i c H o r i z o n F r a g m e n t s , B h f 6 ( Z o n e 1 ) , B u r k e M o u n t a i n 2 9 P r o f i l e . 6 1 1 - 1 4 A m o r p h o u s O r g a n i c I n f i l l i n g s , B h f 4 ( Z o n e 2 ) , B u r k e M o u n t a i n 2 9 P r o f i l e 6 1 1 - 1 5 A m o r p h o u s O r g a n i c C o a t i n g s , B h f 4 ( Z o n e 2 ) , B u r k e M o u n t a i n 2 9 P r o f i l e 6 2 1 - 1 6 O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e , B h f 1 , B a m f i e l d P r o f i l e 6 4 1 - 1 7 O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f l , B a m f i e l d P r o f i l e . . . . 6 5 1 - 1 8 O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f 3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e 6 6 1 - 1 9 F i n e E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f l , B a m f i e l d P r o f i l e 6 7 1 - 2 0 S p o n g y M i c r o s t r u c t u r e , B h f 2 , B a m f i e l d P r o f i l e . 6 8 1 - 2 1 D e t a i l o f A m o r p h o u s C o a t i n g , B h f 3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e . . . 6 9 1 - 2 2 A m o r p h o u s C o a t i n g S u r r o u n d i n g C l u s t e r s o f E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f 3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e 7 0 i x F I G U R E P a g e 1 - 2 3 S p o n g y M i c r o s t r u c t u r e , B h f 2 , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 7 1 1 - 2 4 C o a t i n g s o n S a n d G r a i n s , B h f 4 , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e 7 2 1 - 2 5 R e d d i s h B r o w n N o d u l a r F e a t u r e s i n G r o u n d m a s s , B h f 3 , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e 7 3 1 - 2 6 A m o r p h o u s C o a t i n g a n d I n f i l l i n g , B h f 4 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e . . 7 4 1 - 2 7 C o m p l e x A m o r p h o u s I n f i l l i n g s , B h f g , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e . . . 7 5 1 - 2 8 C o m p l e x A m o r p h o u s I n f i l l i n g s a n d A s s o c i a t e d W e a t h e r i n g R i n d , B h f g , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 7 6 1 - 2 9 D e n s e , D a r k e r S u b a n g u l a r B l o c k y A g g r e g a t e s , B h f 2 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 7 7 1 - 3 0 B o w - l i k e P e d o f e a t u r e , B h f 2 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 7 8 1 - 3 1 A g g r e g a t e s , B h f 4 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 7 9 1 - 3 2 G r o u n d m a s s , B h f 5 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 8 0 1 - 3 3 D e t a i l o f G r o u n d m a s s , B h f 5 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 8 1 1 - 3 4 G r o u n d m a s s w i t h R o o t R e s i d u e s a n d A m o r p h o u s F e a t u r e s , B h f 5 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 8 2 1 - 3 5 B h f 6 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e 8 3 1 - 3 6 D e t a i l o f A m o r p h o u s F e a t u r e s , B h f 6 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e . . . 8 4 1 - 3 7 E x c r e m e n t a l F e a t u r e s i n U p p e r P o r t i o n o f R o o t C h a n n e l , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 8 5 1 - 3 8 L a m i n a t e d A m o r p h o u s C o a t i n g s , H 2 , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e . . . . 8 6 1 - 3 9 D e t a i l o f L a m i n a t e d C o a t i n g s , H 2 , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e . . . . 87 1 - 4 0 D e t a i l o f A m o r p h o u s C o a t i n g , DM-3 ( Z o n e 1 ) 8 8 1 - 4 1 C o a l e s c e d E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f 4 , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e . . 8 9 1 - 4 2 F r a g m e n t e d T i s s u e R e s i d u e s , DM-3 ( Z o n e 1 ) 9 0 1 - 4 3 R o o t R e s i d u e s i n O r g a n i c M a t t e r - r i c h Z o n e , B h f 5 , B u r k e M o u n t a i n P r o f i l e 2 9 9 1 1 - 4 4 R o o t R e s i d u e s w i t h A m o r p h o u s C o a t i n g s , DM-3 ( Z o n e 1 ) 9 2 X F I G U R E P a g e 1 - 4 5 C o a l e s c e d R o o t R e s i d u e s , B h f 3 , B u r k e M o u n t a i n 2 8 P r o f i l e . . . . . . 9 3 1 - 4 6 V o l c a n i c A s h C o n c e n t r a t i o n , B h f 5 ( Z o n e 1 ) , B u r k e M o u n t a i n 2 9 . . . 9 4 1 - 4 7 E n e r g y D i s p e r s i v e X - r a y S p e c t r u m o f R o o t R e s i d u e , H 2 , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 9 4 1 - 4 8 L a m i n a t e d S i l t y I n f i l l i n g s , B f c j , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e . . . . 9 6 1- 4 9 A m o r p h o u s F e - r i c h V o i d C o a t i n g s i n S i l t y I n f i l l i n g s , B f c j , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e 9 7 2- 1 T r a n s f o r m a t i o n s o f P h o s p h o r u s F r a c t i o n s D u r i n g S o i l D e v e l o p m e n t . . 1 0 4 2-2 D i s t r i b u t i o n o f P h o s p h o r u s F r a c t i o n s i n M i n e r a l S o i l O r d e r s o f S o i l T a x o n o m y 1 0 4 2 - 3 S e q u e n t i a l P h o s p h o r u s E x t r a c t i o n P r o c e d u r e 1 2 1 2 - 4 H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s f o r B a m f i e l d P r o f i l e 1 3 0 2 - 5 H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s f o r B u r k e M o u n t a i n 2 0 P r o f i l e 1 3 1 2 - 6 R a n k C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s 1 3 4 2-7 R a n k C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : V a n c o u v e r I s l a n d B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s 1 4 1 2-8 R a n k C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : B u r k e M o u n t a i n B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s 1 4 2 2 - 9 S c a t t e r D i a g r a m o f D i t h i o n i t e - e x t r a c t a b l e F e v s . R e s i d u a l P . . . . 1 4 5 2 - 1 0 S c a t t e r D i a g r a m o f D i t h i o n i t e - e x t r a c t a b l e F e v s . B i c a r b o n a t e P i . . 1 4 6 2 - 1 1 R a n k C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : M o l l i s o l A H o r i z o n s 1 5 0 2 - 1 2 C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : M o l l i s o l A H o r i z o n s 1 5 1 2 - 1 3 R a n k C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : U l t i s o l A H o r i z o n s 1 5 2 2- 1 4 C o r r e l a t i o n s B e t w e e n H e d l e y P h o s p h o r u s F r a c t i o n s : U l t i s o l A H o r i z o n s 1 5 3 3- 1 A v e r a g e D a i l y L i t t e r f a l l R a t e s a n d T o t a l A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s , W e s t e r n H e m l o c k S t a n d , C a r n a t i o n C r e e k 1 7 3 x i F I G U R E P a g e 3-2 C u m u l a t i v e CO2 P r o d u c t i o n f r o m I n c u b a t e d G r o u n d a n d U n g r o u n d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r 1 7 7 3 - 3 T o t a l A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s i n I n c u b a t e d G r o u n d a n d U n g r o u n d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r 1 8 0 3-4 C a C l 2 - e x t r a c t a b l e A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s i n I n c u b a t e d G r o u n d a n d U n g r o u n d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r 1 8 1 3-5 K C l . e x t r a c t a b l e A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s i n I n c u b a t e d G r o u n d a n d U n g r o u n d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r 1 8 2 3-6 P y r o p h o s p h a t e - e x t r a c t a b l e A l u m i n u m C o n c e n t r a t i o n s i n I n c u b a t e d G r o u n d a n d U n g r o u n d W e s t e r n H e m l o c k N e e d l e L i t t e r 1 8 3 A l - 1 S c h e m a t i c P r o f i l e D i a g r a m : B u r k e M o u n t a i n 2 9 2 1 5 A 2 - 1 F a b r i c Z o n e s : B a m f i e l d T h i n S e c t i o n s 2 1 8 A 2 - 2 F a b r i c Z o n e s : C a r n a t i o n C r e e k 1 T h i n S e c t i o n s . . . 2 2 9 A 2 - 3 F a b r i c Z o n e s : C a r n a t i o n C r e e k 2 T h i n S e c t i o n s 2 4 1 A 2 - 4 F a b r i c Z o n e s : B u r k e M o u n t a i n 2 8 T h i n S e c t i o n s 2 6 3 A 2 - 5 F a b r i c Z o n e s : B u r k e M o u n t a i n 2 9 T h i n S e c t i o n s 2 7 1 A 2 - 6 F a b r i c Z o n e s : B u r k e M o u n t a i n DM-3 S l i d e 2 8 3 x i i A C K N O W L E D G E M E N T S M a n y p e o p l e d e s e r v e r e c o g n i t i o n f o r t h e i r c o n t r i b u t i o n s t o t h e c o m -p l e t i o n o f t h i s t h e s i s . M y s u p e r v i s o r , D r . L . M. L a v k u l i c h , a n d t h e o t h e r c o m m i t t e e m e m b e r s , D r s . T. M. B a l l a r d a n d L . E . L o w e , p r o v i d e d a d v i c e a n d a s s i s t a n c e w i t h m a n y a s p e c t s o f t h i s s t u d y . D r . H. S c h r e i e r h e l p e d c o n s i d -e r a b l y w i t h s t a t i s t i c a l m a t t e r s . D a l e M a r t i n ' s e a r l i e r r e s e a r c h p r o v i d e d t h e i m p e t u s f o r t h i s s t u d y ; s h e f r e e l y s h a r e d s a m p l e s , d a t a , a n d i d e a s . S e v e r a l o t h e r g r a d u a t e s t u d e n t s a s s i s t e d w i t h f i e l d w o r k a n d I am g r a t e f u l f o r t h e i r g o o d h u m o u r a n d c o m -p a n i o n s h i p . T h e t e c h n i c a l s t a f f o f t h e D e p a r t m e n t o f S o i l S c i e n c e g a v e g e n e r o u s l y o f t h e i r t i m e a n d a d v i c e : P a t t i C a r b i s , E v e l i n e W o l t e r s o n , a n d B e r n i e V o n S p i n d l e r . P e r s o n n e l o f s e v e r a l o u t s i d e a g e n c i e s a n d d e p a r t m e n t s h e l p e d i n a v a r i e t y o f w a y s : D r . E u g e n e H e t h e r i n g t o n ( C a n a d i a n F o r e s t r y S e r v i c e ) , M i c h a e l A b l e y a n d G r a e m e S p i e r s ( D e p a r t m e n t o f S o i l S c i e n c e , U n i v e r s i t y o f A l b e r t a ) , D r s . J .W.B. S t e w a r t a n d H. T i e s s e n ( S a s k a t c h e w a n I n s t i t u t e o f P e d o l o g y ) , D a v i d C o o p e r s m i t h ( F a c u l t y o f F o r e s t r y , U . B . C . ) , a n d D r . K e i t h V a l e n t i n e , R a y G u e r t i n , A l e x G r e e n , a n d D r . D a v i d M o o n ( A g r i c u l t u r e C a n a d a ) . F i n a l l y , b u t o f n o l e s s i m p o r t a n c e , a r e t h e f r i e n d s w h o s e c o m p a n y a n d u n d e r s t a n d i n g m a d e t h e d i f f e r e n c e a t m a n y t i m e s : M a r g a r e t D a y , S t e p h e n S a n b o r n , a n d C y n t h i a C o l e s . A n d a g a i n , my p a r e n t s g e t m e n t i o n e d a t t h e v e r y e n d o f t h e A c k n o w l e d g e m e n t s ; t h a n k s o n c e m o r e a n d I p r o m i s e , t h i s i s t h e l a s t t i m e . 1 I N T R O D U C T I O N D e s p i t e l e s s t h a n t w o d e c a d e s o f r e s e a r c h , p e d o l o g i c a l s t u d i e s o f P o d z o l i c s o i l s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a h a v e r e v e a l e d a n a s s e m b l a g e o f f e a t u r e s w i t h i m p l i c a t i o n s f o r b o t h g e n e t i c c o n c e p t s a n d c l a s s i f i c a t i o n . T h e s e p r o p e r t i e s i n c l u d e l i m i t e d d e v e l o p m e n t o f e l u v i a l h o r i z o n s , c e m e n t e d ( d u r i c ) h o r i z o n s c o n t a i n i n g a l l o p h a n i c m a t e r i a l s o f t h e i m o g o l i t e t y p e , a n d z o n e s w i t h h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f o r g a n i c m a t t e r a n d a m o r p h o u s m a t e r i a l s , p a r t i c u l a r l y i n l o w e r B h o r i z o n s a n d c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s . D u r i n g t h i s s a m e p e r i o d , a n d p a r t i c u l a r l y s i n c e 1 9 8 0 , c o n c e p t s o f p o d z o l i z a t i o n h a v e u n d e r g o n e r e a p p r a i s a l , w i t h t h e r e c o g n i t i o n t h a t i n o r g a n i c p h a s e s m a y b e s i g n i f i c a n t a g e n t s o f a l u m i n u m t r a n s l o c a t i o n a n d d e p o s i t i o n . B o t h l i g h t a n d e l e c t r o n m i c r o s c o p i c t e c h n i q u e s h a v e c o n t r i b u t e d e v i d e n c e t o t h i s c o n t i n u i n g c o n t r o v e r s y . S i m u l t a n e o u s l y , n u t r i e n t c y c l i n g s t u d i e s o f f o r e s t e c o s y s t e m s h a v e r e s u l t e d i n i m p r o v e d u n d e r s t a n d i n g o f m a n y s o i l p r o c e s s e s , i n c l u d i n g t h e d y n a m i c s o f p h o s p h o r u s a n d a l u m i n u m . A l t h o u g h t h e l a t t e r e l e m e n t i s n o t a n u t r i e n t , r e c e n t r e s e a r c h i n t o t h e e f f e c t s o f a c i d p r e c i p i t a t i o n o n e c o s y s t e m s a n d o t h e r e v i d e n c e s u g g e s t t h a t a b i o l o g i c a l l y -m e d i a t e d a l u m i n u m c y c l e d o e s o c c u r i n f o r e s t s . W i t h t h e s e d e v e l o p m e n t s i n m i n d , t h e r e a r e s e v e r a l o b v i o u s l i n e s o f r e s e a r c h w h i c h b u i l d o n e x i s t i n g k n o w l e d g e o f t h e d i s t i n c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a P o d z o l s . T h i s s t u d y w i l l f o c u s o n F e r r o - H u m i c P o d z o l s , e m p h a s i z i n g t h r e e d i s t i n c t , b u t i n t e r - r e l a t e d a s p e c t s o f t h e i r g e n e s i s a n d c h e m i s t r y . S p e c i f i c o b j e c t i v e s w i l l b e p r e s e n t e d i n m o r e d e t a i l i n t h e i n d i v i d u a l c h a p t e r s , b u t t h e g e n e r a l t h e m e s a r e a s f o l l o w s . 2 F i r s t , t h e r e i s a c l e a r n e e d t o e v a l u a t e t h e m i c r o m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e s o i l s . E x i s t i n g c o n c e p t s o f P o d z o l m i c r o f a b r i c s h a v e d e v e l o p e d i n r e g i o n s w h e r e B h o r i z o n a c c u m u l a t i o n s o f o r g a n i c a n d a m o r -p h o u s m a t e r i a l s a r e g e n e r a l l y l e s s e x t r e m e t h a n i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a . S e c o n d , a l t h o u g h p h o s p h o r u s t r a n s f o r m a t i o n s i n s o i l g e n e s i s w e r e d o c u m e n t e d i n s e v e r a l c h r o n o s e q u e n c e s t u d i e s d u r i n g t h e 1 9 6 0 ' s a n d 1 9 7 0 ' s , m o r e r e c e n t l y - d e v e l o p e d m e t h o d s t e n d t o e m p h a s i z e b i o l o g i c a l l y - s i g n i f i c a n t f r a c t i o n s , w i t h m o r e e m p h a s i s o n o r g a n i c p h o s p h o r u s t h a n i n t h e p a s t . P h o s -p h o r u s f r a c t i o n s i n P o d z o l s h a v e n o t b e e n e v a l u a t e d b y t h e s e m e t h o d s , s o t h i s s t u d y w i l l a s s e s s t h e i r i m p l i c a t i o n s f o r t h e c o m p a r a t i v e d y n a m i c s o f p h o s -p h o r u s i n t h e s e s o i l s i n r e l a t i o n t o t h o s e o f o t h e r g e n e t i c t y p e s . F i n a l l y , t h e g r o w i n g e v i d e n c e f o r b i o l o g i c a l i n v o l v e m e n t i n s o i l a l u m i n u m d y n a m i c s h a s n o t b e e n c o r r o b o r a t e d f o r P o d z o l s i n t h i s r e g i o n , d e s p i t e t h e o f t e n l a r g e a c c u m u l a t i o n s o f f r e e a l u m i n u m i n B h o r i z o n s . A l -t h o u g h s c a t t e r e d d a t a e x i s t o n f o l i a r a l u m i n u m c o n c e n t r a t i o n s i n m a j o r c o n i f e r s p e c i e s , b e t t e r m e a s u r e m e n t s o f a l u m i n u m f l u x e s t o a n d t r a n s f o r -m a t i o n s w i t h i n f o r e s t f l o o r s a r e n e e d e d . 3 C H A P T E R 1 G E N E S I S A N D M I C R O M O R P H O L O G Y O F S E L E C T E D F E R R O - H U M I C P O D Z O L S 1 . 1 I n t r o d u c t i o n a n d O b j e c t i v e s P o d z o l i c s o i l s h a v e l o n g b e e n g i v e n s p e c i a l a t t e n t i o n b y p e d o l o g i s t s , i n p a r t b e c a u s e o f a d i s t i n c t i v e , c h r o m a t o g r a m - l i k e p r o f i l e d e v e l o p m e n t . D e -s p i t e s u s t a i n e d i n t e r e s t i n t h e g e n e s i s o f t h e s e s o i l s , t h e r e h a s b e e n a r e -m a r k a b l e s i m i l a r i t y i n t h e q u e s t i o n s a n d h y p o t h e s e s p r o p o s e d d u r i n g m a n y d e c a d e s o f r e s e a r c h . M a r t i n ( 1 9 8 6 ) t h o r o u g h l y r e v i e w e d a n d s y n t h e s i z e d m u c h o f t h i s w o r k , s e t t i n g t h e s t a g e f o r a d e t a i l e d s t u d y o f a n o m a l o u s o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n s i n F e r r o - H u m i c P o d z o l s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a . M i c r o m o r p h o l o g i c a l s t u d i e s h a v e b e e n a n i n t e g r a l p a r t o f m a n y i n v e s t i -g a t i o n s o f P o d z o l g e n e s i s . F e a t u r e s o b s e r v e d i n t h i n s e c t i o n h a v e b e e n u s e d t o s u p p o r t v a r i o u s , o f t e n c o n f l i c t i n g , h y p o t h e s e s ( e . g . B u u r m a n a n d V a n R e e u w i j k , 1 9 8 4 ; F a r m e r , 1 9 8 4 ) . T h e m a i n e m p h a s i s h a s b e e n o n P o d z o l s i n E u -r o p e a n d e a s t e r n N o r t h A m e r i c a , w i t h c o a r s e t e x t u r e s , w e l l - d e v e l o p e d e l u v i a l h o r i z o n s , a n d m o d e r a t e a m o u n t s o f o r g a n i c m a t t e r . H o w e v e r , i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a , P o d z o l s o f t e n l a c k e l u v i a l h o r i -z o n s a n d m a y c o n t a i n p r o n o u n c e d a c c u m u l a t i o n s o f b o t h o r g a n i c m a t t e r a n d s e s q u i o x i d e s ( L e w i s , 1 9 7 6 ) . W h i l e r e c o g n i t i o n o f s u c h r e g i o n a l d i f f e r e n c e s h a s r e s u l t e d i n p r o p o s a l s f o r r e v i s i o n s t o t h e C a n a d i a n S y s t e m o f S o i l C l a s s i f i c a t i o n ( C a r t e r e t a l . . 1 9 8 5 ) , t h e r e h a s b e e n l i t t l e m i c r o m o r p h o l -o g i c a l s t u d y o f t h e s e s o i l s . M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) e x a m i n a t i o n o f " r o o t m a t s " a n d r e l a t e d f e a t u r e s i n c o a s t a l B. C. P o d z o l s p r e s e n t e d s o m e m i c r o s c o p i c e v i d e n c e , b u t t h e r e i s a c l e a r n e e d t o r e l a t e t h e m i c r o f a b r i c s o f t h e s e f e a t u r e s t o t h o s e f o u n d i n a s s o c i a t e d B h o r i z o n s . T h e r e f o r e , t h i s p o r t i o n o f t h e s t u d y h a s t w o m a i n o b -j e c t i v e s . F i r s t , m i c r o f a b r i c s o f t h e s e f e a t u r e s a n d o t h e r h o r i z o n s o f c o a s t -a l B. C. F e r r o - H u m i c P o d z o l s w i l l b e c o m p a r e d t o t h o s e d o c u m e n t e d i n t h e l i t e r a t u r e . Do e x i s t i n g c o n c e p t s o f m i c r o f a b r i c s i n P o d z o l s n e e d b r o a d e n i n g o r r e d e f i n i t i o n ? S e c o n d , m i c r o m o r p h o l o g i c a l o b s e r v a t i o n s w i l l b e u s e d t o a s s e s s w h e t h e r i n s i t u d e c o m p o s i t i o n o f r o o t d e t r i t u s i s t h e d o m i n a n t p r o c e s s i n t h e f o r m a t i o n o f t h e s e f e a t u r e s . T o c o m p l e m e n t t h e s e o b j e c t i v e s , o t h e r g e n e t i c a s p e c t s o f t h e s e s o i l s w i l l b e e x a m i n e d t h r o u g h i n t e r p r e t a t i o n o f m a j o r c h e m i c a l a n d p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s . 1.2 B a c k g r o u n d 1 . 2 . 1 P o d z o l G e n e s i s a n d M i c r o m o r p h o l o g y B e f o r e c o n s i d e r i n g t h e m i c r o m o r p h o l o g i c a l a s p e c t s o f P o d z o l s a n d p o d -z o l i z a t i o n , s o m e b a s i c c o n c e p t s i n s o i l m i c r o m o r p h o l o g y w i l l b e b r i e f l y d i s -c u s s e d . U n f o r t u n a t e l y f o r t h e l a r g e r c o m m u n i t y o f p e d o l o g i s t s , t e r m i n o l o g y i n t h i s s p e c i a l t y i s c o m p l e x , o f t e n c o n f u s i n g , a n d o n l y r e c e n t l y h a s s t a n d -a r d i z a t i o n b e e n a t t e m p t e d ( e . g . B u l l o c k e t a l . . 1 9 8 5 ) . I n a d d i t i o n , s o m e o f t h e f e a t u r e s a n d c h a r a c t e r i s t i c s d e s c r i b e d i n g r e a t d e t a i l b y m i c r o m o r p h o l -o g i s t s a r e o f u n c e r t a i n p e d o g e n i c s i g n i f i c a n c e . T a k e n t o g e t h e r , t h e s e f a c -t o r s h a v e h e l d b a c k t h e w i d e r u s e o f m i c r o m o r p h o l o g y i n s o i l g e n e s i s s t u d i e s . T h e p r i m a r y c o n c e p t i s t h a t o f s o i l f a b r i c , d e f i n e d b y B u l l o c k e t a l . . ( 1 9 8 5 ) a s d e a l i n g w i t h " t h e t o t a l o r g a n i s a t i o n o f a s o i l , e x p r e s s e d b y t h e s p a t i a l a r r a n g e m e n t s o f t h e s o i l c o n s t i t u e n t s ( s o l i d , l i q u i d a n d g a s e o u s ) , t h e i r s h a p e , s i z e a n d g e n e s i s . " 5 R e s e a r c h o n p o d z o l i z a t i o n h a s h a d t w o e m p h a s e s : ( 1 ) c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e B h o r i z o n a c c u m u l a t i o n p r o d u c t s a n d ( 2 ) i n f e r e n c e o f t h e m e c h a n i s m s b y w h i c h t h e s e m a t e r i a l s a r e m o b i l i z e d , t r a n s p o r t e d , a n d r e d e p o s i t e d . I n s o i l m i c r o m o r p h o l o g y , t h e s e m o b i l e s o l i d c o n s t i t u e n t s o f t h e f a b r i c h a v e b e e n r e -f e r r e d t o a s p l a s m a , a s d i s t i n c t f r o m t h e s k e l e t o n g r a i n s w h i c h a r e r e l a t i v e -l y s t a t i c ( B r e w e r , 1 9 7 6 ) . T h e s e p a r a t i o n b e t w e e n t h e s e t w o c a t e g o r i e s c o r r e -s p o n d s t o t h e u p p e r l i m i t o f c o l l o i d a l s i z e ( 2 / A . m ) . R e c e n t l y , a m o r e f l e x -i b l e d i s t i n c t i o n h a s b e e n a d o p t e d , b e t w e e n c o a r s e a n d f i n e c o m p o n e n t s ( S t o o p s a n d J o n g e r i u s , 1 9 7 5 ) , w i t h t y p i c a l " c / f " l i m i t s r a n g i n g f r o m 2 t o 10/x.m ( M u r p h y e t a l . . 1 9 8 5 ) . S o i l m i c r o m o r p h o l o g y i s l a r g e l y c o n c e r n e d w i t h t h e s p a t i a l o r g a n i z a t i o n o f t h e s e c o a r s e a n d f i n e c o m p o n e n t s : t h e i r a r r a n g e m e n t w i t h r e s p e c t t o e a c h o t h e r a n d t h e i r i n c o r p o r a t i o n i n t o l a r g e r u n i t s . M u c h o f t h e c o n f u s i o n f o r t h e u n i n i t i a t e d c o m e s f r o m t h e e v o l u t i o n o f c o n c e p t s o f c a n d f c o m p o n e n t s a n d t h e u s e o f s i m i l a r t e r m s f o r d e s c r i b i n g t h e a r r a n g e m e n t s o f b o t h d i s c r e t e p a r t i c l e s a n d m o r e c o m p l e x u n i t s . M i c r o m o r p h o l o g y h a s d e v o t e d m u c h a t t e n t i o n t o d e s c r i b i n g a n d c l a s s i f y i n g " p e d o l o g i c a l f e a t u r e s " ( o r p e d o f e a t u r e s ) , w h i c h i n s i m p l e t e r m s a r e d i s c r e t e u n i t s o f t h e s o i l f a b r i c w h i c h s t a n d o u t f r o m t h e i r b a c k g r o u n d o r m a t r i x . T h e s e f e a t u r e s a r e d i s t i n g u i s h e d a c c o r d i n g t o t h e i r a p p e a r a n c e , c o m p o s i t i o n , t e x t u r e , a n d o f t e n - u n a v o i d a b l y , t h e i r p r e s u m e d o r i g i n . E x a m p l e s i n c l u d e f e c a l p e l l e t s , o r i e n t e d c l a y f i l m s i n B t h o r i z o n s , a n d c o a t i n g s o f o r g a n o -m i n e r a l c o l l o i d s i n P o d z o l i c B h o r i z o n s . P e d o l o g i c a l f e a t u r e s c o u l d s o m e -t i m e s b e c o n s i d e r e d a s a g g r e g a t e s , p a r t i c u l a r l y i n t h e c a s e o f " e x c r e m e n t a l p e d o f e a t u r e s " ( i . e . f e c a l p e l l e t s ) ; t h e i r i d e n t i f i c a t i o n i s o f t e n r a t h e r s u b j e c t i v e ( e . g . M u r p h y e t a l . . 1 9 8 5 ) . I n r e a d i n g ( o r w r i t i n g ) m i c r o m o r -6 p h o l o g i c a l d e s c r i p t i o n s , t h e n o n - s p e c i a l i s t m u s t r e m e m b e r t h a t a n e n t i t y c o u l d a p p e a r i n m o r e t h a n o n e g u i s e i n a d e s c r i p t i o n . D i s t r i b u t i o n p a t t e r n s i n m i c r o m o r p h o l o g y a r e o f t h r e e k i n d s a n d a p p e a r i n s e v e r a l c o n t e x t s i n d e s c r i p t i o n s ( B u l l o c k e t a l . . 1 9 8 5 ) . B a s i c d i s t r i -b u t i o n s a r e c o n c e r n e d w i t h h o w l i k e i n d i v i d u a l s a r e d i s t r i b u t e d w i t h r e s p e c t t o e a c h o t h e r ; c o m m o n t e r m s i n c l u d e r a n d o m , c l u s t e r e d , a n d b a n d e d . R e f e r r e d d i s t r i b u t i o n s i n v o l v e i n d i v i d u a l s w i t h r e s p e c t t o a p a r t i c u l a r r e f e r e n c e f e a t u r e , s u c h a s a s u r f a c e o r a v o i d ; t y p e s i n c l u d e u n r e f e r r e d , p a r a l l e l , a n d p e r p e n d i c u l a r . F o r b o t h b a s i c a n d r e f e r r e d d i s t r i b u t i o n s , t h e i n d i v i d u a l s c o u l d b e a g g r e g a t e s , v o i d s w i t h i n o r b e t w e e n a g g r e g a t e s , o r p e d o f e a t u r e s . R e l a t e d d i s t r i b u t i o n s c o n c e r n t h e p a t t e r n o f i n d i v i d u a l s w i t h r e s p e c t t o o t h e r i n d i v i d u a l s o f d i f f e r e n t t y p e . T h e s e d i s t r i b u t i o n s a r e t h e m o s t d i f -f i c u l t t o d e s c r i b e c o n s i s t e n t l y , i n p a r t b e c a u s e o f t h e i r i n h e r e n t c o m p l e x -i t y , b u t a l s o b e c a u s e o f a p r o l i f e r a t i o n o f t e r m i n o l o g y . R e c e n t l y , B u l l o c k e t a l . ( 1 9 8 5 ) p r o p o s e d a d o p t i o n o f t h e S t o o p s a n d J o n g e r i u s ( 1 9 7 5 ) t e r m s f o r r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s . H o w e v e r , a " r o u n d r o b i n " c o m p a r i s o n o f t h i n s e c t i o n d e s c r i p t i o n s b y e x p e r i e n c e d s p e c i a l i s t s f o u n d m a j o r i n c o n s i s t e n c i e s i n u s e o f t h i s s c h e m e , l e a d i n g t o p r o p o s a l s f o r s i m p l i f i e d t e r m i n o l o g y ( M u r p h y e t a l . . 1 9 8 5 ) . W i t h t h e s e c o n c e p t s i n m i n d , t h e c o n t r i b u t i o n o f m i c r o m o r p h o l o g y t o t h e s t u d y o f p o d z o l i z a t i o n w i l l b e r e v i e w e d . R e c e n t r e s e a r c h h a s e m p h a s i z e d t w o d o m i n a n t m e c h a n i s m s f o r m o b i l i z a t i o n a n d t r a n s l o c a t i o n o f F e a n d A l : ( 1 ) t h r o u g h o r g a n i c c o m p l e x f o r m a t i o n , a n d ( 2 ) a s a n i n o r g a n i c h y d r o x y a l u m i n u m o r t h o s i l i c a t e c o m p l e x ( p r o t o - i m o g o l i t e ) . ( T h e h i s t o r i c a l d e v e l o p m e n t a n d d e -t a i l s o f t h e s e t h e o r i e s h a v e b e e n a d e q u a t e l y r e v i e w e d e l s e w h e r e : M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , M u i r ( 1 9 6 1 ) , a n d M c K e a g u e e t a l . ( 1 9 8 3 ) . ) 7 U n t i l r e c e n t l y , t h e o r g a n i c c o m p l e x t h e o r y h a s b e e n f a v o u r e d b y m o s t p e d o l o g i s t s , a s s h o w n b y t h e e m p h a s i s g i v e n t o d e s c r i p t i o n o f B h o r i z o n f a b r i c s d o m i n a t e d b y o r g a n o - m i n e r a l a c c u m u l a t i o n s . De C o n i n c k e t a l . ( 1 9 7 4 ) p r o p o s e d a s y s t e m o f m i c r o m o r p h o l o g i c a l t e r m s f o r S p o d o s o l o r g a n i c m a t t e r . T h e s e h a v e b e e n w i d e l y a d o p t e d , w i t h l a t e r r e f i n e m e n t s r e f l e c t i n g m o r e s t u d y o f s o i l f a u n a l i n f l u e n c e s a n d t h e u s e o f n e w t e c h n i q u e s , s u c h a s t h e e l e c t r o n m i c r o p r o b e ( D e C o n i n c k , 1 9 8 0 ; De C o n i n c k a n d R i g h i , 1 9 8 3 ; D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e , 1 9 8 5 ) . Two t y p e s o f a m o r p h o u s o r g a n i c m a t e r i a l w e r e r e c o g n i z e d b y De C o n i n c k e t a l . ( 1 9 7 4 ) . B o t h l a c k d i s c e r n i b l e b i o l o g i c a l s t r u c t u r e s , w i t h t h e p o l y m o r - p h i c t y p e f o r m i n g d i s c o n t i n u o u s m a s s e s o f v a r i a b l e c o l o u r a n d d e n s i t y , w h i l e m o n o m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r f o r m s m a s s e s o f u n i f o r m c o l o u r a n d d e n s i t y . A l o n g w i t h p l a n t a n d f u n g a l r e s i d u e s i n v a r i o u s s t a g e s o f t r a n s f o r m a t i o n , t h e s e a -m o r p h o u s o r g a n i c m a t e r i a l s o c c u r a s f e c a l p e l l e t s , p e l l e t s o f u n c e r t a i n o r i -g i n , a g g r e g a t e s ( c o m b i n i n g a l l o f t h e a b o v e ) a n d v a r i o u s t y p e s o f c o a t i n g s . P o d z o l i c B h o r i z o n s h a v e a w i d e r a n g e o f m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s , f r o m w e l l - a g g r e g a t e d g r a n u l a r s t r u c t u r e s t o c o n c r e t i o n a r y o r e v e n c o n t i n u o u s c e m e n t a t i o n . S p e c i a l f e a t u r e s , s u c h a s p l a c i c h o r i z o n s , m a y o c c u r w i t h i n t h e P o d z o l i c B h o r i z o n , w h i l e o t h e r k i n d s o f c e m e n t e d h o r i z o n ( f r a g i p a n s , d u r i c h o r i z o n s ) m a y o c c u r b e l o w t h e B h o r i z o n . A t t h e m i c r o m o r p h o l o g i c a l l e v e l , t h e r e i s a c o r r e s p o n d i n g d i v e r s i t y o f f a b r i c t y p e s . D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e ( 1 9 8 5 ) r e c o g n i z e d f o u r p r i n c i p a l f a b r i c t y p e s i n w h i c h t h e s e o r g a n i c c o m p o n e n t s a r e c o m b i n e d w i t h m i n e r a l m a t e r i a l s i n v a r i o u s r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s ; d e s c r i p t i o n s a n d i n t e r p r e t a t i o n s o f t h e s e t y p e s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 - 1 . I n t h i s s c h e m e , t h e r e a r e t w o e n d m e m b e r s t o t h e r a n g e o f P o d z o l B h o r i z o n f a b r i c s . C e m e n t a t i o n i s Table 1-1: Podzollc B Horizon Fabric Types (after De Conlnck and McKeague, 1985) Type Texture Porosity Compos 11 ion R e l a t e d D l s t r i b . * O c c u r r e n c e Inferred Genesis la lb Sandy High Sandy Low Sandy Low -continuously coated -chlamydic (coated but separated grains grain) -coatings are poly-morphic OJ: complex organo-mineral -coatings continu-ously coat and bridge grains, thickening at narrow inter-granular spaces; opaque yellowish brown to dk. brown -coatings domlnantly monomorphlc, but also complex organo-min., or Fe-rich (or com-pound of above) -monomorphlc coatings tend to be cracked, with no Internal layering -coatings envelop grains, f i l l i n g much of Intergranular space; compos 11Ion as In lb ple c t l c (bridged and coated grain) p l e c t l c to por-phyric (bridged and coated grain to embedded grain) -friable spodic horizons -nodules, cemented horizons (may be f r i a b l e i f p a r t i a l l y composed of polymorphic or-ganic matter or complex or-gano -mineral materials) -cemented horizons (e.g. placlc, ortsteln) and nodules -monomorphlc coatings form by deposition from solution and/or c o l l o i d a l suspension; cracking occurs after water loss -as above, for monomorphlc coatings -nodules (low organic matter, high Fe) form (prior to spodic 8?) as result of redox processes associated with water table fluctuations (adjacent Fe-poor material may have type 3 fabric) -placlc horizons tend to have less pronounced cracking Sandy High pl e c t l c to por-phyrlc (bridged and coated grain, to embedded grain) -grains embedded in reddish brown iso-tropic or weakly anisotropic plasma -coatings and inter-granular material may include Fe- rich, complex organo-mlneral and cracked monomor-phlc materials -heterogeneous 20-100 -"pellety* pa dlam. Intergranular (lntergrain aggregates, ovoid to alcroaggregate) rounded (br. to black) f o r 1c -as for nodules In 1c -friable upper portions of sandy spodic B horizons -pellets form by: (1) flaking off of cracked coatings (2) faunal ingestion and excretion (3) wetting and drying of organo-Al T a b l e 1 - 1 : P o d z o l i c B H o r i z o n F a b r i c T y p e s ( a f t e r De C o n i n c k a n d M c K e a g u e . 1 9 8 5 ) ( C o n t i n u e d ) T y p e T e x t u r e P o r o s 1 t y C o m p o s i t i o n R e l a t e d D l s t r l b . O c c u r r e n c e S i l t y H i g h o f f i n e m i n e r a l m a t e r i a l a n d p o l y -m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r p e l l e t s ; may c o n t a i n p l a n t f r a g m e n t s , h y p h a e , s c l e r o t i a , a n d f e c a l p e l l e t s ( s i m i l a r m a t e r i a l may c o a t s a n d g r a i n s b u t s h o w s n o c r a c k i n g p a t t e r n ) - I r r e g u l a r , p a r t i a l l y f u s e d a g g r e g a t e s u p s e v e r a l mm i n d l a m . - m i x o f m i n e r a l g r a i n s I n c o m p l e x o r g a n o -t n l n e r a l p l a s m a , I n -c l u d i n g p l a n t a n d f u n g a l r e m a i n s " s p o n g y ( i n t e r g r a l n m l c r o a g g r e g a t e ) o r a g g l o m e r o -p l a s m l c ( B r e w e r ) - l o a m y s p o d i c h o r i z o n s I n f e r r e d C e n e s l s a n d F e c o m p l e x e s (U) m i x e d o r i g i n ( b i o l o g i c a l a n d c h e m i c a l p r e c i p i t a t i o n o f o r g a n i c m a t t e r c o m p l e x e s ) - ( a s a b o v e ) * b r a c k e t e d t e r m s f o r r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s a r e a f t e r M u r p h y e t a l . ( 1 9 8 5 ) 1 0 a s s o c i a t e d w i t h f a b r i c s h a v i n g g e f u r i c a n d p o r p h y r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s i n w h i c h m o n o m o r p h i c o r g a n i c m a t e r i a l d o m i n a t e s t h e f i n e c o m p o n e n t s ; e q u i v a l e n t t e r m s f o r t h e s e r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s a r e b r i d g e d g r a i n a n d e m b e d d e d g r a i n ( M u r p h y e t a l . , 1 9 8 5 ) . A t t h e o t h e r e n d o f t h e c o n t i n u u m , p e l l e t y a n d s p o n g y t y p e s ( i n t e r g r a n u l a r m i c r o a g g r e g a t e ; M u r p h y e t a l . ( 1 9 8 5 ) ) c o n s i s t o f a g g r e -g a t e s i n w h i c h p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t e r i a l i s i n t e r m i n g l e d w i t h m i n e r a l m a t e r i a l a n d p a r t l y d e c o m p o s e d p l a n t r e m a i n s ( D e C o n i n c k , 1 9 8 0 ) . T h e u n i f o r m i t y o f m o n o m o r p h i c c o a t i n g s i n c e m e n t e d h o r i z o n s i s t a k e n a s e v i d e n c e o f t h e i r i l l u v i a t i o n f r o m t h e s o i l s o l u t i o n . T h e i r c h a r a c t e r i s t i c c r a c k i n g p a t t e r n i n d i c a t e s t h a t d e p o s i t i o n o c c u r r e d i n t h e g e l s t a t e , f o l -l o w e d b y d e s i c c a t i o n a n d s h r i n k a g e . E l e c t r o n m i c r o p r o b e a n a l y s i s o f t h e s e f a b r i c s d e m o n s t r a t e s a c l o s e a s s o c i a t i o n o f A l a n d F e w i t h t h e m o n o m o r p h i c c o a t i n g s ; S i i s r e s t r i c t e d t o s i l i c a t e s k e l e t o n g r a i n s ( D e C o n i n c k a n d R i g h i , 1 9 8 3 ; M c H a r d y a n d R o b e r t s o n , 1 9 8 3 ; R i g h i a n d D e C o n i n c k , 1 9 7 7 ; V a n R a n s t e t a l . . 1 9 8 0 ) . M c K e a g u e a n d W a n g ( 1 9 8 0 ) s t u d i e d o r t s t e i n h o r i z o n s f r o m M a r i t i m e P o d z o l s a n d f o u n d s i m i l a r f a b r i c s , w i t h A l - o r g a n i c m a t e r i a l i n m o n o m o r p h i c c o a t i n g s a s t h e p r e s u m e d c e m e n t i n g a g e n t . H o w e v e r , t h e y n o t e d t h a t l i n k a g e o f s k e l e t o n g r a i n s b y f i n e m a t e r i a l w a s n o t n e c e s s a r i l y a c c o m p a n i e d b y c e m e n t a t i o n . F o r f r i a b l e P o d z o l i c B h o r i z o n s , w i t h p e l l e t y o r s p o n g y f a b r i c s , m i c r o -m o r p h o l o g i c a l e v i d e n c e h a s b e e n u s e d t o s u p p o r t s e v e r a l p o s s i b l e o r i g i n s . T h e m a i n i s s u e i s t h e e x t e n t o f s o i l f a u n a l i n v o l v e m e n t . D e C o n i n c k ( 1 9 8 0 ) s u p p o r t e d a m a j o r r o l e f o r b i o l o g i c a l a c t i v i t y , c i t i n g r a d i o c a r b o n d a t e s w h i c h s h o w m u c h m o r e r a p i d c a r b o n t u r n o v e r i n f r i a b l e P o d z o l i c B h o r i z o n s , c o m p a r e d w i t h c e m e n t e d o n e s ( R i g h i a n d G u i l l e t , 1 9 7 6 ) . D e C o n i n c k a n d R i g h i ( 1 9 8 3 ) n o t e d t h e r e s e m b l a n c e o f P o d z o l B h o r i z o n p e l l e t s t o f e c a l p e l l e t s a n d 1 1 f a u n a l l y c o m m i n u t e d p l a n t d e b r i s . A l t h o u g h f r i a b l e B h o r i z o n s c o n t a i n l i v i n g r o o t s , t h e d e a d t i s s u e s a r e u s u a l l y h i g h l y f r a g m e n t e d a n d i n c o r p o r a t e d w i t h p o l y m o r p h i c o r g a n i c a n d m i n e r a l m a t e r i a l i n t h e m i c r o a g g r e g a t e s . T h e s e u n i t s a r e o f t e n a r r a n g e d i n t h e t u b u l a r p a t t e r n c h a r a c t e r i s t i c o f t h e f e c a l m a t e -r i a l o f b u r r o w i n g s o i l a n i m a l s . R i g h i ( 1 9 8 2 ) a r g u e d t h a t i l l u v i a t i o n d o e s i n f l u e n c e t h e c o m p o s i t i o n o f f r i a b l e B h o r i z o n s , b u t i t s e f f e c t s a r e m o d i f i e d b y f a u n a l a c t i v i t y . H e n c e , s i m i l a r f a b r i c s w e r e o b s e r v e d i n b o t h A l a n d f r i a b l e B h o r i z o n s i n p o d z o l i z e d s o i l s , c o r r e s p o n d i n g t o s i m i l a r p r o p o r t i o n s o f n o n - e x t r a c t a b l e o r g a n i c m a t t e r ( i . e . p l a n t r e s i d u e s ) . H o w e v e r , t h e e x t r a c t a b l e a m o r p h o u s m a t e r i a l s d o n o t d i f f e r g r e a t l y i n c o m p o s i t i o n ( i . e . F e a n d A l c o n t e n t ) b e t w e e n f r i a b l e a n d c e m e n t e d B h o r i z o n s . D e C o n i n c k a n d R i g h i ( 1 9 8 3 ) a r g u e d a g a i n s t a s t r i c t l y c h e m i c a l o r i g i n f o r p e l l e t y a g g r e g a t e s , t h a t i s , t h r o u g h a d s o r p t i o n o f s o l u b l e o r g a n i c s o n i n o r g a n i c c o m p o n e n t s . S u c h a m e c h a n i s m d o e s n o t a c c o u n t f o r t h e l o w m e a n r e s i d e n c e t i m e o f t h e o r g a n i c c a r b o n , n o r t h e a b u n d a n t r o o t d e t r i t u s i n t h e s e B h o r i z o n s . S i m i l a r l y , t h e s e c h a r a c t e r i s t i c s a r e n o t c o n s i s t e n t w i t h a n o t h e r p r o p o s e d o r i g i n : f l a k i n g o f f o f c r a c k e d m o n o m o r p h i c c o a t i n g s . T h i s d i s c u s s i o n h a s f o c u s s e d o n t h e t w o e n d p o i n t s o f t h e c o n t i n u u m o f P o d z o l i c B h o r i z o n f a b r i c s p r e s e n t e d i n T a b l e 1 - 1 . H o w e v e r , a c t u a l f a b r i c s a r e u s u a l l y n o t t h i s s i m p l e , b u t r e f l e c t m u l t i p l e p r o c e s s e s o r c o m p l e x d e -v e l o p m e n t a l s e q u e n c e s . F o r e x a m p l e , f r i a b l e B h o r i z o n s m a y e v e n t u a l l y b e c o m e c e m e n t e d i f t h e r a t e o f i l l u v i a t i o n o f o r g a n o - m e t a l l i c c o m p o u n d s o v e r w h e l m s t h e m i x i n g a n d a g g r e g a t i n g e f f e c t s o f b i o l o g i c a l a c t i v i t y . T h i s s e q u e n c e w o u l d b e i n f e r r e d f o r c e m e n t e d h o r i z o n s i n w h i c h p o l y m o r p h i c a g g r e g a t e s a r e c o a t e d w i t h m o n o m o r p h i c o r g a n i c m a t e r i a l ( M c K e a g u e a n d W a n g , 1 9 8 0 ; D e C o n i n c k , 1 9 8 0 ) . S i m i l a r l y , z o n a t i o n w i t h i n t h e m o n o m o r p h i c c o a t i n g s i n a p l a c i c h o r i z o n w a s t a k e n a s e v i d e n c e f o r t h e f o l l o w i n g d e v e l o p m e n t a l s e -q u e n c e : ( 1 ) o r g a n o - A l a n d - F e c o m p l e x e s w e r e i l l u v i a t e d , f o r m i n g m o n o m o r p h i c c o a t i n g s w h i c h p r o m o t e d c e m e n t a t i o n o f t h e B h o r i z o n ; ( 2 ) i m p e d e d d r a i n a g e a b o v e t h i s c e m e n t e d l a y e r a l l o w e d r e d u c t i o n a n d m o b i l i z a t i o n o f F e , w h i c h r e p r e c i p i t a t e d a s F e - r i c h c o a t i n g s i n a p l a c i c h o r i z o n d e e p e r w i t h i n t h e B; ( 3 ) a s o r g a n i c m a t t e r a c c u m u l a t e d f r o m r o o t m a t f o r m a t i o n a b o v e t h e p a n , a n d a s F e w a s f u r t h e r d e p l e t e d , s u b s e q u e n t m o n o m o r p h i c l a y e r s i n t h e p l a c i c h o r i z o n b e c o m e m o r e A l - r i c h ( R i g h i e t a l . . 1 9 8 2 ) . U n t i l r e c e n t l y , m i c r o m o r p h o l o g i c a l e v i d e n c e h a s b e e n c o n s i s t e n t l y u s e d i n s u p p o r t o f t h e o r g a n i c c o m p l e x m o d e l o f P o d z o l f o r m a t i o n . A n a l t e r n a t i v e h y p o t h e s i s , i n v o l v i n g a m o b i l e h y d r o x y a l u m i n u m s i l i c a t e c o m p l e x ( p r o t o - i m o g o -l i t e ) a s p a r t o f a n i n o r g a n i c m e c h a n i s m , h a s p r o m p t e d r e - e x a m i n a t i o n o f P o d z o l B h o r i z o n m i c r o m o r p h o l o g y . F a r m e r ( 1 9 8 4 ) m a i n t a i n e d t h a t i t i s i n -c o r r e c t t o c o n s i d e r a l l i s o t r o p i c c o a t i n g s i n P o d z o l i c B h o r i z o n s t o b e m o n o -m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r . R a t h e r , u s i n g e v i d e n c e f r o m a s t u d y o f P o d z o l c o n -c r e t i o n s i n A u s t r a l i a ( F a r m e r e t a l . . 1 9 8 4 ) , h e a r g u e d t h a t s u c h y e l l o w t o r e d d i s h b r o w n c o a t i n g s a r e a l l o p h a n i c . S u b s e q u e n t a b s o r p t i o n o f f u l v i c a c i d r e s u l t s i n d a r k e n i n g , e s p e c i a l l y t o w a r d t h e t o p o f t h e B h o r i z o n , a n d l o s s o f s i l i c a . A n d e r s o n e t a l . ( 1 9 8 2 ) s u g g e s t e d t h a t P o d z o l f o r m a t i o n o c c u r s i n t h r e e s t a g e s : ( 1 ) B h o r i z o n f o r m a t i o n , i n w h i c h i l l u v i a l a l l o p h a n i c m a t e r i a l s a n d F e a c c u m u l a t e w i t h o u t o r g a n i c m a t t e r , ( 2 ) o r g a n i c m a t t e r m i g r a t i o n a n d p r e -c i p i t a t i o n o n t h e s e i n o r g a n i c c o m p o n e n t s , a n d ( 3 ) r e d u c t i o n a n d l e a c h i n g o f F e w h i c h r e p r e c i p i t a t e s a s a n i r o n p a n . B u u r m a n a n d V a n R e e u w i j k ( 1 9 8 4 ) d i s p u t e d t h i s s e q u e n c e , i n p a r t b e c a u s e o f a l a c k o f e v i d e n c e f o r c o m p o u n d c o a t i n g s i n w h i c h o r g a n i c m a t t e r i s e n r i c h e d i n t h e o u t e r p o r t i o n s o f a l l o p h a n i c c o a t i n g s . H o w e v e r , F a r m e r ( 1 9 8 4 ) p r e s e n t e d t h i n s e c t i o n m i c r o -g r a p h s w h i c h w e r e t h o u g h t t o s h o w e x a c t l y t h a t s e q u e n c e . F a r m e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) u s e d m i c r o p r o b e a n a l y s i s o f a n i s o t r o p i c B h o r i z o n c o a t i n g t o s h o w t h a t a l t h o u g h t h e o u t e r m o s t z o n e a p p e a r e d d a r k e n e d b y o r g a n i c m a t t e r , t h e S i c o n t e n t r e m a i n e d h i g h a n d S i : A l r a t i o s w e r e u n i f o r m t h r o u g h o u t t h e c o a t i n g . I f t h e a l l o p h a n i c m a t e r i a l c o m p r i s i n g t h e b u l k o f t h i s f e a t u r e h a d o r i g i n a t e d f r o m t r a n s f o r m a t i o n o f A l f u l v a t e s , t h e n t h e o u t e r , y o u n g e r l a y e r w o u l d h a v e t o b e l o w e r i n S i . C o m p o u n d c o a t i n g s , p r e v i o u s l y d o c u m e n t e d b y M c K e a g u e a n d W a n g ( 1 9 8 0 ) , w e r e r e - i n t e r p r e t e d a s r e s u l t i n g f r o m m o d i f i c a t i o n o f a n o r i g i n a l l y a l l o p h a n i c a c c u m u l a t i o n . I t i s c l e a r t h a t t h e v e r d i c t o n F a r m e r ' s h y p o t h e s i s i s s t i l l t o c o m e i n . D e f i n i t i v e p r o o f w i l l h a v e t o b e o f t w o k i n d s . F i r s t , t h e e x i s t e n c e o f p r o t o - i m o g o l i t e i n P o d z o l i c s o i l s o l u t i o n s w i l l h a v e t o b e c l e a r l y d e m o n -s t r a t e d . S e c o n d , m u c h m o r e e v i d e n c e f o r t h e o c c u r r e n c e o f i m o g o l i t e -/ a l l o p h a n e i n P o d z o l s n e e d s t o b e c o l l e c t e d . I t i s n o t c o m p l e t e l y u n d e r s t o o d w h y s o m e B h o r i z o n s c o n t a i n t h e s e m a t e r i a l s a n d o t h e r s d o n o t . R a t h e r l e s s a t t e n t i o n h a s b e e n g i v e n t o o t h e r g e n e t i c h o r i z o n s i n m i c r o m o r p h o l o g i c a l s t u d i e s o f P o d z o l s . B e c a u s e t h e s u r f a c e o r g a n i c l a y e r s c a n a l t e r m u c h m o r e r a p i d l y i n r e s p o n s e t o v e g e t a t i o n o r l a n d u s e c h a n g e t h a n o t h e r p r o f i l e c h a r a c t e r i s t i c s ( B u l l o c k a n d C l a y d e n , 1 9 8 0 ) , De C o n i n c k a n d R i g h i ( 1 9 8 3 ) o b s e r v e d t h a t P o d z o l s h a v e n o c h a r a c t e r i s t i c h u m u s f o r m . M o r a n d m o d e r a r e t h e d o m i n a n t t y p e s , b u t t h e s e f o r m s a n d t h e i r f a b r i c s a r e n o t r e s t r i c t e d t o P o d z o l s . I n t h i n s e c t i o n , b o t h h u m u s f o r m s c o n s i s t o f p l a n t r e m a i n s , f u n g a l c o m p o n e n t s , a n d p e l l e t s o f b o t h f e c a l a n d u n k n o w n o r i g i n . A l t h o u g h t h e a m o u n t o f i n c o r p o r a t e d m i n e r a l m a t e r i a l v a r i e s , t h e h i g h d e g r e e o f c o m m i n u t i o n o f p l a n t m a t e r i a l r e s u l t s f r o m f a u n a l a c t i v i t y ( B a l , 1 9 7 0 ; G r i s h i n a e t a l . . 1 9 8 1 ) . L , F , a n d H h o r i z o n s a r e c h a r a c t e r i z e d b y : ( 1 ) L : l o o s e l y p a c k e d f r e s h p l a n t d e b r i s w i t h b i r e f r i n g e n t c e l l w a l l s a n d s t r u c -t u r e s , ( 2 ) F : a m i x t u r e o f t i s s u e s w i t h v a r y i n g d e g r e e s o f c e l l w a l l d a r k e n i n g , b l a c k m y c o r r h i z a l r o o t m a n t l e s , f u n g a l r e m a i n s , a n d f e c a l p e l l e t s ( o f t e n a s s o c i a t e d w i t h p l a n t r e m a i n s ) , a n d ( 3 ) H: a m o r p h o u s p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r , w i t h o r w i t h o u t i n t e r m i x e d m i n e r a l g r a i n s ( D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e , 1 9 8 5 ) . P o d z o l A h o r i z o n s a r e u s u a l l y e l u v i a l , b u t s o m e d a r k g r a y i s h m i n e r a l -o r g a n i c h o r i z o n s c a n o c c u r . T h e l a t t e r c o n s i s t o f a m i x t u r e o f r e l a t i v e l y u n c o a t e d m i n e r a l g r a i n s , p l a n t r e s i d u e s , a n d i n t e r g r a n u l a r a g g r e g a t e s o f p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r ( D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e , 1 9 8 5 ) . E l u v i a l h o r i z o n f a b r i c s a r e r e l a t e d t o t e x t u r e . O n c o a r s e r m a t e r i a l s , u n c o a t e d s a n d ( q u a r t z ) g r a i n s o c c u r w i t h a s m a l l a m o u n t o f s p e c k l e d p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r . T h e r e l a t e d d i s t r i b u t i o n o f t h i s f a b r i c t y p e h a s b e e n t e r m e d m o n i c ( S t o o p s a n d J o n g e r i u s , 1 9 7 5 ) , o r t h o g r a n i c ( B r e w e r a n d P a w l u k , 1 9 7 5 ) , o r u n c o a t e d s i n g l e g r a i n ( M u r p h y e t a l . . 1 9 8 5 ) . I n l o a m i e r m a t e r i a l s , c l o s e r p a c k i n g i s p o s s i b l e a n d t h e i n t e r g r a n u l a r s p a c e s a r e s m a l l e r . C e m e n t e d s u b s o i l ( d u r i c ) h o r i z o n s h a v e b e e n d o c u m e n t e d i n m a n y P o d z o l i c a n d r e l a t e d s o i l s i n B r i t i s h C o l u m b i a ( M c K e a g u e a n d S p r o u t , 1 9 7 5 ) . A m o r p h o u s a l u m i n o s i l i c a t e s a r e t h e s u s p e c t e d c e m e n t i n g a g e n t a n d i m o g o l i t e h a s b e e n i d e n t i f i e d i n s o m e o f t h e s e h o r i z o n s ( M c K e a g u e a n d K o d a m a , 1 9 8 1 ) . M i c r o -m o r p h o l o g i c a l s t u d i e s ( M c K e a g u e a n d S p r o u t , 1 9 7 5 ; M c K e a g u e a n d P r o t z , 1 9 8 0 ) f o u n d d o m i n a n t l y c h i t o n i c - g e f u r i c a n d p o r p h y r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s . ( E q u i v a l e n t t e r m s a r e b r i d g e d a n d c o a t e d g r a i n a n d e m b e d d e d g r a i n r e l a t e d d i s t r i b u t i o n s ( M u r p h y e t a l . . 1 9 8 5 ) . ) I n s o m e c a s e s , s i l t a c c u m u l a t i o n s o n 1 5 s k e l e t o n g r a i n s w e r e o b s e r v e d . T h e d e n s e n a t u r e o f t h e p o r p h y r i c f a b r i c s m a k e s i t d i f f i c u l t t o i d e n t i f y t h e c e m e n t i n g a g e n t s w i t h e n e r g y d i s p e r s i v e X-r a y a n a l y s i s . 1 . 2 . 2 P o d z o l i c S o i l s i n C o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a M o s t s o i l s u r v e y s a n d s o i l g e n e s i s s t u d i e s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a h a v e b e e n c o n d u c t e d o n l y i n t h e p a s t t w o d e c a d e s . T h e r e f o r e , o n l y r e c e n t l y h a v e t h e d i s t i n c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f P o d z o l i c s o i l s i n t h i s r e g i o n b e e n r e c o g n i z e d . T h i s s e c t i o n w i l l c o n s i d e r t h e h i g h l i g h t s o f t h i s p r e v i o u s w o r k , e m p h a s i z i n g i t s i m p l i c a t i o n s f o r g e n e s i s a n d c l a s s i f i c a t i o n . O n w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d , t h e f i r s t p u b l i s h e d s o i l s u r v e y w a s c o n -d u c t e d i n t h e T o f i n o - U c l u e l e t l o w l a n d ( V a l e n t i n e , 1 9 7 1 ) . V a l e n t i n e c o m m e n t e d t h a t t h e h i g h o x a l a t e - a n d d i t h i o n i t e - e x t r a c t a b l e A l c o n c e n t r a t i o n s ( 3 - 4 % ) w e r e a n " u n u s u a l f e a t u r e " . S u b s e q u e n t w o r k h a s s h o w n t h a t s u c h A l l e v e l s a r e f r e q u e n t l y e x c e e d e d i n P o d z o l i c B h o r i z o n s i n c o a s t a l B. C. L e w i s ( 1 9 7 6 ) e x a m i n e d e i g h t t i l l - d e r i v e d P o d z o l s a n d s y n t h e s i z e d t h e i r m o r p h o l o g i c a l a n d c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s i n a " V a n c o u v e r I s l a n d m o d e l " . U n l i k e t h e " c l a s s i c a l " P o d z o l p r o f i l e , t h e V a n c o u v e r I s l a n d m o d e l h a s e i t h e r n o A e h o r i z o n o r o n e w h i c h i s m u c h t h i n n e r t h a n t h e B h o r i z o n . O r g a n i c m a t t e r d i s t r i b u t i o n w i t h i n B h o r i z o n s i s p a t c h y , w i t h c o n c e n t r a t i o n s u s u a l l y i n c r e a s i n g a t d e p t h a b o v e t h e c o n t a c t w i t h t h e d e n s e , c o m p a c t e d g l a c i a l t i l l . T h e s e B h o r i z o n s h a v e c o n s i d e r a b l e a c c u m u l a t i o n s o f F e a n d A l , w i t h o x a l a t e -e x t r a c t a b l e A l r e a c h i n g m a x i m u m v a l u e s j u s t a b o v e t h e t i l l c o n t a c t . P a r e n t m a t e r i a l , i n c o m b i n a t i o n w i t h c l i m a t e , a c c o u n t e d f o r t h e s e d i f f e r e n c e s : ( 1 ) t i l l d e r i v e d f r o m q u a r t z - p o o r b e d r o c k w a s a s s o c i a t e d w i t h a b s e n c e o f A e h o r i z o n s , w h i l e m o r e d e v e l o p e d B h o r i z o n s o c c u r r e d i n b a s e - r i c h t i l l d e r i v e d f r o m m o r e m a f i c b e d r o c k t y p e s , a n d ( 2 ) h i g h r a i n f a l l a n d a l a c k 1 6 o f f r e e z i n g t e m p e r a t u r e s a l l o w w e a t h e r i n g a n d l e a c h i n g o f b a s e s a n d s i l i c a t o p r o c e e d y e a r - r o u n d . L e w i s s u g g e s t e d t h a t t h e e f f e c t o f t h e s e f a c t o r s w a s t o e n h a n c e t h e n e g a t i v e e n r i c h m e n t o f F e a n d A l i n B h o r i z o n s , c o m p a r e d t o t h e i r a c c u m u l a t i o n b y i l l u v i a t i o n , a s i n t h e " c l a s s i c a l " m o d e l . F i n a l l y , t h e v e g e -t a t i o n f a c t o r i s e x p r e s s e d i n h o r i z o n d i s r u p t i o n b y b i o t u r b a t i o n ( w i n d t h r o w ) . M o o n ' s ( 1 9 8 1 ) p r o c e s s - o r i e n t e d s t u d y o f V a n c o u v e r I s l a n d P o d z o l i c - l i k e s o i l s c o n f i r m e d t h e c l i m a t i c c o n t r o l o f m o r p h o l o g y a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s , a c t i n g t h r o u g h t h e b a l a n c e b e t w e e n t r a n s l o c a t i o n s , t r a n s f o r m a t i o n s , a n d l o s s e s . I n B r u n i s o l i c p r o f i l e s , B h o r i z o n p r o c e s s e s w e r e d o m i n a t e d b y F e a n d A l t r a n s f o r m a t i o n s a n d t h e l o s s o f o t h e r c o n s t i t u e n t s . A t h i g h e r e l e v a t i o n , m o i s t e r s i t e s , m o r e s t r o n g l y e x p r e s s e d P o d z o l i c m o r p h o l o g y r e f l e c t e d h i g h e r t r a n s l o c a t i o n r a t e s . M o o n ( 1 9 8 1 ) r e c o m m e n d e d t h a t t h e p r e s e n c e o f a n A e h o r i z o n s h o u l d b e r e i n t r o d u c e d a s a t a x o n o m i c r e q u i r e m e n t f o r P o d z o l s i n t h e C a n a d i a n c l a s s i f i c a t i o n s y s t e m . H e f u r t h e r a r g u e d t h a t t h e B h o r i z o n c o n -c e n t r a t i o n o f o r g a n i c - c o m p l e x e d ( i . e . p y r o p h o s p h a t e - e x t r a c t a b l e ) F e a n d A l w a s n o t a n a p p r o p r i a t e c r i t e r i o n b e c a u s e i t i s s u b j e c t t o s h o r t t e r m c h a n g e ; o x a l a t e i s a p r e f e r a b l e e x t r a c t a n t . W h i l e l a t e r w o r k h a s s h o w n t h a t o x a l a t e i s a m o r e c o m p l e t e e x t r a c t a n t o f P o d z o l i c B h o r i z o n a c c u m u l a t i o n p r o d u c t s , i n c l u d i n g a l l o p h a n i c m a t e r i a l s , i t i s d i f f i c u l t t o v i e w l e v e l s o f o r g a n i c -c o m p l e x e d F e a n d A l a s b e i n g m o r e t r a n s i e n t t h a n A e h o r i z o n d e v e l o p m e n t . T h e e a s e w i t h w h i c h A e h o r i z o n s m a y b e o b s c u r e d o r d e s t r o y e d b y b i o t u r b a t i o n , c o u p l e d w i t h t h e p u b l i s h e d d a t a f o r o r g a n i c m a t t e r r e s i d e n c e t i m e s i n P o d z o l B h o r i z o n s ( R i g h i a n d G u i l l e t , 1 9 7 6 ) c a s t d o u b t o n t h i s r e c o m m e n d a t i o n . C a r t e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) , b u i l d i n g o n L e w i s ' ( 1 9 7 6 ) w o r k , p r o p o s e d m o d i f i -c a t i o n s t o t h e C a n a d i a n c l a s s i f i c a t i o n w h i c h i n v o l v e d r e p l a c i n g t h e c u r r e n t t h r e e G r e a t G r o u p s w i t h f i v e , d i s t i n g u i s h e d a c c o r d i n g t o c a r b o n c o n t e n t i n 17 t h e P o d z o l i c B h o r i z o n . T h e s e c h a n g e s w e r e j u s t i f i e d b y t h e d e s i r a b i l i t y o f r e c o g n i z i n g i n m o r e d e t a i l t h e v a r i a t i o n i n s o i l p r o p e r t i e s c o r r e s p o n d i n g t o b r o a d g e o g r a p h i c a l p a t t e r n s o f c l i m a t e a n d v e g e t a t i o n . U n l i k e t h e c u r r e n t C a n a d i a n c l a s s i f i c a t i o n s y s t e m ( C a n a d a S o i l S u r v e y C o m m i t t e e , 1 9 7 8 ) , w h i c h h a s o n e G r e a t G r o u p ( F e r r o - H u m i c ) f o r a l l c a s e s i n w h i c h P o d z o l i c B h o r i z o n c a r b o n c o n t e n t e x c e e d s 5 % , t h i s p r o p o s a l r e c o g n i z e s t h e d i s t i n c t i v e l y h i g h o r g a n i c m a t t e r l e v e l s i n m a n y w e s t c o a s t P o d z o l s . Two G r e a t G r o u p s a r e s u g g e s t e d : H u m i c a n d F e r r o - H u m i c . ( T h e a s t e r i s k i s u s e d t o i n d i c a t e t a x o n o m i c t e r m s r e d e f i n e d f r o m t h e i r o r i g i n a l m e a n i n g g i v e n b y t h e C a n a d a S o i l S u r v e y C o m m i t t e e ( 1 9 7 8 ) . ) T h e f i r s t i s f o u n d p r i n c i p a l l y i n t h e w e t t e r s u b z o n e s o f t h e C o a s t a l W e s t e r n H e m l o c k Z o n e ( s e e K l i n k a e t a l . ( 1 9 7 9 ) f o r e c o l o g i c a l c l a s s i f i c a t i o n t e r m i n o l o g y ) . A v e r a g e B h o r i z o n c o n -c e n t r a t i o n s f o r C ( 9 . 5 6 % ) , o x a l a t e - F e ( F e D - 2 . 0 6 % ) a n d - A l ( A l 0 - 4 . 4 3 % ) w e r e t h e h i g h e s t o f t h e f o u r G r e a t G r o u p s c o m p a r e d . T h e F e r r o - H u m i c P o d z o l s w e r e s i m i l a r l y d i s t r i b u t e d , b u t h a d l o w e r a v e r a g e B h o r i z o n c o n c e n t r a t i o n s o f c a r b o n a n d s e s q u i o x i d e s : 6 . 1 5 % C, 1 . 6 0 % F e Q a n d 3 . 0 7 % A 1 Q . T y p i c a l h o r i z o n s e q u e n c e s i n t h e p e d o n s e x a m i n e d b y C a r t e r e t a l . a g r e e d w i t h L e w i s ' V a n c o u v e r I s l a n d m o d e l : h o r i z o n a t i o n i s w e a k l y e x p r e s s e d , w i t h A h o r i z o n s o f t e n a b s e n t , a n d m o r h u m u s d i r e c t l y o v e r l y i n g a s e s q u i o x i d e - r i c h B h o r i z o n . I m p e r f e c t l y t o p o o r l y d r a i n e d p e d o n s t y p i c a l l y h a d m a x i m u m c a r b o n a n d s e s q u i o x i d e c o n c e n t r a t i o n s i m m e d i a t e l y a b o v e t h e c o m p a c t t i l l . M a r t i n ( 1 9 8 6 ) s t u d i e d t h e o r i g i n o f o r g a n i c m a t t e r a n d A l - r i c h z o n e s w i t h i n F e r r o - H u m i c P o d z o l s n e a r V a n c o u v e r , B. C. ( U s i n g t h e p r o p o s e d c l a s s i -f i c a t i o n o f C a r t e r e t a l . . 1 6 o f M a r t i n ' s p r o f i l e s b e l o n g e d t o t h e F e r r o -H u m i c * G r e a t G r o u p , 5 w e r e H u m i c * , a n d 6 w e r e H u m o - F e r r i c * . ) T h e s e f e a t u r e s w e r e o f t w o m o r p h o l o g i c a l t y p e s : o b l i q u e t o v e r t i c a l c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s 1 8 s i m i l a r i n o r i e n t a t i o n a n d s h a p e t o r o o t s , a n d d i s c o n t i n u o u s b a n d s l o c a t e d a b o v e a b e d r o c k o r d u r i c h o r i z o n c o n t a c t . B o t h f e a t u r e s c o n t a i n e d s i m i l a r a m o u n t s o f o r g a n i c m a t t e r a n d A l -- u p t o 2 0 % a n d 1 0 % , r e s p e c t i v e l y -- a n d o c c a s i o n a l l y h a d v i s i b l e c o n c e n t r a t i o n s o f l i v i n g r o o t s . O t h e r a u t h o r s ( L u t t m e r d i n g , 1 9 8 1 ; M c K e a g u e , 1 9 8 1 ; M c K e a g u e a n d S p r o u t , 1 9 7 5 ) h a v e o b s e r v e d t h e s e " r o o t m a t s " , b u t M a r t i n p r o v i d e d t h e f i r s t s y s t e m a t i c i n v e s t i g a t i o n o f t h e i r o r i g i n s . W h i l e t h e s e z o n e s r e s e m b l e s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s i n o r -g a n i c m a t t e r c o n t e n t a n d C:N a n d N:S r a t i o s , t h e p r o p o r t i o n s o f e x t r a c t a b l e h u m i c f r a c t i o n s w e r e m u c h m o r e l i k e t h o s e o f a s s o c i a t e d P o d z o l i c B h o r i z o n s . o R o o t g r o w t h a p p e a r s t o b e i m p o r t a n t , a t l e a s t i n t h e i n i t i a l s t a g e s o f f o r m a t i o n , a s s h o w n b y t h e r o o t l i k e m o r p h o l o g y o f t h e o b l i q u e z o n e s a n d t h e r e m n a n t s o f r o o t t i s s u e s o b s e r v e d i n b o t h t h e c h a n n e l - a n d m a t - l i k e f e a t u r e s . S u b s e q u e n t c a r b o n a c c u m u l a t i o n i s l i k e l y e n h a n c e d b y i l l u v i a t i o n o f s o l u b l e h u m i c s u b s t a n c e s a n d p a r t i c u l a t e o r g a n i c m a t e r i a l . M a r t i n c o n s i d e r e d s e v e r a l m e c h a n i s m s a s p o s s i b l e e x p l a n a t i o n s o f t h e r e -m a r k a b l y h i g h A l c o n c e n t r a t i o n s . A m o d e l e x p e r i m e n t f o u n d t h a t p e r c o l a t i o n o f a n a r t i f i c i a l s o l u t i o n t h o u g h t t o c o n t a i n p r o t o i m o g o l i t e t h r o u g h r o t t e d w o o d y m a t e r i a l r e s u l t e d i n d e p o s i t i o n o f A l , w i t h o u t r e t e n t i o n o f S i . How-e v e r , o n c e t h e e x p e r i m e n t a l c o l u m n h a d b e e n e n r i c h e d w i t h A l , r e t e n t i o n o f w a t e r - s o l u b l e o r g a n i c m a t t e r o c c u r r e d w h e n a n e x t r a c t o f u n t r e a t e d r o t t i n g w o o d w a s p e r c o l a t e d t h r o u g h t h e c o l u m n . I f t h i s s o l u b l e o r g a n i c m a t t e r c o n t a i n e d A l c o m p l e x e s , t h e n p r e s u m a b l y t h e m e t a l w o u l d b e r e t a i n e d a s w e l l . M a r t i n s u g g e s t e d t h a t i n n a t u r e , A l d e p o s i t i o n i n t h e s e f e a t u r e s c o u l d c o n -t i n u e , r e g a r d l e s s o f t h e c a r r i e r ( p r o t o - i m o g o l i t e o r o r g a n i c c o m p l e x e s ) . T h i s s t u d y d i d n o t e s t a b l i s h w h i c h m e c h a n i s m w a s r e s p o n s i b l e f o r A l t r a n s -l o c a t i o n ; t h e t w o p r o c e s s e s m a y n o t b e m u t u a l l y e x c l u s i v e . 1 9 M a r t i n s e a r c h e d f o r p u b l i s h e d e v i d e n c e o f s i m i l a r f e a t u r e s , a n d c i t e d a N e w Z e a l a n d s o i l ( C h i l d s e t a l . . 1 9 8 3 ) i n w h i c h a 3 - c m - t h i c k " p e a t - l i k e " h o r i z o n ( 2 0 % C, 9 . 3 % o x a l a t e - e x t r a c t a b l e A l ) o c c u r r e d a b o v e a n i n d u r a t e d B h o r i z o n . I n g e n e r a l , P o d z o l i c p r o f i l e s i n w h i c h t h e p r i n c i p a l , o r a s e c o n d a r y , m a x i m u m o f o r g a n i c m a t t e r o c c u r s a t d e p t h , h a v e n o t b e e n f r e q u e n t l y d e -s c r i b e d . M o s t s t u d i e s h a v e d o c u m e n t e d P o d z o l s w h i c h h a v e a m a x i m u m o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t a t o r n e a r t h e t o p o f t h e B h o r i z o n ( e . g . W a n g e t a l . . 1 9 8 6 ) . I n d e e d , B u l l o c k a n d C l a y d e n ( 1 9 8 0 ) s t a t e c a t e g o r i c a l l y t h a t , " W h e r e b o t h B h a n d B i r h o r i z o n s a r e p r e s e n t , t h e B h i s a l w a y s t o p m o s t . " ( B h a n d B i r h o r i -z o n s c o r r r e s p o n d t o B h a n d B f , r e s p e c t i v e l y , i n C a n a d i a n t e r m i n o l o g y . ) M o k m a a n d B u u r m a n ( 1 9 8 2 ) c o m p i l e d l i t e r a t u r e d a t a a n d a n a l y s e s o f P o d z o l i c m o n o -l i t h s i n t h e I n t e r n a t i o n a l S o i l M u s e u m c o l l e c t i o n , b u t d i d n o t g i v e m u c h a t t e n t i o n t o t h e v e r t i c a l d i s t r i b u t i o n o f o r g a n i c m a t t e r w i t h i n B h o r i z o n s . A t l e a s t f i v e o f t h e p e d o n s i n t h e i r c o m p e n d i u m d o s h o w s o m e d e g r e e o f o r -g a n i c m a t t e r e n r i c h m e n t l o w e r i n t h e B h o r i z o n . R i g h i a n d B o r o t ( 1 9 8 5 ) s t u d i e d s o m e F r e n c h P o d z o l i c s o i l s i n w h i c h t h e h o r i z o n p a t t e r n w a s " r e -v e r s e d " , w i t h t h e m a x i m u m o r g a n i c m a t t e r c o n c e n t r a t i o n o c c u r i n g i n t h e l o w e s t B h o r i z o n . S l o p e p r o c e s s e s , r e s u l t i n g i n p r o f i l e t r u n c a t i o n a n d c o l l u v i a l d e p o s i t i o n , w e r e i n v o k e d a s t h e c a u s e o f t h i s p a t t e r n . B a s e d o n s i m i l a r i t i e s o f c l i m a t e , s o i l s o f t h e w e s t c o a s t o f S o u t h I s l a n d , N e w Z e a l a n d , w e r e c o n s i d e r e d a s p o s s i b l e a n a l o g u e s o f t h e o r g a n i c m a t t e r - r i c h P o d z o l s o f c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a . H o w e v e r , d a t a g i v e n b y Mew a n d L e e ( 1 9 8 1 ) i n d i c a t e t h a t t h e c o m b i n a t i o n o f h i g h e x t r a c t a b l e a l u m i n u m a n d o r g a n i c m a t t e r l e v e l s c o m m o n l y f o u n d i n t h e l a t t e r s o i l s d o e s n o t o c c u r o f t e n i n N e w Z e a l a n d . Mew ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n , 1 9 8 4 ) d i d r e p o r t t h e f r e q u e n t 2 0 o c c u r r e n c e o f " s e c o n d , d e e p e r l a y e r s o f o r g a n i c a c c u m u l a t i o n a t i n t e r f a c e s w h i c h m a y b e b e d r o c k , o t h e r c e m e n t e d h o r i z o n s , o r m a r k e d t e x t u r a l c h a n g e s " a n d s u g g e s t e d t h a t " t r e e r o o t s m a y s e e k n u t r i e n t s a t s u c h s i t e s a n d t e n d t o d e c a y t h e r e " . H e i m p l i e d t h a t s u c h f e a t u r e s c o u l d b e c o n f u s e d w i t h p a l e o s o l s c o n t a i n i n g c o n c e n t r a t i o n s o f m o d e r n r o o t s . R e f e r e n c e s t o r o o t m a t s a r e s c a t t e r e d t h r o u g h t h e l i t e r a t u r e o n P o d z o l s , b u t t h e s e f e a t u r e s h a v e u s u a l l y b e e n m e n t i o n e d o n l y i n p a s s i n g . M o s t o f t e n , r o o t m a t s h a v e b e e n o b s e r v e d a s t h i n l a y e r s a b o v e p l a c i c h o r i z o n s ( R i g h i e t a l . , 1 9 8 2 ) o r i r o n p a n s ( M e w a n d L e e , 1 9 8 1 ; B a r r a t t , 1 9 8 3 ) , b u t n o t s a m p l e d o r d e s c r i b e d s e p a r a t e l y . B i s d o m a n d J o n g e r i u s ( 1 9 7 8 ) r e p o r t e d m u l t i p l e r o o t m a t s w i t h i n a n i n d u r a t e d B h o r i z o n ( 1 5 - 5 0 c m ) i n a H a p l o h u m o d , b u t d i d n o t d e s c r i b e t h e t h i c k n e s s o r m o r p h o l o g y o f t h e s e f e a t u r e s i n a n y d e t a i l . E n e r -g y - d i s p e r s i v e X - r a y a n a l y i s d e t e c t e d h i g h A l c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s e m a t s , w i t h p e a k h e i g h t s f o r t h a t e l e m e n t c o n s i d e r a b l y g r e a t e r t h a n f o r S i . T h e s e t h r e e e x a m p l e s a r e w i d e l y s c a t t e r e d ( B e l g i u m , N e w Z e a l a n d , a n d t h e N e t h e r -l a n d s ) , i n a l l c a s e s t h e h o s t p e d o n s h a d s o m e d e g r e e o f i m p a i r e d d r a i n a g e . C h a n n e l - l i k e f e a t u r e s i n P o d z o l s a n d r e l a t e d s o i l s h a v e b e e n d e c r i b e d e l s e w h e r e , a l t h o u g h t h e e x t e n t o f o r g a n i c m a t t e r e n r i c h m e n t f o u n d b y M a r t i n i s e x c e p t i o n a l . B u l l o c k a n d C l a y d e n ( 1 9 8 0 ) n o t e d t h a t t h e B 2 h h o r i z o n s o f s a n d y h u m u s P o d z o l s i n E u r o p e h a v e a n i r r e g u l a r l o w e r b o u n d a r y w h i c h " e x t e n d s d o w n w a r d s a l o n g c h a n n e l s t h a t m a y r e p r e s e n t t h e c o u r s e o f f o r m e r t r e e r o o t s " . I n n o r t h e r n S a s k a t c h e w a n , R o w e a n d A c t o n ( 1 9 8 5 ) e x a m i n e d s i m i l a r s o i l t o n g u e s i n D y s t r i c B r u n i s o l s a n d o f f e r e d p e r s u a s i v e e v i d e n c e t h a t t a p r o o t s o f j a c k p i n e i n i t i a t e d t h e s e s t r u c t u r e s . U n l i k e t h e r o o t c h a n n e l s d e s c r i b e d b y B u l l o c k a n d C l a y d e n ( 1 9 8 0 ) o r M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , t h e s e t o n g u e s c o n t a i n e d p r e -d o m i n a n t l y b l e a c h e d e l u v i a t e d m a t e r i a l a n d a r e c o n t i n u o u s w i t h t h e A e h o r i -2 1 z o n . S i m i l a r l y , D u c h a u f o u r ( 1 9 7 8 ) p r e s e n t e d e x a m p l e s o f P o d z o l s i n w h i c h f o r m e r r o o t c h a n n e l s , a l s o f o r m e d u n d e r p i n e f o r e s t , w e r e o c c u p i e d b y e l u v i -a t e d m a t e r i a l a n d s u r r o u n d e d b y d a r k e r c e m e n t e d z o n e s r i c h e r i n o r g a n i c m a t t e r a n d i r o n . T h e r e f o r e , d e p e n d i n g o n f a c t o r s s u c h a s w e a t h e r i n g i n t e n s i t y , r o o t i n g d e p t h , a n d p o s i t i o n w i t h i n t h e p r o f i l e , c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s i n i t i a t e d b y t r e e r o o t s m a y b e e i t h e r i l l u v i a l o r e l u v i a l , o r b o t h . 1 . 3 S t u d y A r e a s S i t e s e l e c t i o n f o r s a m p l i n g w a s d e t e r m i n e d b y t w o m a i n c r i t e r i a . F i r s t , t h e d o m i n a n t s o i l t y p e h a d t o b e F e r r o - H u m i c P o d z o l i c , w i t h o r g a n i c m a t t e r d i s t r i b u t i o n s h a v i n g a p r o n o u n c e d b a s a l m a x i m u m a n d / o r w i t h c h a n n e l - l i k e m o r p h o l o g i c a l f e a t u r e s b e i n g p r e s e n t . S e c o n d , t h e s i t e s s h o u l d b e w i t h i n o r n e a r a r e a s o f p a s t o r c u r r e n t p e d o l o g i c a l o r e c o l o g i c a l s t u d i e s i n o r d e r t o p r o v i d e c o n t i n u i t y w i t h r e l a t e d r e s e a r c h . A f t e r a p r e l i m i n a r y r e c o n n a i s a n c e , t w o p r i n c i p a l s t u d y a r e a s w e r e s e l e c t e d . T h e C a r n a t i o n C r e e k w a t e r s h e d o n w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d i s t h e s i t e o f a m u l t i d i s c i p l i n a r y s t u d y o f t h e e c o -l o g i c a l i m p a c t s o f f o r e s t h a r v e s t i n g p r a c t i c e s . C o n t i n u i n g h y d r o l o g i c s t u d i e s o f f o r e s t e d s l o p e s i n t h e w a t e r s h e d a l l o w e d s a m p l i n g o f s o i l s i n w h i c h p a t t e r n s o f w a t e r m o v e m e n t h a d b e e n t h o r o u g h l y i n v e s t i g a t e d . ( S e l e c t i o n o f a n e a r b y s u b s i d i a r y s i t e n e a r B a m f i e l d w a s b a s e d o n t h e f i r s t c r i t e r i o n . ) B u r k e M o u n t a i n , n e a r V a n c o u v e r , w a s c h o s e n a s t h e s e c o n d p r i n c i p a l s i t e i n o r d e r t o c o m p l e m e n t M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) s t u d y o f s o i l o r g a n i c m a t t e r p r o p e r t i e s . 1 . 3 . 1 C a r n a t i o n C r e e k - B a m f i e l d T h r e e o f t h e p r o f i l e s s a m p l e d w e r e l o c a t e d o n t h e s o u t h e r n m a r g i n o f t h e C a r n a t i o n C r e e k e x p e r i m e n t a l w a t e r s h e d , 3 6 k m s o u t h w e s t o f P o r t A l b e r n i o n t h e w e s t c o a s t o f V a n c o u v e r I s l a n d . A f o u r t h s i t e w a s s e l e c t e d a l o n g t h e a c c e s s r o a d t o t h e M a r i n e S t a t i o n a t B a m f i e l d ( F i g u r e 1 - 1 ) . T h e t h r e e C a r -n a t i o n C r e e k s i t e s w e r e l o c a t e d o n t h e n o r t h s l o p e o f t h e m a j o r r i d g e t r e n d -i n g w e s t f r o m M t . B l e n h e i m ( 6 7 0 m ) . T h e l o w e s t s i t e ( C C - 1 ) w a s a t a p p r o x i -m a t e l y 1 7 0 m o n t h e B r a n c h 6 4 4 r o a d . C C - 3 ( 2 0 0 m) a n d C C - 2 ( 2 4 0 m) w e r e s a m p l e d i n e x c a v a t i o n s u p s l o p e p r e v i o u s l y m a d e f o r a h y d r o l o g i c a l s t u d y ( D r . E . H e t h e r i n g t o n , C a n a d i a n F o r e s t r y S e r v i c e , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) . A p p r o x i m a t e s l o p e s r a n g e d f r o m f r o m 2 0 % ( C C - 1 ) t o 1 0 0 % ( C C - 2 , C C - 3 ) . B e d r o c k g e o l o g y h a s b e e n m a p p e d r e g i o n a l l y b y M u l l e r ( 1 9 7 7 ) a n d i s d o m i n a t e d b y J u r a s s i c v o l c a n i c s o f t h e B o n a n z a G r o u p ( b a s a l t i c t o r h y o l i t i c l a v a s , t u f f , b r e c c i a , w i t h m i n o r a r g i l l i t e a n d g r a y w a c k e ) , w i t h I s l a n d I n -t r u s i v e s ( g r a n o d i o r i t e , q u a r t z d i o r i t e , g r a n i t e , q u a r t z m o n z o n i t e ) i n t h e h i g h e r e l e v a t i o n s o n t h e s o u t h e r n e d g e o f t h e w a t e r s h e d . M a p p i n g w i t h i n t h e w a t e r s h e d a p p e a r t o s u p p o r t t h i s g e n e r a l p a t t e r n ( E a s t w o o d , 1 9 7 4 ; 1 9 7 5 ) . W h i l e t h e l o w e s t s i t e h a s b e e n r e c e n t l y l o g g e d , t h e o l d - g r o w t h f o r e s t a t t h e u p p e r t w o s i t e s w a s d o m i n a t e d b y w e s t e r n h e m l o c k ( T s u g a h e t e r o p h v l l a ) a n d l a r g e l y m a t c h e d t h e d e s c r i p t i o n g i v e n b y O s w a l d ( 1 9 8 2 ) f o r t h e H e m l o c k -A m a b i l i s f i r / D e e r f e r n a s s o c i a t i o n w h i c h c o v e r e d m u c h o f t h e w e s t e r n h a l f o f t h e w a t e r s h e d . T w o r e g i o n a l v e g e t a t i o n s t u d i e s ( K l i n k a e t a l . . 1 9 7 9 ; G a g n o n , 1 9 8 5 ) d e s c r i b e d s i m i l a r a s s o c i a t i o n s o f w i d e s p r e a d o c c u r r e n c e o n w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d a n d n o t e d t h e i n f r e q u e n c y o f f o r e s t f i r e s . B o t h s t u d i e s f o u n d t h a t w i n d t h r o w , a n i m p o r t a n t " a n t i - h o r i z o n a t i o n " p r o c e s s i n f o r e s t s o i l s ( L e w i s , 1 9 7 6 ) , w a s t h e m a j o r n a t u r a l d i s t u r b a n c e i n t h e s e e c o -s y s t e m s . G a g n o n ' s C o a s t a l T s u g a - B l e c h n u m - P o l y s t i c h u m t y p e , t h e a p p a r e n t e q u i v a l e n t o f t h e o r i g i n a l v e g e t a t i o n a t t h e C a r n a t i o n C r e e k s i t e s , t e n d e d t o o c c u r o n o l d l a n d s l i d e s , p r e s u m a b l y r e f l e c t i n g l o c a l l y i m p r o v e d d r a i n a g e a n d 2 3 F i g u r e 1 - 1 : S t u d y S i t e L o c a t i o n M a p n u t r i e n t c o n d i t i o n s . S l o p e i n s t a b i l i t y a n d t r e e t h r o w o n t h e s e s t e e p , s h a l l o w s o i l s h a v e c r e a t e d m a n y l i g h t g a p s i n t h e c a n o p y . M a n y o f t h e l a r g e r t r e e s h a d v i s i b l y t i l t e d o r c u r v e d b o l e s , i n d i c a t i n g s l o p e i n s t a b i l i t y . S c a r s f r o m r o t a t i o n a l s l u m p s a n d s m a l l d e b r i s s l i d e s w e r e o b s e r v e d o n t h e s t e e p e r s l o p e s w i t h t h i n s o i l c o v e r o v e r b e d r o c k . C C - 3 w a s s a m p l e d f r o m a n e x c a v a t i o n u p s l o p e f r o m t h e h e a d w a l l o f a s m a l l r o t a t i o n a l s l u m p ( G . A u b e r t i n , S o u t h e r n I l l i n o i s U n i v e r s i t y , u n p u b l i s h e d r e p o r t ) . P a r e n t m a t e r i a l s o v e r m u c h o f t h e w a t e r s h e d c o n s i s t o f c o l l u v i a l v e n e e r s o v e r b e d r o c k . R o a d c u t s a n d n u m e r o u s b e d r o c k e x p o s u r e s i n l o g g e d a n d s l a s h -2 4 b u r n e d a r e a s i n d i c a t e t h a t s o i l d e p t h s a r e u s u a l l y 1 t o 2 m o r l e s s . E x p o -s u r e s o f r e l a t i v e l y u n w e a t h e r e d g l a c i a l t i l l a r e e x t r e m e l y r a r e . S o i l d e v e l -o p m e n t u s u a l l y e x t e n d s t o t h e b e d r o c k c o n t a c t a n d a n y m o r a i n a l m a t e r i a l s h a v e b e e n i n c o r p o r a t e d i n t h e c o l l u v i u m . S o i l i n v e n t o r y ( J u n g e n , 1 9 8 5 ) h a s s h o w n t h i s l a n d s c a p e p a t t e r n t o b e c o m m o n i n m u c h o f w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d . A n e a r l i e r r e c o n n a i s s a n c e ( O s w a l d , 1 9 7 3 ) r e p o r t e d s i m i l a r f i n d i n g s a n d p r e s e n t e d l i m i t e d a n a l y t i c a l d a t a f o r s o i l s i n t h e w e s t e r n p o r t i o n o f t h e w a t e r s h e d . U n f o r t u n a t e l y , t h i s p r e v i o u s s t u d y d i d n o t c o n t a i n s u f f i c i e n t d a t a t o a l l o w d e f i n i t e c l a s s i f i c a t i o n o f t h e s o i l s , a n d h o r i z o n n o m e n c l a t u r e w a s n o t a l w a y s c o r r e c t l y u s e d . S o i l t e x t u r e s w e r e m e d i u m t o c o a r s e ( l o a m t o l o a m y s a n d ) , w i t h s o m e l o a m o r c l a y l o a m s u r f a c e h o r i z o n s . O r g a n i c c a r b o n c o n c e n t r a t i o n s w e r e h i g h a n d f r e q u e n t l y i n c r e a s e d a t d e p t h , w i t h s e e p a g e o f t e n e n c o u n t e r e d w h e r e t h e s e o r g a n i c m a t t e r - e n r i c h e d h o r i z o n s o v e r l a y b e d r o c k o r c o a r s e f r a g m e n t s . A t t h e B a m f i e l d M a r i n e S t a t i o n s i t e , s l o p e s a n d l o c a l r e l i e f a r e m u c h l e s s e x t r e m e , w i t h t h e s a m p l i n g s i t e l o c a t e d o n t h e u p p e r p o r t i o n o f a s h o r t ( < 2 0 m) 2 0 - 3 0 % s l o p e . S o i l d e p t h s w e r e g e n e r a l l y s h a l l o w i n t h e v i c i n i t y a n d t h e p a r e n t m a t e r i a l a p p e a r e d t o b e m o r a i n a l , w i t h a h i g h c o n t e n t o f l o c a l b e d r o c k c l a s t s . V e g e t a t i o n w a s s e c o n d - g r o w t h w e s t e r n h e m l o c k f o r e s t . C l i m a t i c a v e r a g e s f o r w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d i n d i c a t e a m i l d , w e t c l i m a t e . A t C a r n a t i o n C r e e k , 7 5 % o f a n n u a l p r e c i p i t a t i o n f a l l s b e t w e e n O c t o b e r a n d M a r c h . B e t w e e n 1 9 7 2 a n d 1 9 8 0 , a v e r a g e a n n u a l p r e c i p i t a t i o n w a s 2 7 8 0 a n d 3 5 3 0 mm a t l o w a n d h i g h e l e v a t i o n m e t e o r o l o g i c a l s t a t i o n s i n t h e w a t e r s h e d . A l t h o u g h s o m e s n o w f a l l s a t h i g h e l e v a t i o n s i n m o s t y e a r s , i t d o e s n o t p e r s i s t ( H e t h e r i n g t o n , 1 9 8 2 ) . 2 5 1 . 3 . 2 B u r k e M o u n t a i n A f t e r i n s p e c t i o n o f e x p o s u r e s a l o n g t h e a c c e s s r o a d a t B u r k e M o u n t a i n (49° 1 9 ' N , 1 2 2 ° 4 4 ' W ) , n e a r P o r t C o q u i t l a m , t w o p r o f i l e s w e r e s a m p l e d a t t h e a p p r o x i m a t e l o c a t i o n s o f p r o f i l e s 2 8 a n d 2 9 d e s c r i b e d i n M a r t i n ( 1 9 8 6 ) . T h e s e n u m b e r s a r e r e t a i n e d f o r i d e n t i f i c a t i o n , a l t h o u g h h o r i z o n s e q u e n c e s a n d c h a r a c t e r i s t i c s d o n o t c o r r e s p o n d t o t h o s e i n t h e e a r l i e r s t u d y b e c a u s e a c t u -a l s a m p l i n g o c c u r r e d m o r e t h a n 0 . 5 m f r o m t h e o r i g i n a l e x c a v a t i o n s ; t h e s i t e s a r e a p p r o x i m a t e l y 5 m a p a r t . S i t e a n d e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s a r e d e s c r i b e d i n m o r e d e t a i l i n M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , b u t m a j o r c h a r a c t e r i s t i c s a r e a s f o l l o w s . S e c o n d g r o w t h W e s t e r n h e m -l o c k f o r e s t o c c u p i e s t h e s l o p i n g s i t e ( 2 0 - 3 0 % ) a t a p p r o x i m a t e l y 7 0 0 m e l e -v a t i o n . T h e d o m i n a n t l y s a n d y l o a m g l a c i a l t i l l p a r e n t m a t e r i a l i s m u c h d e e p -e r t h a n a t t h e V a n c o u v e r I s l a n d s i t e s ; b e d r o c k w a s s e l d o m e x p o s e d . L o c a l b e d r o c k i s m a p p e d a s i n t r u s i v e ( q u a r t z d i o r i t e ) ( R o d d i c k , 1 9 6 5 ) , a n d m o s t o f t h e l a r g e r c o a r s e f r a g a - m e n t s i n t h e t i l l a p p e a r t o b e c o a r s e - g r a i n e d i n t r u -s i v e r o c k s . S o i l p r o f i l e s r e s e m b l e d t h o s e o f t h e W h o n n o c k s e r i e s ( L u t t -m e r d i n g , 1 9 8 1 ) , w i t h t h e s o l u m u s u a l l y b o u n d e d b y a n a b r u p t c o n t a c t w i t h a d u r i c h o r i z o n o r c o m p a c t t i l l w i t h i n a p p r o x i m a t e l y 1 m o f t h e s u r f a c e . S t r o n g l y w e a t h e r e d g r a n i t i c c l a s t s ( c f . B u s t i n a n d M a t h e w s , 1 9 7 9 ) w e r e o b s e r v e d a t g r e a t e r d e p t h s w i t h i n t h e t i l l . D i s c r e t e v o l c a n i c a s h l a y e r s w e r e n o t o b s e r v e d , a l t h o u g h t h e l i g h t s a n d f r a c t i o n o f a W h o n n o c k B h o r i z o n e x a m i n e d b y M c K e a g u e a n d P r o t z ( 1 9 8 0 ) d i d c o n t a i n a f e w v o l c a n i c a s h g r a i n s . 1.4 M e t h o d s 1 . 4 . 1 P a r t i c l e - S i z e A n a l y s i s T h e h y d r o m e t e r m e t h o d ( L a v k u l i c h , 1 9 8 1 ) w a s u s e d f o r d e t e r m i n i n g s i l t a n d c l a y c o n t e n t s a f t e r w e t s i e v i n g ( 0 . 0 5 mm) o f 5 0 g s a m p l e s . P r e t r e a t m e n t s c o n s i s t e d o f h y d r o g e n p e r o x i d e , t o r e m o v e o r g a n i c m a t t e r , a n d c i t r a t e -d i t h i o n i t e - b i c a r b o n a t e , t o r e m o v e s e s q u i o x i d e s , w i t h d i s p e r s i o n a s s i s t e d b y a d d i t i o n o f s o d i u m p y r o p h o s p h a t e . 1 . 4 . 2 C h e m i c a l A n a l y s e s p H d e t e r m i n a t i o n s o n t w o s e t s o f s o i l s u s p e n s i o n s w e r e m a d e w i t h a c o m -b i n a t i o n e l e c t r o d e . T h e f i r s t s e t c o n s i s t e d o f 2 0 g o f m i n e r a l s o i l ( 5 g o f o r g a n i c s o i l ) i n 2 0 mL o f d i s t i l l e d w a t e r , w h i l e t h e s e c o n d s e t u s e d 1 0 g o f m i n e r a l s o i l ( 5 g o f o r g a n i c h o r i z o n s ) i n 2 0 mL o f 0 . 0 1 M C a C l 2 ( L a v k u l i c h , 1 9 8 1 ) . C a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y a n d e x c h a n g e a b l e c a t i o n s w e r e m e a s u r e d w i t h a m m o n i u m a c e t a t e ( p H 7 . 0 ) m e t h o d , f o l l o w i n g t h e p r o c e d u r e g i v e n b y L a v k u l i c h ( 1 9 8 1 ) . W h i l e a n e x t r a c t a n t b u f f e r e d a t p H 7.0 w i l l n o t i n d i c a t e t h e e f f e c -t i v e n a t u r a l C E C o f a c i d i c s o i l s , t h i s m e t h o d i s t h e m o s t w i d e l y u s e d a n d p e r m i t s c o m p a r i s o n w i t h f i n d i n g s o f o t h e r s t u d i e s . T o t a l c a r b o n w a s m e a s u r e d w i t h t h e L E C O C a r b o n A n a l y z e r . F o r t h e s e n o n -c a l c a r e o u s s o i l s , t h e r e s u l t s w i l l n o t b e i n f l a t e d b y c a r b o n a t e s , b u t i n s o m e c a s e s , n o t a b l y A e h o r i z o n s , c h a r c o a l w a s a b u n d a n t a n d w o u l d m a k e t h i s m e t h o d a l e s s r e l i a b l e m e a s u r e o f s o i l o r g a n i c c a r b o n . T o t a l n i t r o g e n w a s d e t e r m i n e d b y t h e K j e l d a h l m e t h o d , u s i n g a b l o c k d i g e s t e r , w i t h c o l o r i m e t r i c a n a l y s i s o f N H 4 + u s i n g a T e c h n i c o n A u t o a n a l y z e r . I r o n , a l u m i n u m , a n d s i l i c o n w e r e e x t r a c t e d b y t h r e e m e t h o d s , f o l l o w i n g p r o c e d u r e s b a s e d o n t h o s e g i v e n b y M c K e a g u e ( 1 9 7 8 ) , w i t h m o d i f i c a t i o n s o u t -l i n e d b e l o w . A t o m i c a b s o r p t i o n s p e c t r o p h o t o m e t r y w a s u s e d f o r d e t e r m i n a t i o n o f e l e m e n t a l c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s e e x t r a c t s : s o d i u m p y r o p h o s p h a t e , a c i d a m m o n i u m o x a l a t e , a n d c i t r a t e - d i t h i o n i t e - b i c a r b o n a t e . •27 S e v e r a l s t u d i e s ( e . g . M c K e a g u e a n d S c h u p p l i , 1 9 8 2 ) h a v e p o i n t e d o u t t h a t c o l l o i d a l F e p a r t i c l e s a r e p r e s e n t i n s o i l p y r o p h o s p h a t e e x t r a c t s , l e a d i n g t o o v e r - e s t i m a t i o n o f o r g a n i c - c o m p l e x e d F e . H i g h e r s p e e d c e n t r i f u g a t i o n o f t h e e x t r a c t s b e f o r e a n a l y s i s c o r r e c t s t h i s p r o b l e m , s o t h e m o d i f i c a t i o n r e -c o m m e n d e d b y L o v e l a n d a n d D i g b y ( 1 9 8 4 ) w a s f o l l o w e d : e x t r a c t i o n w i t h 0 . 1 M N a - p y r o p h o s p h a t e , f o l l o w e d b y h i g h - s p e e d c e n t r i f u g a t i o n ( R C F 2 0 0 0 0 ) f o r 1 0 m i n u t e s . T o o b t a i n u s e f u l r e s u l t s f o r o x a l a t e - e x t r a c t a b l e S i , t h e s a m p l e : -e x t r a c t a n t r a t i o m u s t k e e p S i c o n c e n t r a t i o n s i n t h e e x t r a c t a n t b e l o w t h e s o l u b i l i t y l e v e l m a i n t a i n e d b y s i l i c a g e l ( a p p r o x i m a t e l y 5 0 mg L " ^ ) ( F a r m e r e t a l : s a m p l e w e i g h t s w e r e a d j u s t e d a c c o r d i n g l y . A m o d i f i e d v e r s i o n o f t h e c i t r a t e - d i t h i o n i t e - b i c a r b o n a t e m e t h o d w a s u s e d ( L a v k u l i c h , 1 9 8 1 ) . 1 . 4 . 3 T h i n S e c t i o n P r e p a r a t i o n I n t a c t s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d w i t h K u b i e n a b o x e s a n d k e p t t i g h t l y w r a p p e d i n p l a s t i c u n t i l p r e p a r a t i o n c o u l d b e g i n . W a t e r r e m o v a l b y a i r - o r o v e n - d r y i n g , o r f r e e z e - d r y i n g r e s u l t e d i n u n a c c e p t a b l e d i s r u p t i o n o f s a m p l e s w i t h a h i g h o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t . A c e t o n e v a p o u r r e p l a c e m e n t o f w a t e r p r o v e d t o b e m u c h m o r e s a t i s f a c t o r y ( D r . C. F o x , A g r i c u l t u r e C a n a d a , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) a n d w a s u s e d f o r a l l i m p r e g n a t e d s a m p l e s . T h i s p r o c e d u r e i n -v o l v e d p l a c i n g t h e o p e n K u b i e n a b o x e s i n a d e s i c c a t o r i n w h i c h a p p r o x i m a t e l y 1 L o f a c e t o n e w a s a d d e d b e l o w t h e c e r a m i c p l a t f o r m . T h e b o x e s w e r e i n d i -v i d u a l l y s u s p e n d e d b y w i r e m e s h a b o v e P e t r i d i s h e s i n t o w h i c h t h e c o n d e n s i n g a c e t o n e c o u l d d r a i n . A s a c e t o n e / w a t e r e x c h a n g e p r o c e e d e d , t h e w a t e r c o n t e n t o f t h e a c e t o n e i n t h e b o t t o m o f t h e d e s i c c a t o r i n c r e a s e d ; f r e s h a c e t o n e w a s s u b s t i t u t e d a t i n t e r v a l s d u r i n g t h e 4 - 5 w e e k d r y i n g p e r i o d . A l t h o u g h s l o w e r t h a n d i r e c t i m m e r s i o n i n a c e t o n e ( e . g . M u r p h y , 1 9 8 2 ) , v a p o u r e x c h a n g e m i n i -m i z e d t h e l o s s o f a c e t o n e - s o l u b l e o r g a n i c m a t t e r . 2 8 I m p r e g n a t i o n w a s p e r f o r m e d u n d e r v a c u u m w i t h a 5 0 : 5 0 m i x t u r e o f p o l y -e s t e r c a s t i n g r e s i n ( C o a s t F i b e r - T e k , B u r n a b y ) a n d a c e t o n e . A f t e r s t a n d i n g i n s e a l e d c o n t a i n e r s f o r t w o w e e k s , t h e s a m p l e s w e r e u n c o v e r e d a n d a d d i t i o n a l r e s i n - a c e t o n e m i x t u r e a d d e d a s t h e s o l v e n t e v a p o r a t e d o v e r 2 - 3 w e e k s . A f t e r p a r t i a l h a r d e n i n g , t h e r e s i n w a s o v e n - c u r e d ( 2 4 h r a t 6 0 ° C ) a n d t h e e x c e s s r e m o v e d f r o m a r o u n d t h e K u b i e n a b o x e s . O n e cm t h i c k s l a b s w e r e c u t , r e i m -p r e g n a t e d i f n e c e s s a r y , a n d s e n t f o r p r e p a r a t i o n o f 7 . 5 x 5 c m t h i n s e c t i o n s b y t h e D e p a r t m e n t o f S o i l S c i e n c e , U n i v e r s i t y o f A l b e r t a . A l t h o u g h t h e f i n i s h e d s e c t i o n s w e r e o f a c c e p t a b l e q u a l i t y , t h e r e s i n w a s s e n s i t i v e t o t e m p e r a t u r e - d e p e n d e n t w a r p i n g a n d w a s s o f t e n o u g h t o p r e v e n t c o m p l e t e r e m o v a l o f a l u m i n a g r i n d i n g p o w d e r . W h i l e e p o x y e l e c t r i c a l r e s i n s d o n o t s u f f e r t h e s e p r o b l e m s , t h e i r u s e i s i n c o m p a t i b l e w i t h w a t e r r e m o v a l b y t h e a c e t o n e r e p l a c e m e n t m e t h o d . B e c a u s e t h i s d r y i n g t r e a t m e n t i s t h e o n l y a c c e p t a b l e o n e f o r s a m p l e s w i t h s u c h l a r g e a m o u n t s o f a m o r p h o u s o r g a n i c m a t e -r i a l , f o r f u t u r e w o r k a m o r e s a t i s f a c t o r y p o l y e s t e r r e s i n s h o u l d b e f o u n d . T h i n s e c t i o n d e s c r i p t i o n s w e r e p r e p a r e d f o r m a j o r m i c r o f a b r i c z o n e s u s i n g t e r m i n o l o g y a n d g u i d e l i n e s p r o v i d e d b y B u l l o c k e t a l . ( 1 9 8 5 ) , a l t h o u g h n o t a l l c o m p o n e n t s w e r e d e s c r i b e d a t t h e s a m e l e v e l o f d e t a i l . 1.5 R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n 1 . 5 . 1 P h y s i c a l a n d C h e m i c a l P r o p e r t i e s 1 . 5 . 1 . 1 P r o f i l e M o r p h o l o g y P r o f i l e d e s c r i p t i o n s ( A p p e n d i x 1 ) i n d i c a t e c o n s i d e r a b l e m o r p h o l o g i c a l d i v e r s i t y , d e s p i t e t h e i d e n t i c a l c l a s s i f i c a t i o n a t t h e s u b g r o u p l e v e l : O r -t h i c F e r r o - H u m i c P o d z o l . M a j o r f e a t u r e s w h i c h d i f f e r b e t w e e n p r o f i l e s i n -c l u d e : p r e s e n c e o r a b s e n c e o f A e h o r i z o n s , o c c u r r e n c e o f c e m e n t a t i o n , d i s -2 9 t r i b u t i o n o f d a r k , o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n s , d e g r e e o f p r o f i l e d i s r u p t i o n b y t u r b a t i o n , a n d o c c u r r e n c e o f m o t t l i n g . F o r e s t f l o o r s a r e q u i t e s i m i l a r i n f i v e p r o f i l e s , w i t h t o t a l t h i c k n e s s e s u s u a l l y l e s s t h a n 2 0 cm a n d a c o m p l e t e s e q u e n c e o f L , F , a n d H h o r i z o n s p r e s e n t . ( C C - 1 w a s s a m p l e d i n a r e c e n t l y l o g g e d a r e a a n d i s l a c k i n g L a n d F h o r i z o n s . ) B o u n d a r i e s w i t h t h e m i n e r a l s o i l a r e a b r u p t , w i t h l i t t l e i n c o r -p o r a t i o n o f m i n e r a l m a t e r i a l i n t h e o r g a n i c h o r i z o n s . T h e F h o r i z o n s , w h i c h a r e a p p r o x i m a t e l y e q u a l i n t h i c k n e s s t o t h e H h o r i z o n s , s h o w e v i d e n c e o f b i o l o g i c a l a c t i v i t y i n t h e f o r m o f a b u n d a n t f e c a l p e l l e t s ( S e c t i o n 1 . 5 . 2 . 1 ) a n d w o u l d b e c l a s s i f i e d a s F a q ( o r F a ) h o r i z o n s ( K l i n k a e t a l . . 1 9 8 1 ) . T h e H h o r i z o n s a r e e v e n m o r e s t r o n g l y i n f l u e n c e d b y f a u n a l a c t i v i t y a n d m o s t w o u l d b e c l a s s i f i e d a s H d a . T h e e x c e p t i o n i s t h e s e c o n d H h o r i z o n o f C C - 1 , w h i c h c o n s i s t s o f d e c o m p o s e d w o o d , a n d i s t e r m e d H i n t h e t e r m i n o l o g y p r o p o s e d b y K l i n k a e t a l . . ( 1 9 8 1 ) . T h e s e o r g a n i c h o r i z o n c h a r a c t e r i s t i c s s u g g e s t s i m i -l a r i t i e s t o b o t h t h e m o r a n d m o d e r h u m u s f o r m s ; t h e m o s t a p p r o p r i a t e c l a s s i -f i c a t i o n a t t h e G r o u p l e v e l i s M o r m o d e r ( K l i n k a e t a l . , 1 9 8 1 ) . E l u v i a l h o r i z o n s a r e e i t h e r a b s e n t o r t h i n ( < 5 c m ) a n d d i s c o n t i n u o u s , w i t h t h e s t r o n g e s t d e v e l o p m e n t o c c u r r i n g i n t h e B a m f i e l d p r o f i l e ( F i g u r e 1-2 ) . T h i s p a t t e r n i s c o m m o n i n c o a s t a l B. C. P o d z o l s , r e f l e c t i n g t h e r a p i d r a t e s o f i n s i t u w e a t h e r i n g , h i g h l e v e l s o f o r g a n i c m a t t e r , a n d t h e d i s -r u p t i n g e f f e c t s o f n a t u r a l s o i l m i x i n g p r o c e s s e s ( L e w i s , 1 9 7 6 ) . W h e r e t h e s o l u m d i d n o t e x t e n d t o a b e d r o c k c o n t a c t , c e m e n t a t i o n o c c u r -r e d i n t h e l o w e s t B h o r i z o n , a l t h o u g h t h e g r a d e w a s i n s u f f i c i e n t t o q u a l i f y t h e s e a s d u r i c h o r i z o n s . E v e n s o , t h e l o w e r b o u n d a r y o f t h e o v e r l y i n g B h f h o r i z o n w a s a b r u p t , a s i n t h e C C - 1 p r o f i l e ( F i g u r e s 1-3 a n d 1 - 4 ) . A l t h o u g h m e e t i n g t h e c h e m i c a l c r i t e r i a o f B h f h o r i z o n s , t h e d e e p e s t B h o r i z o n s i n t h e 30 F i g u r e 1-2: B a m f i e l d P r o f i l e f r a c t u r e s c r e a t e d by the p s e u d o p l a t y s t r u c t u r e . Two p r o f i l e s ( B a m f i e l d , CC-1) c o n t a i n p r o m i n e n t d a r k r e d d i s h brown B h o r i z o n s j u s t above a b a s a l cemented h o r i z o n o r b e d r o c k ( F i g u r e s 1-2, 1-3, and 1-4), w i t h r o o t abundance t e n d i n g t o i n c r e a s e a t t h i s c o n t a c t . T h i s m o r p h o l o g i c a l e x p r e s s i o n o f h i g h e r o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t ( S e c t i o n 1.5.1.4) a t d e p t h i s n o t as c l e a r l y d e v e l o p e d i n the o t h e r p r o f i l e s . The o t h e r s i t e s have s t e e p e r s l o p e s and appear t o have e x p e r i e n c e d more h o r i z o n d i s r u p t i o n by s l o p e p r o c e s s e s and windthrow. T h i s i s p a r t i c u l a r l y e v i d e n t i n the complex and b r o k e n p a t t e r n o f h o r i z o n s i n the Burke M o u n t a i n 29 p r o f i l e ( Appendix 1, F i g u r e A l - 1 ) . A t t h e CC-3 s i t e , t he p r o f i l e was sampled from an e x c a v a t i o n F i g u r e 1 - 4 : C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e ( d e t a i l o f B h f 4 l o w e r b o u n d a r y ) 3 2 u p s l o p e f r o m t h e h e a d w a l l o f a s m a l l r o t a t i o n a l s l u m p . W h e n e x a m i n e d i n t h e f i e l d , t h e B h f 6 h o r i z o n w a s o r i g i n a l l y d e s c r i b e d a s a b u r i e d s u r f a c e h o r i z o n , w i t h a m u c h b l a c k e r a p p e a r a n c e t h a n t h e o v e r l y i n g B h o r i z o n s . T h e h i g h c o n -c e n t r a t i o n o f c o b b l e s a n d s t o n e s i m m e d i a t e l y a b o v e t h i s h o r i z o n m a y i n d i c a t e a l i t h o l o g i c d i s c o n t i n u i t y . S i m i l a r h o r i z o n t a l , 1 0 - 2 0 cm t h i c k , b l a c k i s h l a y e r s w e r e o b s e r v e d i n d e e p ( > 2 m) c o l l u v i u m e l s e w h e r e i n t h e w a t e r s h e d . " R o o t c h a n n e l " f e a t u r e s , a s d e s c r i b e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) o c c u r i n a r a n g e o f s i z e s . I n t h e B u r k e M o u n t a i n 2 9 p r o f i l e , t h e c o m p l e x i t y o f h o r i z o n p a t t e r n s m a y p a r t l y r e s u l t f r o m l o c a l i z e d a d d i t i o n o f o r g a n i c m a t t e r b y i n s i t u r o o t d e c o m p o s i t i o n . N o n e o f t h e h o r i z o n s i n t h a t p r o f i l e h a v e a s h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f o r g a n i c m a t t e r a s t h e H 2 h o r i z o n s i d e n t i f i e d i n t h e e a r l i e r s t u d y . H o w e v e r , p a t c h y z o n e s o f a l m o s t e n t i r e l y o r g a n i c c o m p o s i t i o n , b u t t o o s m a l l t o s a m p l e i n d i v i d u a l l y , d i d o c c u r t h r o u g h o u t t h e p r o f i l e a n d a r e v i s i b l e i n t h i n s e c t i o n s ( S e c t i o n 1 . 5 . 2 . 3 ) . T h e l a r g e c h a n n e l f e a t u r e s i n t h e C C - 2 a n d C C - 3 p r o f i l e s a r e n o t e w o r t h y f o r t h e i r s i z e ( u p t o 1 1 0 cm l o n g , 4 5 cm w i d e ) a n d h y d r o l o g i c s i g n i f i c a n c e . T h e s e f e a t u r e s w e r e d i s t i n g u i s h e d b y d a r k s t a i n i n g o f t h e i r s o i l m a t r i x , h i g h p o r o s i t y , a n d p r e s e n c e o f d e c a y i n g c o a r s e w o o d y r o o t s ( p a r t i c u l a r l y i n C C - 2 ) . U n l i k e t h e c h a n n e l s s t u d i e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , t h e s e w e r e n o t i n f i l l e d t o t h e s a m e e x t e n t w i t h c o l l o i d a l o r g a n i c m a t t e r , a l t h o u g h s u c h c h a n n e l i n f i l l i n g s w e r e o b s e r v e d i n o t h e r s o i l p r o f i l e s i n t h e B a m f i e l d a r e a . M e a s u r e m e n t s o f w a t e r d i s c h a r g e f r o m s p o u t s i n s t a l l e d i n s i m i l a r z o n e s a t o t h e r s i t e s o n t h e s a m e s l o p e h a d i n d i c a t e d f l o w s g r e a t e r t h a n 1 0 l i t e r s p e r m i n u t e d u r i n g m a j o r r a i n f a l l e v e n t s ( G . A u b e r t i n , S o u t h e r n I l l i n o i s U n i v e r s i t y , u n p u b l i s h e d r e p o r t ) . A t C C - 3 , A u b e r t i n ' s i n v e s t i g a t i o n s f o u n d e v i d e n c e o f p i p i n g w h i c h e x t e n d e d u p s l o p e f o r a t l e a s t 1 m f r o m t h i s f e a t u r e . 33 A t t h e b a s e o f t h i s c h a n n e l , p i e z o m e t e r r e a d i n g s i n d i c a t e d p r e s s u r e h e a d s o f g r e a t e r t h a n 3 0 c m a b o v e t h e w a t e r l e v e l i n t h e e x c a v a t i o n d u r i n g w e t p e r i -o d s . T h a t s t u d y a t t r i b u t e d a m a j o r r o l e t o s u c h o l d r o o t c h a n n e l s i n t h e h y d r o l o g y o f t h e s e f o r e s t s o i l s . T h i s m a y b e q u i t e s i g n i f i c a n t i n s o i l f o r -m a t i o n , f o r i f m o s t o f t h e w a t e r m o v e m e n t i n t h e s e s o i l s a c t u a l l y b y p a s s e s t h e s o i l m a t r i x , t h e n f e a t u r e s s u c h a s r o o t c h a n n e l s , w h i c h a r e s e l d o m s a m p l e d o r d e s c r i b e d b y p e d o l o g i s t s , m a y a c t u a l l y b e t h e s i t e s o f m o s t i n -t e n s e p e d o g e n e s i s . E x c e p t f o r t h e B a m f i e l d p r o f i l e , a l l s i t e s w e r e m o i s t w h e n s a m p l e d i n A u g u s t a n d S e p t e m b e r , 1 9 8 4 . E v i d e n c e o f i m p e r f e c t d r a i n a g e , i n t h e f o r m o f m o t t l e s , o c c u r r e d a t d e p t h i n t h e C C - 2 a n d C C - 3 p r o f i l e s . O n o t h e r o c c a s i o n s , s t r o n g s e e p a g e w a s o b s e r v e d a t t h e b e d r o c k c o n t a c t o f C C - 2 . S t r u c t u r a l d e v e l o p m e n t i s e i t h e r w e a k o r m o d e r a t e , w i t h t h e m o d e r a t e g r a d e b e i n g m o r e p r o n o u n c e d i n t h e f i n e r t e x t u r e d V a n c o u v e r I s l a n d p r o f i l e s ; t h e m o s t c o m m o n t y p e i s s u b a n g u l a r b l o c k y . 1 . 5 . 1 . 2 S o i l T e x t u r e T h e m o s t f r e q u e n t s o i l t e x t u r e ( T a b l e 1 - 2 ; A p p e n d i x 1 ) i s l o a m ( 2 5 h o r i -z o n s ) , f o l l o w e d b y e q u a l n u m b e r s o f s a n d y l o a m a n d c l a y l o a m ( 7 h o r i z o n s ) . T h e V a n c o u v e r I s l a n d p r o f i l e s h a d b o t h t h e f i n e s t t e x t u r e s ( c l a y l o a m a n d c l a y ) a n d t h e h i g h e s t c o a r s e f r a g m e n t c o n t e n t s , t h e l a t t e r r e f l e c t i n g t h e s h a l l o w e r , c o l l u v i a l o r i g i n o f t h e p a r e n t m a t e r i a l s . P a r t i c l e s i z e c h a r a c -t e r i s t i c s w i t h i n p r o f i l e s s h o w l i t t l e e v i d e n c e o f c l a y t r a n s l o c a t i o n . F o r e x a m p l e , t h e B a m f i e l d p r o f i l e , w h i c h a p p e a r s m i n i m a l l y d i s r u p t e d b y c o l l u v i a l p r o c e s s e s a n d h a s a d i s t i n c t e l u v i a l h o r i z o n , s h o w e d a r e l a t i v e l y u n i f o r m v e r t i c a l d i s t r i b u t i o n o f c l a y . F i n e c l a y ( < 0.2 m) c o n t e n t w a s n o t d e t e r -m i n e d i n t h i s s t u d y , b u t e a r l i e r a n a l y s e s o f t w o o t h e r p r o f i l e s w i t h i n 1 0 m 3 4 T a b l e 1 - 2 : P a r t i c l e S i z e a n d O r g a n i c M a t t e r C h a r a c t e r i s t i c s (% b y w e i g h t ) T o t a l H o r i z o n S a n d S i l t C l a y C a r b o n N i t r o g e n C/N B a m f i e l d : L 4 9 . .5 1 .28 3 9 F a q 4 8 . .3 1 . 4 0 3 5 H d a 4 7 , .3 1 .66 2 9 A e 4 2 3 5 2 4 4, .7 0 . 1 3 3 7 B h f l 3 7 3 8 2 6 1 2 , .4 0 .34 3 6 B h f 2 4 1 3 2 2 8 8, .5 0 . 2 3 3 8 B h f 3 3 5 4 1 2 4 1 3 , .9 0 .39 3 6 C C - 1 : H d a 4 9 , .8 1 .76 2 8 H X 4 6 , .7 1 .04 4 5 A e 4 6 3 2 2 3 5, .5 0 . 2 1 2 6 B h f l 4 3 2 9 2 9 7, .1 0 .24 3 0 B h f 2 4 9 3 2 1 9 9, .0 0 . 3 4 2 6 B h f 3 4 4 3 6 2 1 7, .0 0 .19 37 B h f 4 4 3 3 0 2 7 1 1 , .9 0 .34 3 5 B f c j 6 6 2 1 1 3 1, .3 0 .02 6 8 C C - 2 : L 4 7 . .0 0 .92 5 1 F a q 5 1 . .7 1 .02 5 1 H d a 5 0 . ,2 1, .25 4 0 B h f l 4 1 3 7 2 2 1 4 . ,6 0 .37 4 0 B h f 2 4 7 3 5 1 9 5. ,9 0, .16 3 6 R C ( U ) 3 9 4 1 2 1 1 4 . ,0 0, .48 2 9 R C ( L ) 4 5 3 3 2 2 1 2 . 1 0, .46 2 7 B h f 3 3 7 3 7 2 6 9. .1 0, .22 4 4 B h f 4 3 5 3 5 3 1 1 5 . ,7 0, .53 3 0 B h f 5 4 6 3 3 2 2 1 1 . ,3 0, .39 2 9 B h f g 5 0 3 2 1 9 9. .9 0, .37 27 H 2 1 8 . ,6 0, .67 2 8 C C - 3 : L F 4 7 . ,9 1 .26 38 H d a 3 8 . ,8 1 .66 2 3 B h f l 3 8 , 3 8 2 5 1 8 . .2 0 . 6 1 3 0 B h f 2 3 6 2 7 3 7 1 4 . ,5 0 .53 2 8 R C ( U ) 4 8 2 8 2 5 1 5 . .8 0 . 7 1 2 2 3 5 T a b l e 1-2 ( c o n t . ) : T o t a l H o r i z o n S a n d S i l t C l a y C a r b o n N i t r o g e n C/N C C - 3 : ( c o n t . ) R C ( L ) 3 7 2 7 3 6 1 4 . 7 0 . 7 0 -. . 2 1 B h f 3 4 2 3 2 2 6 9.7 0 . 4 1 2 4 B h f 4 3 5 2 6 3 9 1 1 . 6 0 . 5 6 2 1 B h f 5 3 7 2 2 4 1 1 0 . 0 0 . 3 6 2 8 B h f 6 3 2 3 3 3 6 1 3 . 4 0 . 5 9 2 3 I I B f g 6 3 2 8 8 3.0 0 . 1 0 3 0 B u r k e M t n . 2 8 : L 3 9 . 6 1 . 7 7 2 2 F a q 4 2 . 6 2 . 2 8 1 9 H d a 4 6 . 9 2 . 1 9 2 2 A e 5 3 3 4 1 4 5 . 3 0 . 1 8 2 9 B h f l 5 0 3 5 1 6 1 0 . 5 0 . 2 7 3 9 B h f 2 4 8 4 1 1 1 1 0 . 6 0 . 3 5 3 1 B h f 3 5 1 3 1 1 9 1 2 . 9 0 . 3 7 3 5 B h f 4 4 8 2 9 2 4 9.8 0 . 1 8 5 6 B h f c j 4 9 2 5 2 7 5.4 0 . 1 3 4 2 B u r k e M t n . 2 9 : L 4 4 . 7 1 . 4 3 3 1 F a q 4 5 . 5 1 . 7 0 2 7 H d a 3 2 . 9 1 . 4 9 2 2 A e 5 2 3 2 1 6 4 . 2 0 . 2 0 2 2 B h f l 5 2 3 3 1 5 1 2 . 7 0 . 3 7 3 4 B h f 2 5 2 3 0 1 9 1 6 . 3 0 . 6 3 2 6 B h f 3 5 9 2 4 1 7 1 3 . 0 0 . 2 8 4 7 B h f 4 6 2 2 2 1 6 1 2 . 7 0 . 3 9 3 3 B h f 5 5 8 2 9 1 3 9.7 0 . 2 9 3 4 B h f 6 5 4 2 8 1 9 1 1 . 4 0 . 2 2 5 2 B h f c j 4 7 3 0 2 3 7 . 1 0 . 1 9 3 7 3 6 o f t h e C C - 2 s i t e s h o w e d n o e n r i c h m e n t o f t h i s f r a c t i o n a t d e p t h ( A . G r e e n , A g r i c u l t u r e C a n a d a , u n p u b l i s h e d d a t a ) . W h i l e t h e m a x i m u m c l a y c o n t e n t f o u n d i n t h e C a r n a t i o n C r e e k p r o f i l e s e x c e e d e d t h e v a l u e s g i v e n b y O s w a l d ( 1 9 7 3 ) , t h e e a r l i e r s t u d y a l s o f o u n d t h a t l o a m w a s t h e m o s t c o m m o n t e x t u r e i n s o i l s f o r m e d i n n o n - f l u v i a l m a t e r i a l s i n t h e w a t e r s h e d . T h e c o a r s e r t e x t u r e s f o u n d a t B u r k e M o u n t a i n a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e d o m i n a n c e o f s a n d y l o a m s r e p o r t e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , a l t h o u g h o n l y m a n u a l t e x t u r i n g w a s p e r f o r m e d i n t h a t s t u d y . 1 . 5 . 1 . 3 R e a c t i o n a n d C a t i o n E x c h a n g e S o i l r e a c t i o n w a s s t r o n g l y a c i d i c i n a l l h o r i z o n s f o r b o t h t h e V a n c o u v e r I s l a n d a n d B u r k e M o u n t a i n p r o f i l e s ( T a b l e 1 - 3 ) . V i r t u a l l y a l l p H v a l u e s f a l l w i t h t h e r a n g e s 3 . 0 - 4 . 5 ( w a t e r ) a n d 2 . 5 - 4 . 0 ( C a C l 2 ) , s i m i l a r t o t h e f i n d i n g s o f M a r t i n ( 1 9 8 6 ) a n d G r e e n ( A g r i c u l t u r e C a n a d a , u n p u b l i s h e d d a t a ) . W i t h i n t h e m u l t i p l e B h o r i z o n s o f a g i v e n p r o f i l e , t h e p H c h a n g e s v a r y l i t t l e w i t h d e p t h . T h e l o w e s t v a l u e s i n t h e m i n e r a l s o i l a l w a y s o c c u r i n A e h o r i -z o n s , w h e r e p r e s e n t , w h i l e s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s a r e t h e m o s t a c i d i c . I n s u c h a c i d i c s o i l s , r i c h i n a m o r p h o u s m a t e r i a l s a n d o r g a n i c m a t t e r , t h e c a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y a s d e t e r m i n e d b y a m m o n i u m a c e t a t e ( p H 7 ) n e c e s -s a r i l y i n c l u d e s a l a r g e c o m p o n e n t o f p H - d e p e n d e n t c h a r g e ; t h i s e x a g g e r a t e s t h e l o w d e g r e e o f b a s e s a t u r a t i o n . T h e v a l u e s o b t a i n e d ( T a b l e 1 - 3 ) a r e c o n -s i s t e n t w i t h t h o s e r e p o r t e d b y L e w i s ( 1 9 7 6 ) a n d C a r t e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) f o r P o d z o l i c s o i l s o f s i m i l a r o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t . W h i l e C a i s a l w a y s t h e d o m i n a n t e x c h a n g e a b l e b a s e i n a l l h o r i z o n s o f t h e t w o B u r k e M o u n t a i n p r o f i l e s , t h i s i s n o t s o f o r t h e V a n c o u v e r I s l a n d p r o -f i l e s . I n h a l f o f t h e h o r i z o n s i n t h e l a t t e r , M g w a s t h e m o s t a b u n d a n t b a s e , p a r t i c u l a r l y i n t h e F a n d H h o r i z o n s . T h i s m a y b e r e l a t e d t o T a b l e 1 - 3 : p H a n d C a t i o n E x c h a n g e C h a r a c t e r i s t i c s c m o l c k g " 1 p H p H H o r i z o n ( H 2 0 ) ( C a C l 2 ) C E C C a M g K N a B a m f i e l d : L 3, .8 3, .4 9 7 , .5 1 0 . .4 7. .3 2. ,8 0. .1 F a q 3, .2 2, .6 1 0 8 , .4 4. ,0 5. .5 1. ,7 0. ,1 H d 3, .0 2, .5 1 2 0 . .4 2. .2 6. .2 1. ,2 0. ,1 A e 3, .1 2. .6 2 1 . .9 0. ,3 0. .4 0. ,1 <0. ,1 B h f l 3, .9 3, .6 3 9 . .9 0. .2 0. .2 0. ,1 <0. .1 B h f 2 4, .2 4. .0 2 7 . .4 0. .0 0. .1 0. .1 <0. ,1 B h f 3 4. .1 3. .6 4 2 , .4 0. .3 0. .2 0. .1 <0. .1 C C - 1 : H d 3. .7 3 .0 1 2 9 , .3 1 6 , .5 1 1 . .6 1. ,2 0. ,1 H X 3, .2 2 .6 1 2 4 , .4 1. .4 1 4 , .4 0. ,7 0. ,1 A e 3. .3 2 .9 2 6 , . 3 0, .4 5, .9 0. .4 <0. ,1 B h f l 4 .2 3 .9 2 3 , .3 <0, .1 0, .1 0. .1 <0. ,1 B h f 2 4, .0 3 .8 2 8 , .7 0, .1 0, .1 0. .2 <0. .1 B h f 3 4. . 3 3 .9 1 9 , .7 <0, .1 <0, .1 0. .1 <0. .1 B h f 4 4, .2 3. .7 3 2 .3 0, .1 0, .1 0. .1 <0. .1 B f c j 4. .5 4 . 2 4, .2 0, .1 < 0 .1 0. .1 <0. .1 C C - 2 : L 3, . 5 3 .0 8 7 .1 4 .5 5 .0 1 .5 0 .1 F a q 3. .2 2 .6 1 0 6 .2 3 .7 6 .8 0 .9 0, .1 H d a 2. .9 2. .4 1 4 1 .9 2 .2 7. .6 0 .7 0, .1 B h f l 4. .4 4. . 1 2 3 .2 <0 .1 0 .1 0 .2 <0, .1 B h f 2 4. .4 4. .2 1 0 .7 0 .1 < 0 .1 0 . 1 <0, .1 R C ( U ) 3. ,8 3. . 3 3 6 , .9 0 .2 0 .2 0 .1 <0, .1 R C ( L ) 4. .0 3, .6 4 2 , .9 0, .4 0 .3 0 .2 <0, .1 B h f 3 4. ,5 4, .0 2 4 , .0 0, .1 0, .1 0, .1 <0. .1 B h f 4 4. ,4 3. .8 4 5 , .6 0, .3 0. .3 0, .2 <0, .1 B h f 5 3. ,8 4. .2 3 1 , .2 0, .1 0, .1 0. .1 <0. .1 B h f g 4. ,3 3. .9 3 2 . .6 0. .1 0. .1 0. .1 <0. .1 H 2 4. ,3 3. .8 4 4 . .4 0. .1 0. .1 0. ,1 <0. .1 C C - 3 : L F 3. .5 3. ,1 8 4 . .8 9. ,4 6. ,4 2. ,1 0. ,1 H d a 3. .7 3. .1 8 8 . .4 4. ,1 4. ,5 0. ,8 0. ,1 B h f l 3. 8 3. ,4 4 1 . ,3 0. .4 0. ,4 0. 4 < 0 . 1 B h f 2 4. 4 4. 0 3 3 . ,1 0. 2 0. ,1 0. 1 < 0 . .1 R C ( U ) 4. 3 3. 7 4 2 . ,1 1. 2 0. ,5 0. 2 < 0 . 1 R C ( L ) 4. 2 3. 9 4 3 . ,4 1. 0 0. ,4 0. 2 < 0 . 1 B h f 3 4. 3 3. .7 2 8 . 9 0. ,3 0. 2 0. 1 < 0 . 1 T a b l e 1 - 3 : ( c o n t . ) c m o l c k g " 1 p H p H -H o r i z o n ( H 2 0 ) ( C a C l 2 ) C E C C a M g K N a C C - 3 : ( c o n t . ) B h f 4 4 . 4 3.9 3 8 B h f 5 4 . 5 4 . 0 2 8 B h f 6 4 . 6 4 . 3 4 3 I I B f g 4 . 6 4 . 4 9 B u r k e M t n . 2 8 : L 3.6 2.9 9 0 F a q 3 . 3 2 . 6 1 0 0 H d a 3 . 3 2 . 5 1 3 7 A e 3.6 2 . 9 1 5 B h f l 3 . 9 3.7 2 5 B h f 2 4 . 1 3.8 3 1 B h f 3 4 . 0 3 . 9 4 0 B h f 4 4 . 1 4 . 0 2 8 B h f c j 4.2 4 . 2 1 8 B u r k e M t n . 2 9 L 3.8 3 . 0 8 8 F a q 3.5 2 . 6 1 0 7 H d a 3.5 2.8 8 6 A e 3.7 3 . 0 1 7 B h f l 4 . 2 3.6 4 1 B h f 2 4 . 2 3.7 4 2 B h f 3 4 . 3 3.8 4 0 B h f 4 4 . 2 3.8 4 3 B h f 5 4 . 1 3.8 2 9 B h f 6 4 . 1 3 . 9 2 7 B h f c j 4 . 1 3.9 2 5 1 0. .3 0. .2 0. .1 < 0 . ,1 5 0. .2 0. .1 0. .1 < 0 . ,1 9 0. .4 0. .1 0. .1 < 0 . .1 0 0. .3 <0. .1 o. ,1 < 0 . ,1 3 6. .7 1. ,6 1. ,1 <0. ,1 6 8. .7 2. ,0 1. ,0 < 0 . ,1 2 8. ,9 1. .9 0. .6 < 0 . .1 4 0. .5 0. ,1 0. .1 < 0 . 1 0 0. ,2 0, ,1 0. .1 < 0 . 1 7 0. .2 0. ,1 0. 1 < 0 . 1 8 0. ,2 0. ,1 0. 1 < 0 . 1 2 0. ,1 <0. .1 0. 1 < 0 . 1 7 0. ,1 <0. ,1 0. 1 < 0 . 1 3 5. ,2 1. .4 1. .3 < 0 . 1 1 6. .6 1. .9 0. ,8 <0. 1 8 5, .5 0. .9 0. ,4 <0. .1 4 0. .2 0. .1 0. ,1 < 0 . ,1 8 0. .3 0. .1 0. ,1 < 0 . 1 1 0. .2 0. .1 ' 0. ,1 <0. .1 3 0. .1 <0. .1 0. .1 <0. 1 9 0. .1 <0. .1 0. ,1 < 0 . .1 7 0. .2 <0. .1 0. .1 <0. .1 9 0. .1 <0. .1 0. .1 < 0 . .1 2 0. .1 <0. .1 0. .1 <0. ,1 3 9 t h e t r e n d n o t e d b y C a r t e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) t o w a r d l o w e r e x c h a n g e a b l e C a / M g r a t i o s i n s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s d e v e l o p e d i n w e t t e r c l i m a t e s . H o w e v e r , t h a t s t u d y f o u n d t h a t s u c h a p a t t e r n w a s l e s s e v i d e n t f o r P o d z o l i c B h o r i z o n s . W h i l e s a l t s p r a y c o u l d b e a s o u r c e o f M g a t t h e V a n c o u v e r I s l a n d s i t e s , p r e c i p i t a t i o n c h e m i s t r y d a t a f o r C a r n a t i o n C r e e k d o n o t s u p p o r t t h a t ' ( S c r i v e n e r , 1 9 7 5 ) ; b e d r o c k l i t h o l o g y ( i . e . a g r e a t e r a b u n d a n c e o f m a f i c r o c k s ) i s a m o r e l i k e l y c a u s e . 1 . 5 . 1 . 4 C a r b o n a n d N i t r o g e n I n t h e s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s , c a r b o n a n d n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n s , a l o n g w i t h C/N r a t i o s , e x h i b i t t h e w i d e r a n g e o b s e r v e d e l s e w h e r e f o r f o r e s t f l o o r s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a ( T a b l e 1 - 2 ) . A s n o t e d b y Q u e s n e l ( 1 9 8 0 ) , t h e c o n t e n t o f w o o d y m a t e r i a l , w i t h i t s w i d e C/N r a t i o s , s t r o n g l y i n f l u e n c e s t h e v a r i a t i o n i n t h i s f o r e s t f l o o r p r o p e r t y . F o r e x a m p l e , i n t h e C C - 1 p r o f i l e , t h e l o w e r H h o r i z o n , w h i c h c o n s i s t e d l a r g e l y o f d e c o m p o s i n g w o o d , h a d a m u c h w i d e r C/N r a t i o t h a n t h e o v e r l y i n g p o r t i o n o f t h e H. T h e a v e r a g e v a l u e o f a p p r o x i m a t e l y 5 % c a r b o n i n A e h o r i z o n s r e f l e c t s t h e v i s i b l y l a r g e c h a r c o a l c o n t e n t w h i c h w o u l d a f f e c t L E C O c a r b o n d e t e r m i n a t i o n s . L e s s e r a m o u n t s o f c h a r c o a l w e r e o b s e r v e d i n m o s t o f t h e m i n e r a l h o r i z o n s , s o f o r t h i s r e a s o n i t s e e m e d u n r e a l i s t i c t o r e p o r t e s t i m a t e s o f o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t b a s e d o n a s t a n d a r d c o n v e r s i o n f a c t o r . W i t h i n t h e m i n e r a l s o i l , t h e B a m f i e l d a n d C C - 1 p r o f i l e s s h o w e d d i s t i n c t b a s a l a c c u m u l a t i o n s o f c a r b o n , w i t h t h e f o r m e r a l s o h a v i n g a s e c o n d a r y m a x i -mum i n t h e u p p e r m o s t B h f h o r i z o n . ( G r e e n f o u n d a s i m i l a r d o u b l e m a x i m u m d i s -t r i b u t i o n o f c a r b o n c o n t e n t i n t w o s h a l l o w e r p r o f i l e s s a m p l e d n e a r t h e C C - 2 s i t e ( A g r i c u l t u r e C a n a d a , u n p u b l i s h e d d a t a ) . ) M a x i m u m c a r b o n v a l u e s i n t h e C C - 2 a n d C C - 3 p r o f i l e s w e r e c o n s i d e r a b l y h i g h e r , b u t a l o n g w i t h t w o B u r k e 4 0 M o u n t a i n p r o f i l e s , t h e r e w e r e w e r e n o c o n s i s t e n t d e p t h - r e l a t e d t r e n d s . T h i s p a t t e r n , t o g e t h e r w i t h t h e i n d i s t i n c t o r d i s c o n t i n u o u s h o r i z o n a t i o n , l i k e l y r e s u l t s f r o m t h e m i x i n g e f f e c t s o f w i n d t h r o w a n d s l o p e i n s t a b i l i t y . A s i n M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) s t u d y , m a j o r c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s w e r e s a m p l e d s e p a r a t e l y , b u t i n t h e s e c a s e s t h e c a r b o n c o n c e n t r a t i o n s w e r e n o t a s d r a m a t i c a l l y h i g h . R e c o g n i t i o n o f t h e s e f e a t u r e s w a s b a s e d o n m o r p h o l o g y ( d a r k e r c o l o u r , h i g h p o r o s i t y , r o o t d i s t r i b u t i o n ) a n d h y d r o l o g i c s i g n i f i c a n c e ( E . H e t h e r i n g t o n , C a n a d i a n F o r e s t r y S e r v i c e , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) , w i t h c a r b o n c o n t e n t c o r r e s p o n d i n g l y h i g h e r t h a n i n a d j a c e n t B h f h o r i z o n s . F o r e x a m p l e , c o m p a r e t h e u p p e r a n d l o w e r p o r t i o n s o f t h e c h a n n e l f e a t u r e i n C C - 3 ( 1 5 . 8 , 1 4 . 7 % C ) t o t h e a d j a c e n t B h f 3 - B h f 5 h o r i z o n s ( 9 . 7 - 1 1 . 6 % C ) . T h e s a m p l e r e f e r r e d t o a s H 2 w a s o b t a i n e d a s a g r a b s a m p l e f r o m t h e s a m e t r e n c h b u t a p p r o x i m a t e l y 3 m e a s t o f t h e C C - 2 p r o f i l e . W h i l e o c c u p y i n g a d e p t h a n d p o s i t i o n s i m i l a r t o t h e B h f g , i t w a s v i s i b l y m o r e e n r i c h e d i n o r -g a n i c m a t t e r ( 1 8 . 6 v s . 9 . 9 % C ) . T h e s e p a t t e r n s o f e i t h e r a b a s a l o r d o u b l e m a x i m u m o f C c o n t e n t i n B h o r i z o n s , a l o n g w i t h t h e e f f e c t o f r o o t d e v e l o p m e n t o n o r g a n i c m a t t e r d i s -t r i b u t i o n , h a v e b e e n n o t e d i n o t h e r s t u d i e s o f P o d z o l s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a ( L e w i s , 1 9 7 6 ; C a r t e r e t a l . . 1 9 8 5 ; M a r t i n , 1 9 8 6 ) . I t i s w o r t h n o t i n g a g a i n t h a t s u c h o r g a n i c m a t t e r t r e n d s d i f f e r c o n s i d e r a b l y f r o m t h o s e u s u a l l y r e p o r t e d f o r P o d z o l s i n E u r o p e a n d e a s t e r n N o r t h A m e r i c a ( e . g . M o k m a a n d B u u r m a n , 1 9 8 2 ; B u l l o c k a n d C l a y d e n , 1 9 8 0 ; W a n g e t a l . . 1 9 8 6 ) . 1 . 5 . 1 . 5 E x t r a c t a b l e I r o n , A l u m i n u m , a n d S i l i c o n L e v e l s o f e x t r a c t a b l e i r o n a n d a l u m i n u m a r e h i g h , c o m p a r e d t o p u b l i s h e d d a t a f o r P o d z o l s e l s e w h e r e i n t h e t e m p e r a t e z o n e ( e . g . M o k m a a n d B u u r m a n , 1 9 8 2 ) , b u t q u i t e s i m i l a r t o t h o s e f o u n d i n e a r l i e r s t u d i e s o f c o a s t a l B r i t i s h ' 4 1 C o l u m b i a P o d z o l s ( L e w i s , 1 9 7 6 ; C a r t e r e t a l . . 1 9 8 5 ) . I n t e r p r e t a t i o n o f t h e s e d a t a a r e b a s e d o n t h e f o l l o w i n g a s s u m p t i o n s a b o u t t h e t h r e e e x t r a c t i o n m e t h o d s ( M c K e a g u e e t a l . , 1 9 7 1 ; P a r f i t t a n d H e n m i , 1 9 8 2 ; F a r m e r e t a l . . 1 9 8 3 ) : ( 1 ) p y r o p h o s p h a t e - e x t r a c t a b l e F e a n d A l ( F e p , A l p ) a r e o r g a n i c -c o m p l e x e d f o r m s ; ( 2 ) o x a l a t e e x t r a c t s b o t h o r g a n i c - c o m p l e x e d a n d a m o r p h o u s f o r m s o f F e a n d A l ( F e 0 , A l 0 ) , w i t h ( A l 0 - A l p ) a n d S i Q a t t r i b u t e d t o a l l o p h a n i c c o m p o n e n t s ; ( 3 ) c i t r a t e - b i c a r b o n a t e - d i t h i o n i t e F e ( F e ^ ) i n c l u d e s a l l f o r m s o f f r e e F e o x i d e s a n d h y d r o x i d e s , w i t h c r y s t a l l i n e f o r m s e s t i m a t e d b y ( F e ^ - F e Q ) , b u t i s n o t s e l e c t i v e f o r a p a r t i c u l a r A l f r a c t i o n . D e p t h - r e l a t e d t r e n d s a r e d i f f i c u l t t o d e t e c t , e x c e p t i n t h e B a m f i e l d a n d C C - 1 p r o f i l e s , w h i c h a p p e a r l e a s t a f f e c t e d b y t u r b a t i o n p r o c e s s e s ( T a b l e 1-4 ) . I n t h e f o r m e r , a l l F e f r a c t i o n s p e a k i n t h e B h f l h o r i z o n , w h i l e A l p a n d A 1 Q i n c r e a s e w i t h d e p t h , r e f l e c t i n g t h e r e l a t i v e m o b i l i t i e s o f t h e s e e l e m e n t s ( c f . B l u m e a n d S c h w e r t m a n n , 1 9 6 9 ) . I n t h e C C - 1 p r o f i l e , t h e F e ^ m a x i m u m i s i n t h e u p p e r B h o r i z o n , w h i l e F e p a n d A l p p a r a l l e l t h e c a r b o n d i s t r i b u t i o n , w i t h A l p m o r e e n r i c h e d a t d e p t h t h a n F e p . T h e m a x i m u m A l D c o n c e n t r a t i o n o c c u r s i n t h e B h f l , c o i n c i d i n g w i t h t h e p e a k v a l u e f o r S i Q . T h e l a t t e r h a d a s e c o n d a r y m a x i m u m i n t h e B f c j , a n d w h i l e t h e c o r r e s p o n d i n g A 1 Q v a l u e i s l o w e r t h a n i n t h e o v e r l y i n g B h o r i z o n s , A l p d e c r e a s e s e v e n m o r e , s u g g e s t i n g t h a t m u c h o f t h e A l i n t h i s h o r i z o n i s i n a l l o p h a n i c f o r m s . T h i s i s c o n s i s t e n t w i t h t h e o c c u r r e n c e o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l s , i n c l u d i n g i m o g o l i t e , i n d u r i c h o r i z o n s o f s i m i l a r s o i l s i n B r i t i s h C o l u m b i a ( M c K e a g u e a n d K o d a m a , 1 9 8 1 ) . P y r o p h o s p h a t e - e x t r a c t a b l e S i ( S i p ) o c c u r s a t o n l y l o w l e v e l s i n a l l T a b l e 1 - 4 : E x t r a c t a b l e I r o n , A l u m i n u m , a n d S i l i c o n (% b y w t . ) H o r i z o n A l p * A l 0 * A l d * F e p * F e Q * F e d * S i p * S i 0 * B a m f i e l d : H d a 0. .11 0. .07 0. .42 0. ,02 0. .14 0. ,27 0. ,24 0. ,00 A e 0. .19 0. .32 0. .29 0. ,59 1. .20 1. .54 0, ,03 0. .00 B h f l 1. .70 1. .40 2. .11 3. ,16 2. .71 4. .52 0. . 1 1 0. .14 B h f 2 2. .20 2. .41 3. .42 1. .87 2. .22 4. .38 0. .22 0. .64 B h f 3 2. .70 2. .72 3. .23 1. .38 1. .43 2. .27 0, .18 0, .22 C C - 1 : H d a 0, .21 0, .09 0. ,37 0. ,00 0. .11 0. ,25 0. ,31 0, .00 H * 0. .17 0, .08 0. ,26 0. ,00 0, .03 0. ,14 0. .10 0, .00 A e 0, .27 0. .25 0. ,37 0. ,37 0. .27 1. ,12 0. .04 0. ,01 B h f l 1. . 6 1 3, .64 3. ,50 1. ,12 2, .34 4. ,44 0. ,13 1. .55 B h f 2 1, .77 2, .16 2. ,62 2. .12 2. .40 3. .89 0. ,17 0. ,27 B h f 3 1, .39 1, .92 2. ,96 1. ,16 1. .69 3. ,77 0. ,19 0. .59 B h f 4 3, .32 2, .43 4. ,30 2. ,27 1, .46 3. ,60 0. ,39 0. ,64 B f c j 0, .32 1. .45 1. ,13 0. ,66 0, .38 1. .13 0. ,05 1. .33 C C - 2 : H d a 0 .23 0 .16 0 .47 0 .06 0. .16 0 .58 0 .04 0 . 0 0 B h f l 2 .34 3 .85 5. .27 1 .56 3. .16 6. .19 0 .30 1 .37 B h f 2 1 .05 3, . 7 1 3. .63 0 .68 3. .67 6 .17 0 .08 1 . 38 R C ( U ) 1 .07 0, .77 1. .24 2 .10 1 .48 3. . 5 5 0 . 1 1 0 . 1 1 R C ( L ) 1. .38 0. .98 1 .88 1 .88 1, .34 3. . 4 1 0 .09 0 . 1 1 B h f 3 1, .22 2, . 1 1 3 .63 0 .83 1, .58 5. .00 0 .14 1 .34 B h f 4 3, .17 2, .55 3. .39 3 .10 2, . 5 1 4 .24 0, .20 0. .29 B h f 5 2, .48 4, .70 4, .76 2 .12 2, .82 4 .88 0, .12 1 .93 B h f g 4, .03 3. .81 4, .59 2, .68 2, .33 5. .52 0, .13 1 . 7 8 H 2 3, .51 7. .31 6, .70 2, .30 3. .30 4, .70 0, .22 1. .80 C C - 3 : H d a 0. ,59 0. ,55 1. ,32 . 0, .93 0. ,86 1. .55 0. ,13 0. ,00 B h f l 2. .10 1. ,90 2. .53 2. .63 2. .38 3. .58 0. ,16 0. .13 B h f 2 3. ,60 2. ,40 4. ,53 2. .99 2. ,24 4. ,48 0. ,39 0. .52 R C ( U ) 2. .12 1. .91 3. .10 1. .79 1. ,60 3. ,05 0. .21 0. .28 R C ( L ) 1. ,97 3. 9 9 3. ,44 1. .40 2. ,47 3. ,19 0. .28 1. .07 B H f 3 2. .00 1. 3 4 2. ,96 2. .04 1. 6 3 3. .27 0. .17 0. .21 B h f 4 3. .07 3. 3 6 3. ,96 2. .78 2. 6 5 4. ,02 0. ,30 0. .87 B h f 5 2. .37 4. 3 0 4. .05 1. .87 2. ,84 4. .18 0. .14 1. .77 B h f 6 2. .84 6. 6 9 3. ,83 1. .43 1. .89 3. .05 0. ,19 3. ,51 I I B f g 0. .77 5. 6 4 1. .83 0. .21 0. .85 1. ,26 0. ,06 4. ,80 * s u b s c r i p t s : p = p y r o p h o s p h a t e , o = o x a l a t e , d = d i t h i o n i t e T a b l e 1 - 4 : ( c o n t . ) H o r i z o n A l p * A l o A l d * F e V , * •p F e o F e d * S i p S i G * B u r k e M t n , . 2 8 : H d a 0 . 1 9 0. 1 7 0. 3 9 0. 0 0 0. 1 7 0. 2 4 0. 0 4 0 . 0 0 A e 0 . 2 6 0. 2 3 0. 3 3 0. 4 7 0. 4 1 0. 8 9 0. 0 5 0 . 0 1 B h f l 1 . 5 4 1. 5 2 1. 7 5 1. 7 6 1. 8 1 2. 1 0 0. 1 2 0 . 1 2 B h f 2 1 . 5 9 1. 6 3 1. 7 9 1. 3 4 1. 3 8 1. 7 3 0. 0 9 0 . 0 5 B h f 3 2 . 8 7 1. 9 6 3. 0 1 1. 5 0 1. 0 4 1. 7 6 0. 2 9 0 . 2 2 B h f 4 2 . 8 3 3. 2 2 3. 1 1 0. 8 1 0. 9 5 1 . 1 0 0. 3 0 0 . 3 8 B h f c j 1 . 4 7 3. 2 1 2. 5 4 0. 3 2 0. 5 3 0. 6 7 0. 0 5 0 . 6 6 B u r k e M t n . . 2 9 : H d a 0 . 7 1 0. 7 0 1. 2 6 0. 5 0 0. 5 8 0. 9 3 0. 0 2 0 . 0 0 A e 0 . 1 1 0. 1 1 0. 2 1 0. 2 2 0. 4 0 0. 6 5 0. 0 4 < 0 . 0 1 B h f l 2 . 5 7 2. 8 1 2. 6 7 1. 5 3 1. 7 4 1. 8 5 0. 2 6 0 . 2 5 B h f 2 2 . 3 1 2. 2 2 2. 3 8 1. 6 0 1. 5 5 1. 8 6 0. 0 9 0 . 0 6 B h f 3 3 . 0 0 1. 8 4 3. 0 2 1. 1 4 0. 8 7 1. 3 5 0. 1 6 0 . 1 6 B h f 4 3 . 1 7 1. 7 7 3. 3 4 0. 8 1 0. 4 8 . 1. 0 9 0. 1 7 0 . 1 8 B h f 5 2 . 0 4 2. 0 5 2. 1 8 1. 0 9 1. 2 5 1. 3 0 0. 1 1 0 . 1 0 B h f 6 2 . 6 5 3. 0 4 3. 1 0 0. 6 4 0. 7 1 0. 9 8 0. 2 9 0 . 3 0 B h f c j 2 . 6 1 2. 3 4 2. 7 4 0. 3 8 0. 4 0 0. 6 2 0. 2 8 0 . 3 5 • ^ s u b s c r i p t s : p = p y r o p h o s p h a t e , o = o x a l a t e , d = d i t h i o n i t e h o r i z o n s ( c f . M a r t i n , 1 9 8 6 ; P a r f i t t a n d H e n m i , 1 9 8 2 ) a n d h a s u s u a l l y b e e n i g n o r e d i n s e l e c t i v e d i s s o l u t i o n s t u d i e s o f a m o r p h o u s m a t e r i a l s . I n m a n y c a s e s , b o t h i n t h i s s t u d y a n d i n M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) d a t a , w h e n t h e S i D c o n t e n t i s l o w ( < 0 . 2 % ) , S i p v a l u e s a r e s i m i l a r l y l o w . I t i s n o t k n o w n i f t h e s e s m a l l a m o u n t s o f S i o r i g i n a t e f r o m t h e s a m e s o u r c e , b u t b e c a u s e S i Q i s u s e d t o e s t i m a t e a l l o p h a n e c o n t e n t ( P a r f i t t a n d H e n m i , 1 9 8 2 ) , i t m a y b e w i s e t o s u b t r a c t S i p b e f o r e p e r f o r m i n g s u c h c a l c u l a t i o n s . O x a l a t e - e x t r a c t a b l e S i u s u a l l y r e a c h e d m a x i m u m c o n c e n t r a t i o n s i n h o r i z o n s w i t h a h i g h p r o p o r t i o n o f a m o r p h o u s i n o r g a n i c A l ( i . e . A l Q - A l p ) , s u g g e s t i n g t h e p r e s e n c e o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l ( c f . P a r f i t t a n d H e n m i , 1 9 8 2 ; C h i l d s e t a l . . 1 9 8 3 ) . M a r t i n ( 1 9 8 6 ) n o t e d a s i m i l a r p a t t e r n f o r P o d z o l s a t B u r k e M o u n t a i n a n d C y p r e s s P a r k , a n d a l s o o b s e r v e d t h a t s u c h h o r i z o n s w e r e l e s s a c i d i c . P a r f i t t a n d S a i g u s a ( 1 9 8 5 ) d e m o n s t r a t e d a s i m i l a r r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a c i d i t y a n d a l l o p h a n e c o n t e n t i n N e w Z e a l a n d S p o d o s o l s a n d A n d e p t s , w i t h a l l o p h a n e o n l y o c c u r r i n g w h e r e p H v a l u e s e x c e e d e d 5. T h e c h e m i c a l m e t h o d s p r e s e n t e d b y P a r f i t t a n d H e n m i ( 1 9 8 2 ) f o r e s t i m a t i n g a l l o p h a n e c o n t e n t a s s u m e a n A l : S i r a t i o o f 2 : 1 , b a s e d o n a n S i c o n t e n t o f 1 4 . 1 % i n a n i m o g o l i t e r e f e r e n c e s a m p l e . H o w e v e r , f o r t h e t w o l o w e s t - h o r i z o n s i n C C - 3 , w h i c h h a v e t h e h i g h e s t S i 0 v a l u e s , t h e r a t i o s o f ( A 1 Q - A l p ) : S i Q a r e m u c h c l o s e r t o 1. W h i l e s u c h c a l c u l a t i o n s a r e u s u a l l y p e r f o r m e d o n l y f o r t h e c l a y f r a c t i o n , t h e d a t a f o r t h e w h o l e s o i l s t r o n g l y s u g g e s t t h a t a l a r g e p r o p o r t i o n o f t h e c l a y i s n o n - c r y s t a l l i n e . I n t h e c a s e o f t h e I I B f g , t h e c o n s i d e r a b l y l o w e r c l a y c o n t e n t ( 8 . 5 % v s . 3 5 . 5 % i n t h e B h f 6 ) i s s u s p i c i o u s , g i v e n t h a t t h e w h o l e s o i l c o n t a i n s a l m o s t 5 % S i c . W h i l e C D B i s n o t s e l e c t i v e f o r a l l o p h a n i c m a t e r i a l s , t h e p r e t r e a t m e n t s b e f o r e p a r t i c l e s i z e a n a l y s i s m a y h a v e r e m o v e d a m a j o r p a r t o f t h e c l a y f r a c t i o n . T o e x p l o r e t h e s e r e l a t i o n s h i p s m o r e t h o r o u g h l y , d a t a f r o m t h e f o u r V a n c o u v e r I s l a n d p r o f i l e s w e r e p o o l e d w i t h t h o s e f r o m M a r t i n ' s s t u d y , f o r m i n e r a l h o r i z o n s a n d " r o o t m a t s " a n d c h a n n e l s i n w h i c h b o t h ( A l Q - A l p ) a n d ( S i G - S i p ) e x c e e d e d 0 ( n = 1 5 6 ) . C o r r e l a t i o n s w e r e s o u g h t a m o n g f i v e v a r i -a b l e s : t o t a l C, ( A l 0 - A l p ) , ( S i 0 - S i p ) , p H ( C a C l 2 ) a n d F e ^ H i g h l y s k e w e d d i s t r i b u t i o n s w e r e e v i d e n t f o r a l l v a r i a b l e s e x c e p t F e ^ , s o b o t h r a n k ( S p e a r -m a n ' s r h o ) a n d P e a r s o n c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s w e r e o b t a i n e d ( T a b l e 1 - 5 ) . T h e s t r o n g e s t d i r e c t c o r r e l a t i o n w a s b e t w e e n ( A l 0 - A l p ) a n d ( S i 0 -S i p ) , w i t h m e a n v a l u e s f o r t h e s e v a r i a b l e s o f 1 . 0 6 % a n d 0 . 4 8 % , r e s p e c t i v e l y . T h i s s u g g e s t s t h e p r e s e n c e o f a n a l l o p h a n i c c o m p o n e n t w i t h a n A l / S i r a t i o o f 4 5 T a b l e 1 - 5 : C o r r e l a t i o n s A m o n g S e l e c t e d P r o p e r t i e s : B R e l a t e d F e a t u r e s ( n = 1 5 3 ) H o r i z o n s a n d F e d ( A 1 Q - A l p ) ( S i D - S i p ) p H C a r b o n .47 - . 2 2 - . 4 0 ( . 2 5 ) - .59 ( - . 4 1 ) F e d ( . 2 9 ) - . 3 6 ( - . 3 1 ) ( A l 0 - A l p ) .87 ( . 9 1 ) .58 ( . 4 9 ) ( S i 0 - S i p ) .60 ( . 3 8 ) S p e a r m a n ' s r h o a n d P e a r s o n ' s r ( b r a c k e t e d ) ; c o r r e l a t i o n s s i g n i f i c a n t a t 1 % l e v e l a p p r o x i m a t e l y 2 , s i m i l a r t o t h a t f o u n d i n m a n y o t h e r P o d z o l s a n d r e l a t e d s o i l s ( e . g . P a r f i t t a n d H e n m i , 1 9 8 2 ; P a r f i t t a n d S a i g u s a , 1 9 8 5 ; R u s s e l l e t  a l . . 1 9 8 1 ) . B o t h t h e A l a n d S i v a r i a b l e s w e r e d i r e c t l y c o r r e l a t e d w i t h p H , w h i c h c o n f i r m s t h e i n h i b i t i n g e f f e c t o f a c i d i t y o n f o r m a t i o n o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l s . H o w e v e r , t h e r e i s w i d e s c a t t e r i n t h e d a t a ( F i g u r e 1 - 5 ) , i n d i c a t -i n g t h a t t h e r e i s n o c l e a r p H 4 . 8 t h r e s h o l d , a s s u g g e s t e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) . C a r b o n c o n t e n t h a s s i g n i f i c a n t n e g a t i v e c o r r e l a t i o n s w i t h b o t h t h e A l a n d S i v a r i a b l e s , a l t h o u g h t h i s r e l a t i o n s h i p w a s d e t e c t e d o n l y b y r a n k c o r r e l a t i o n ( T a b l e 1 - 5 ) . M a n y s t u d i e s ( e . g . W a d a a n d H i g a s h i , 1 9 7 6 ) h a v e o b s e r v e d t h e i n h i b i t i n g e f f e c t o f o r g a n i c m a t t e r o n a l l o p h a n e f o r m a t i o n , s o t h i s r e l a t i o n s h i p i s r e a s o n a b l e . H o w e v e r , s c a t t e r d i a g r a m s ( F i g u r e 1 - 6 ) f o r t h e s e t h r e e v a r i a b l e s i n d i c a t e t h a t a l l o p h a n i c m a t e r i a l s c a n a p p a r e n t l y e x i s t i n P o d z o l i c B h o r i z o n s w i t h C c o n t e n t s o f 1 0 - 1 5 % , b u t t h e r e a p p e a r s t o b e a t h r e s h o l d l e v e l o f 1 8 - 1 9 % C a b o v e w h i c h t h e s e c o m p o n e n t s d o n o t o c c u r . F i g u r e 1-5: S c a t t e r Diagram o f A l Q - A l p v s . pH ( d a t a from M a r t i n (1986) and T a b l e s 1-3 and 1-4) 4 7 Al0-Alp . f . . • * . «,» . f y Carbon % F i g u r e 1 - 6 : S c a t t e r D i a g r a m o f A l Q - A l p v s . C a r b o n ( d a t a f r o m M a r t i n ( 1 9 8 6 ) a n d T a b l e s 1-2 a n d 1 - 4 ) D i t h i o n i t e - e x t r a c t a b l e F e i s n e g a t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h p H , w h i c h s u g g e s t s h i g h e r w e a t h e r i n g i n t e n s i t y a t l o w p H . W h i l e t h e r a n k c o r r e l a t i o n s b e t w e e n F e d a n d t h e A l a n d S i v a r i a b l e s a r e n o t s i g n i f i c a n t a t t h e 1 % l e v e l , t h e P e a r s o n c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s i n d i c a t e a s i g n i f i c a n t d i r e c t r e l a t i o n -s h i p b e t w e e n F e d a n d i n o r g a n i c f o r m s o f S i . F e d a n d C a r e a l s o d i r e c t l y c o r r e l a t e d . T h e s e p a t t e r n s s u g g e s t a n a d d i t i o n a l h y p o t h e s i s f o r f u r t h e r s t u d y -- t h a t h i g h l e v e l s o f f r e e F e m a y t i e u p s u f f i c i e n t o r g a n i c m a t t e r t h a t i t s i n h i b i t i n g e f f e c t o n a l l o p h a n e f o r m a t i o n i s p a r t i a l l y o v e r c o m e . T h e s e r e s u l t s a d d t o t h e e v i d e n c e t h a t a l l o p h a n i c m a t e r i a l s a r e o f g r e a t e r i m p o r t a n c e i n P o d z o l B h o r i z o n s t h a n p r e v i o u s l y t h o u g h t . W h i l e S i Q v a l u e s h a v e o n l y r e c e n t l y b e e n w i d e l y r e p o r t e d i n s t u d i e s o f p o d z o l i z a t i o n , t h e s t r o n g d i r e c t r e l a t i o n s h i p w i t h S i Q w i t h ( A l 0 - A l p ) d o e s a l l o w r e -e v a l u a t i o n o f o l d e r d a t a . F o r e x a m p l e , L e w i s ' ( 1 9 7 6 ) r e s u l t s s t r o n g l y s u g -g e s t t h e p r e s e n c e o f a l l o p h a n i c c o m p o n e n t s i n h i s V a n c o u v e r I s l a n d P o d z o l s . A l 0 e x c e e d e d A l p i n a l l B h o r i z o n s o f 7 o f t h e 8 p r o f i l e s s t u d i e d , b y u p t o a f a c t o r o f 1 0 ; m e a n v a l u e s ( n = 4 4 ) w e r e 3 . 4 2 % A l 0 v s . 1 . 1 2 % A l p _ S i m i l a r l y , d a t a c o m p i l e d b y C a r t e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) f o r c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a P o d z o l s s h o w e d t h a t m e a n A l Q v a l u e s a l w a y s e x c e e d e d t h o s e f o r A l p i n a l l f o u r p r o p o s e d G r e a t G r o u p s . B h o r i z o n e x t r a c t a b l e F e l e v e l s a r e n o t i c e a b l y h i g h e r i n t h e V a n c o u v e r I s l a n d p r o f i l e s , r e f l e c t i n g p a r e n t m a t e r i a l d i f f e r e n c e s r e l a t e d t o b e d r o c k t y p e , w i t h l e s s F e p r e s e n t i n t h e g l a c i a l t i l l d e r i v e d f r o m g r a n i t i c C o a s t R a n g e r o c k s . T h e B u r k e M o u n t a i n s o i l s t e n d t o h a v e s i m i l a r v a l u e s f o r a l l t h r e e F e e x t r a c t i o n s , i n d i c a t i n g a d o m i n a n c e o f o r g a n i c - c o m p l e x e d f o r m s . T h e V a n c o u v e r I s l a n d B h o r i z o n s h a v e a s u b s t a n t i a l c o n t e n t o f c r y s t a l l i n e F e , i n d i c a t e d b y t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n F e d a n d F e Q . ( T h e s e c o n t r a s t s w i l l b e e x a m i n e d i n m o r e d e t a i l i n C h a p t e r 2 i n r e l a t i o n t o p h o s p h o r u s f r a c t i o n s . ) A l t h o u g h t h e m a j o r c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s i n t h e C C - 2 a n d C C - 3 p r o f i l e s a r e m o r p h o l o g i c a l l y d i s t i n c t a n d a r e e n r i c h e d i n o r g a n i c m a t t e r , t h e p a t t e r n s f o r e x t r a c t a b l e F e a n d A l a r e l e s s c l e a r . I n p r o f i l e C C - 2 , b o t h u p p e r a n d l o w e r p o r t i o n s o f t h e c h a n n e l d i s p l a y e d t h e l o w e s t F e d c o n c e n t r a t i o n s o f a n y o f t h e m i n e r a l h o r i z o n s , w h i l e s i m u l t a n e o u s l y h a v i n g h i g h e r F e p v a l u e s t h a n t h e a d j a c e n t a n d u n d e r l y i n g h o r i z o n s ( B h f l , B h f 2 , B h f 3 ) . A l 0 a n d A l d s h o w e d a p a t t e r n s i m i l a r t o F e d j w h i l e A l p c o n c e n t r a t i o n s i n t h e c h a n n e l w e r e s i m i -l a r t o t h o s e i n t h e a d j a c e n t h o r i z o n s . T h e r e f o r e , t h e t r e n d s f o r A l p a n d F e p i n t h e u p p e r p o r t i o n o f t h i s f e a t u r e p a r a l l e l t h e C d i s t r i b u t i o n , w h i l e o t h e r f o r m s o f f r e e A l a n d F e a r e r e l a t i v e l y d e p l e t e d . I n t h e C C - 3 p r o f i l e , t h e e x t r a c t i o n d a t a d i d n o t d i f f e r g r e a t l y b e t w e e n t h e c h a n n e l a n d i t s a d j a c e n t 4 9 h o r i z o n s , w i t h t h e e x c e p t i o n o f h i g h e r A 1 Q a n d S i 0 v a l u e s i n t h e l o w e r p o r t i o n o f t h i s f e a t u r e . U n l i k e m a n y o f t h e c h a n n e l s s t u d i e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , t h e s e f e a t u r e s c o n t a i n e d s u b s t a n t i a l a m o u n t s o f w o o d y r o o t m a t e r i a l ( e s p . i n C C - 2 ) a n d m a n y l a r g e v o i d s u p t o 5 cm i n d i a m e t e r . H y d r o l o g i c s t u d i e s a t C a r n a t i o n C r e e k h a v e f o u n d t h a t l a r g e v o l u m e s o f w a t e r a r e t r a n s m i t t e d t h r o u g h t h e s e p o r o u s f e a t u r e s d u r i n g m a j o r r a i n s t o r m s ( E . H e t h e r i n g t o n , C a n a d i a n F o r e s t r y S e r v i c e , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) . W h i l e t h e s e o b s e r v a t i o n s s u p p o r t t h e r o l e o f t r e e r o o t s i n t h e f o r m a t i o n o f s u c h c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s , t w o i m p o r t a n t p o i n t s e m e r g e . F i r s t , t h e p a t h w a y s o f w a t e r m o v e m e n t i n t h e s e s o i l s m e a n t h a t s u c h f e a t u r e s m a y b e z o n e s o f e i t h e r e l u v i a t i o n o r i l l u v i a t i o n , o f F e a n d A l . S e c o n d , a n h i s t o r i c a l p e r s p e c t i v e i s i m p o r t a n t . T h e s e c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s p r e s u m a b l y e v o l v e , d e p e n d i n g o n a g e , h y d r o l o g y , s l o p e s t a b i l i t y , a n d t h e v a g a r i e s o f r o o t g r o w t h , s o t h a t t h e i r c o m p o s i t i o n c a n r a n g e f r o m o r g a n i c c o m p o n e n t s d o m i n a t e d b y r o o t r e s i d u e s t o t h o s e w i t h p r i m a r i l y a m o r p h o u s h u m i c s u b s t a n c e s , a n d f r o m d e p l e t i o n o f F e a n d A l t o s u b s t a n t i a l e n r i c h m e n t . 1 . 5 . 1 . 6 S u m m a r y T h i s s e c t i o n h a s e x a m i n e d s o m e o f t h e i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e p r o f i l e s i n r e l a t i o n t o s i m i l a r s o i l s i n B r i t i s h C o l u m b i a . N o t e w o r t h y f e a t u r e s i n c l u d e : ( 1 ) f o r e s t f l o o r s h a v i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f b o t h m o r a n d m o d e r h u m u s f o r m s , s h a r p l y d e m a r c a t e d f r o m t h e u n d e r l y i n g m i n e r a l s o i l , ( 2 ) e l u v i a l h o r i z o n s w h i c h m a y b e a b s e n t o r d i s c o n t i n u o u s , b u t w h i c h , e v e n w h e n p r e s e n t , a r e c o n s i d e r a b l y t h i n n e r t h a n t h e u n d e r l y i n g B h o r i z o n , ( 3 ) t h i c k B h o r i z o n s , o f t e n r i c h i n o r g a n i c m a t t e r w h i c h m a y b e d i s t r i b u t e d i n a n i r r e g u l a r , p a t c h y f a s h i o n , o r w i t h m a x i m u m l e v e l s j u s t a b o v e a b a s a l i m p e r m e a b l e l a y e r , o r w i t h i n c h a n n e l ^ l i k e f e a t u r e s , ( 4 ) a b u n d a n t s e s q u i o x i d e s , w i t h A l p a r t i t i o n i n g b e t w e e n o r g a n i c -c o m p l e x e d a n d a l l o p h a n i c f o r m s a p p a r e n t l y c o n t r o l l e d b y p H a n d o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t , a n d v a r i a b l e l e v e l s o f F e r e l a t e d t o p a r e n t m a t e r i a l o r i g i n , ( 5 ) v e r t i c a l o r o b l i q u e c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s , o r i g i n a t i n g f r o m l a r g e w o o d y r o o t s , w h i c h f u n c t i o n a s i m p o r t a n t " p r e f e r r e d p a t h w a y s " o f w a t e r m o v e m e n t a n d a r e e n r i c h e d i n o r g a n i c m a t t e r w i t h o r w i t h o u t c o r r e s p o n d i n g a c c u m u l a t i o n s o f F e a n d A l , a n d ( 6 ) e v i d e n c e o f h o r i z o n d i s r u p t i o n b y w i n d t h r o w a n d / o r c o l l u v i a l p r o c e s s e s . I n d i v i d u a l l y , t h e m a j o r f e a t u r e s o f t h e s e s i x p r o f i l e s c a n b e f o u n d i n p o d z o l i c s o i l s o f o t h e r r e g i o n s , b u t t a k e n t o g e t h e r , t h e y f o r m a n a s s e m b l a g e w h i c h L e w i s ( 1 9 7 6 ) w a s j u s t i f i e d i n r e c o g n i z i n g a s a d i s t i n c t i v e p o d z o l m o d e l f o r c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a . 1 . 5 . 2 M i c r o m o r p h o l o g y T h e p r e v i o u s s e c t i o n h a s e m p h a s i z e d s o m e o f t h e r e s p e c t s i n w h i c h t h e s e t y p i c a l F e r r o - H u m i c P o d z o l s o f c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a d i f f e r f r o m t h e i r " c l a s s i c a l " c o u n t e r p a r t s . T h e l a t t e r h a v e r e c e i v e d c o n s i d e r a b l e m i c r o -m o r p h o l o g i c a l s t u d y ( S e c t i o n 1 . 2 . 1 ) , e n a b l i n g a s s e s s m e n t o f t h e e x t e n t t o w h i c h t h e d i s t i n c t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e f o r m e r a r e r e f l e c t e d i n t h e i r m i c r o m o r p h o l o g y . D u r i n g t h e p r o c e s s o f d e s c r i p t i o n , e m p h a s i s w a s g i v e n t o m i c r o s t r u c t u r e , o r g a n i c c o m p o n e n t s , a n d p e d o l o g i c a l f e a t u r e s , p a r t i c u l a r l y t h o s e i n d i c a t i v e 5 1 o f b i o l o g i c a l a c t i v i t y a n d t r a n s l o c a t i o n p r o c e s s e s . T h e s e a s p e c t s w e r e t h o u g h t m o s t l i k e l y t o r e f l e c t t h e d i s t i n c t i v e p r o p e r t i e s o f t h e s e s o i l s , p a r t i c u l a r l y t h e p r o m i n e n t a c c u m u l a t i o n s o f o r g a n i c a n d a m o r p h o u s c o m p o n e n t s . No a t t e m p t w a s m a d e t o i d e n t i f y m i n e r a l a n d r o c k c o m p o n e n t s o r t h e i r a l t e r a t i o n p a t t e r n s i n d e t a i l ; t h i s w o u l d b e a m a j o r p r o j e c t i n i t s e l f , o n e w h i c h i s p e r i p h e r a l t o t h e m a i n p u r p o s e . F o u r g r o u p s w i l l b e c o n s i d e r e d : s u r f a c e o r g a n i c , e l u v i a l , B ( a n d a s s o c i a t e d f e a t u r e s ) , a n d c e m e n t e d B h o r i z o n s . F o r e a c h g r o u p , a s u m m a r y o f t h e m i c r o m o r p h o l o g i c a l p r o p e r t i e s w i l l b e g i v e n , a l o n g w i t h a n i n t e r p r e t a t i o n o f t h e i r g e n e t i c s i g n i f i c a n c e i n r e l a t i o n t o e x i s t i n g c o n c e p t s o f P o d z o l m i c r o m o r p h o l o g y . ( D e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f t h e i n d i v i d u a l t h i n s e c t i o n s a r e p r o v i d e d i n A p p e n d i x 2 . ) 1 . 5 . 2 . 1 S u r f a c e O r g a n i c H o r i z o n s A s n o t e d i n o t h e r s t u d i e s ( D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e , 1 9 8 5 ) , m i c r o f a b r i c s o f P o d z o l s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s a r e n o t u n i q u e , b u t o f t e n a r e t y p i c a l o f m o r h u m u s w h i c h c a n o c c u r i n a v a r i e t y o f f o r e s t s o i l t y p e s . T h i n s e c t i o n s o f t h e l o w e r F a n d / o r H h o r i z o n s w e r e o b t a i n e d f o r f i v e p r o f i l e s a n d s h o w e d c o n s i d e r a b l e s i m i l a r i t y i n t h e i r m i c r o f a b r i c s . T h e H / m i n e r a l s o i l b o u n d a r y w a s a b r u p t ( B a m f i e l d , C C - 1 , B u r k e M o u n t a i n 2 8 a n d 2 9 ) , w i t h l i t t l e e v i d e n c e o f i n t e r m i x i n g o f m i n e r a l a n d f o r e s t f l o o r m a t e r i a l s ( F i g u r e 1 - 7 ) . T h e d i s t i n c t i o n b e t w e e n F a n d H m a t e r i a l w a s m o r e s u b t l e , b a s e d o n c r i t e r i a d e r i v e d f r o m p u b l i s h e d m i c r o g r a p h s a n d d e s c r i p t i o n s ( B a b e l , 1 9 7 5 ; B a l , 1 9 7 0 ) : t h e a b u n d a n c e , d e g r e e o f d i s i n t e g r a t i o n , c o l o u r , a n d b i r e f r i n g e n c e o f p l a n t r e s i d u e s , a n d t h e a b u n d a n c e a n d a g e i n g o f f e c a l p e l l e t s ( a s s h o w n b y p o r o s i t y a n d c o a l e s c e n c e ) . F / H b o u n d a r i e s w e r e i n c l u d e d i n s l i d e s f r o m f o u r p r o f i l e s ( B a m f i e l d , C C - 2 , B u r k e M o u n t a i n 2 8 a n d 2 9 ) ; 52 F i g u r e 1-7: H/Ae Boundary, Burke M o u n t a i n 28 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) t h e s e t r a n s i t i o n s were u s u a l l y q u i t e d i s t i n c t , o c c u r r i n g o v e r d i s t a n c e s o f 5 mm o r l e s s . Coarse o r g a n i c r e s i d u e s were c o n s p i c u o u s l y more abundant i n the F h o r i z o n s , w i t h the b u l k o f the r e c o g n i z a b l e components c o n s i s t i n g o f r o o t s and woody m a t e r i a l ; c h a r c o a l was a l m o s t c o m p l e t e l y a b s e n t . ( L a r g e r r o o t s and c o a r s e woody m a t e r i a l were u n d e r - r e p r e s e n t e d i n t h e s e s e c t i o n s because o f the d i f f i c u l t y i n removing i n t a c t samples.) Woody t i s s u e s a r e u s u a l l y h i g h l y f r a g m e n t e d , o f t e n w i t h l i t t l e o r n o b i r e f r i n g e n c e , i n d i c a t i n g d e c o m p o s i t i o n a n d l o s s o f c e l l u l o s e . I n m a n y c a s e s , a l l t h a t r e m a i n s o f r o o t t i s s u e s i s a m e l a n i z e d o u t e r r i n g , p e r h a p s o r i g i n a t i n g a s a m y c o r r h i z a l m a n t l e ( B a b e l , 1 9 7 5 ) , e n c l o s i n g f e c a l p e l l e t s ( F i g u r e 1 - 8 ) . A t a l l s i t e s , t h e d o m i n a n t n o n -w o o d y c o m p o n e n t o f t h e f r e s h l i t t e r w a s W e s t e r n h e m l o c k f o l i a g e , b u t r e c o g n i z a b l e l a r g e r n e e d l e f r a g m e n t s a p p e a r a b s e n t f r o m t h e F h o r i z o n s . F e c a l p e l l e t s ( o r " e x c r e m e n t a l p e d o f e a t u r e s " ; B u l l o c k e t a l . ( 1 9 8 5 ) ) c o m p r i s e t h e b u l k o f a l l H h o r i z o n s a n d a r e a p p r o x i m a t e l y e q u a l i n a b u n d a n c e t o t h e c o a r s e o r g a n i c c o m p o n e n t s i n t h e F h o r i z o n s . A l t h o u g h t h e r e i s m u c h v a r i e t y i n t h e i r s i z e s a n d s h a p e s , p e r h a p s b e c a u s e o f d i s i n t e g r a t i o n a n d c o a l e s c e n c e , t h e s e f e a t u r e s f o r m t h r e e b r o a d g r o u p s . T h e f i r s t t y p e t e n d s t o o c c u r i n c l u s t e r s w i t h i n o r n e a r d e c o m p o s i n g c o a r s e o r g a n i c c o m p o n e n t s , h a s a s m o o t h s p h e r i c a l t o e l l i p t i c a l o r c y l i n -d r i c a l s h a p e , a n d u s u a l l y i s 4 0 - 7 0 ,wm a c r o s s , a l t h o u g h d i a m e t e r s r a n g e f r o m 2 0 t o m o r e t h a n 1 0 0 /wm. I n t e r n a l l y , t h e s e p e l l e t s a p p e a r d e n s e a n d a r e c o m p o s e d o f f i n e l y c o m m i n u t e d o r g a n i c m a t e r i a l o f u n c e r t a i n o r i g i n . M u c h m o r e c o m m o n a r e f e a t u r e s o f s i m i l a r s i z e ( < 5 0 / M j n ) , b u t w i t h i r r e g u l a r s h a p e s , h i g h e r p o r o s i t y a n d a g r e a t e r d e g r e e o f c o a l e s c e n c e . T h e s e f o r m t h e b u l k o f t h e H h o r i z o n s ( F i g u r e 1 - 9 ) a n d m a y b e p a r t i a l l y f u s e d w i t h f i n e r p l a n t r e s i d u e s , i n t e r m i n g l e d w i t h a b u n d a n t f u n g a l h y p h a e . T h e l a r g e s t f e c a l u n i t s a r e r e s t r i c t e d t o t h e V a n c o u v e r I s l a n d s i t e s . S i z e s r a n g e f r o m < 0 . 5 mm t o s e v e r a l mm i n d i a m e t e r , w i t h i r r e g u l a r t o r o u n d e d s h a p e s a n d c o n s i d e r a b l e v a r i a t i o n i n p o r o s i t y a n d c o m p o s i t i o n ; c o m m i n u t e d p l a n t r e s i d u e s a n d f u n g a l h y p h a e o f t e n r e c o g n i z a b l e . T h e s e f e a t u r e s a r e p a r t i c u l a r l y a b u n d a n t i n t h e C C - 2 : H h o r i z o n , p r o b a b l y c o m -p r i s i n g t h e b u l k o f t h e l a r g e r c r u m b a n d g r a n u l a r a g g r e g a t e s n o t e d i n t h e F i g u r e 1-9: C o a l e s c e d F e c a l M a t e r i a l , H H o r i z o n , Burke M o u n t a i n 28 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 3.1 mm) d e t a i l e d d e s c r i p t i o n ( A p p e n d i x 2 ) . S o me o f t h e s e l a r g e r f e a t u r e s a p p e a r t o h a v e b e e n r e w o r k e d b y s m a l l e r o r g a n i s m s w h i c h h a v e l e f t c h a n n e l s p a r t i a l l y i n f i l l e d w i t h t h e i r o w n d r o p p i n g s ( F i g u r e 1 - 1 0 ) . P r e v i o u s s t u d i e s s u g g e s t t h a t t h e f i r s t t y p e o f f e c a l p e l l e t i s p r o d u c e d b y o r i b a t i d m i t e s ( B a l , 1 9 7 5 ; R u s e k , 1 9 8 6 ) . T h e m o r e i r r e g u l a r l y s h a p e d f e a t u r e s m a y h a v e b e e n p r o d u c e d b y C o l l e m b o l a a n d / o r e n c h y t r a e i d s . D r o p p i n g s F i g u r e C r e e k 1-2 1 0 : F e c a l P e l l e t s i n P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , H H o r i z o n , C a r n a t i o n f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) 5 6 o f t h e s e t w o g r o u p s o f o r g a n i s m s m a y b e d i f f i c u l t t o d i s t i n g u i s h , a l t h o u g h t h o s e p r o d u c e d b y e n c h y t r a e i d s a r e u s u a l l y l a r g e r ( R u s e k , 1 9 8 6 ) . . T h e l a r g e s t f e c a l u n i t s a p p e a r e d q u i t e s i m i l a r t o t h o s e p r o d u c e d b y a r e c e n t l y d i s c o v e r e d e a r t h w o r m s p e c i e s o f t h e g e n u s A r c t i o s t r o t u s . i n d i g e n o u s t o V a n c o u v e r I s l a n d ( S p i e r s e t a l . . 1 9 8 6 ) . T h i s s p e c i e s o c c u r s i n a w i d e v a r i e t y o f f o r e s t e c o -s y s t e m s i n w e s t e r n V a n c o u v e r I s l a n d a n d i t s f e c a l m a t e r i a l m a y c o m p r i s e m o r e t h a n 5 0 % o f t h e a c i d i c m o r f o r e s t f l o o r s w h i c h i t i n h a b i t s . S p i e r s e x a m i n e d s e v e r a l p h o t o g r a p h s s i m i l a r t o F i g u r e 1 - 1 0 a n d c o n f i r m e d t h i s i n t e r p r e t a t i o n ; t h e s m a l l e r f e a t u r e s w e r e t e n t a t i v e l y a t t r i b u t e d t o m i t e s a n d / o r C o l l e m b o l a ( p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) . M i c r o s t r u c t u r e s i n t h e s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s w e r e m o s t o f t e n o f t h e c r u m b t y p e , w i t h a g g r e g a t e s f o r m e d o f c o a l e s c e d o r g a n i c m a t e r i a l a n d s m a l l e r f e c a l p e l l e t s . D e p e n d i n g o n t h e d e g r e e o f c o a l e s c e n c e , m i c r o s t r u c t u r e s r a n g e d f r o m i n t e r g r a i n m i c r o a g g r e g a t e , w i t h f e c a l m a t e r i a l l o o s e l y d i s t r i -b u t e d b e t w e e n c o a r s e o r g a n i c c o m p o n e n t s , t o s p o n g y , w i t h l e s s d i s t i n c t a g g r e -g a t e s o f o r g a n i c a n d f e c a l m a t e r i a l s . C / f r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s u s u a l l y c o m b i n e g e f u r i c a n d e n a u l i c , a l t h o u g h w i t h i n t h e l a r g e r , l e s s p o r o u s e a r t h w o r m e x c r e m e n t s , t h e p a t t e r n i s p o r p h y r i c . 1 . 5 . 2 . 2 A e H o r i z o n s F a b r i c s o f t h e t h r e e A e h o r i z o n s e x a m i n e d ( B a m f i e l d , B u r k e M o u n t a i n 2 8 a n d 2 9 ) a r e s i m i l a r i n t h e i r l a c k o f a g g r e g a t i o n . S a n d g r a i n s , d o m i n a n t l y q u a r t z a n d f e l d s p a r , m o s t o f t e n o c c u r i n a s p o n g y m i c r o s t r u c t u r e , l o o s e l y c o a l e s c e d w i t h s i l t y m a t e r i a l . T h e c l o s e n e s s o f p a c k i n g o f t h e c o a r s e g r a i n s a n d t h e o r g a n i z a t i o n o f t h e f i n e m a t e r i a l v a r y c o n s i d e r a b l y . A t o n e e x -t r e m e , l o o s e l y p a c k e d s a n d g r a i n s a r e i n t e r s p e r s e d w i t h r e d d i s h b r o w n , o r -g a n i c m a t t e r - r i c h u n i t s s i m i l a r t o t h e p r e s u m e d e x c r e m e n t a l f e a t u r e s i n t h e 57 o v e r l y i n g H h o r i z o n ( e . g . Burke M o u n t a i n 29; F i g u r e 1-11). ( T h i s r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n i s r e f e r r e d t o as e n a u l i c ( B u l l o c k e t a l . . 1985) o r i n t e r g r a i n m i c r o a g g r e g a t e (Murphy e t a l . . 1985). The l a t t e r term i s a l s o u s e d by B u l l o c k e t a l . t o d e s i g n a t e a m i c r o s t r u c t u r a l t y p e . ) I n the denser f a b r i c s ( F i g u r e 1-12), p o r o s i t y i s l i m i t e d t o i r r e g u l a r vughs -- v o i d s o f v a r i e d shape w h i c h a r e u n c o n n e c t e d t o o t h e r s i m i l a r - s i z e d v o i d s -- w i t h i n the s i l t y m a t e r i a l o c c u p y i n g most o f the p a c k i n g v o i d s between sand g r a i n s . F i g u r e 1-11: F e c a l M a t e r i a l O c c u r r i n g as I n t e r g r a i n M i c r o -a g g r e g a t e s , Ae H o r i z o n , Burke M o u n t a i n 29 P r o f i l e 5 8 • • y ' V- : >' » • \£-:Vi '• . T£. * \ -r * \ - ' ' 'ft-''" : J* " •. - rilfcillffi F F i g u r e 1 - 1 2 : Ae H o r i z o n , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2 . 1 mm) The t r a n s i t i o n from the Ae t o t h e B h f l was n o t as d i s t i n c t as the H/Ae boundary, b u t i n the case o f t h e B a m f i e l d p r o f i l e , o c c u r r e d o v e r a d i s t a n c e o f l e s s t h a n 1 cm. T h i s change i s marked by an i n c r e a s e d o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t , w h i c h accompanies a more g r a n u l a r o r crumb m i c r o s t r u c t u r e . Compared t o the a t t e n t i o n g i v e n t o P o d z o l i c B h o r i z o n s , t h e l i t e r a t u r e c o n t a i n s r e l a t i v e l y l i t t l e d i s c u s s i o n o f e l u v i a l h o r i z o n m i c r o f a b r i c s . The more d e n s e l y p a c k e d f a b r i c s appear s i m i l a r t o t h o s e d e s c r i b e d by Eswaran e t . 5 9 a l . ( 1 9 7 2 ) f o r m e d i u m - t e x t u r e d A 2 h o r i z o n s ; s u c h r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t -t e r n s w e r e t e r m e d " p h y r i c " . A b r i e f m i c r o m o r p h o l o g i c a l d e s c r i p t i o n o f t h e A e i n a F e r r o - H u m i c P o d z o l a t M t . S e y m o u r , B. C. ( L o r d e t a l . . 1 9 7 8 ) s u g g e s t s s i m i l a r i t i e s w i t h t h e l o o s e r m i c r o s t r u c t u r e s f o u n d i n t h i s s t u d y . ( T h e r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n w a s d e s c r i b e d a s a g g l o m e r o p l a s m i c ( B r e w e r , 1 9 7 6 ) , w h i c h i s e s s e n t i a l l y e q u i v a l e n t t o e n a u l i c . M u r p h y e t a l . ( 1 9 8 5 ) r e c o m m e n d e d r e p l a c i n g b o t h o f t h e s e t e r m s b y " i n t e r g r a i n m i c r o a g g r e g a t e " . ) I n b o t h B u r k e M o u n t a i n A e s l i d e s , o r g a n i c c o m p o n e n t s a r e d o m i n a t e d b y c h a r c o a l o c c u r r i n g a s c o a r s e g r a i n s o r f i n e p a r t i c l e s d i s s e m i n a t e d t h r o u g h a n d d a r k e n i n g t h e g r o u n d m a s s ( F i g u r e 1 - 7 ) . R o o t s , b o t h l i v i n g a n d p a r t i a l l y d e c o m p o s e d , a r e o f l e s s e r a b u n d a n c e i n t h e B u r k e M t n . A e s l i d e s , b u t o c c u p y a p p r o x i m a t e l y 5 % o f B a m f i e l d A e . A p p a r e n t e x c r e m e n t a l f e a t u r e s , a p p r o x i m a t e l y 50^^*011 i n d i a m e t e r , o c c u r i n a l l t h r e e A e h o r i z o n s . W h i l e r e s t r i c t e d t o w i t h i n a f e w mm o f t h e H h o r i z o n b o u n d a r y i n t h e B u r k e M o u n t a i n 2 8 a n d B a m f i e l d p r o f i l e s , t h e s e f e a t u r e s a r e m u c h m o r e a b u n d a n t a n d w i d e l y d i s t r i b u t e d i n t h e B u r k e M t n . 2 9 A e ( F i g u r e 1-1 1 ) . S i m p l e m e c h a n i c a l m i x i n g , f o r e x a m p l e , b y w i n d t h r o w , i s d i f f i c u l t t o a c c e p t a s t h e m e c h a n i s m r e s p o n s i b l e , f o r t h e H / A e b o u n d a r y i s s m o o t h a n d a b r u p t , w i t h l i t t l e m i n e r a l m a t e r i a l o c c u r r i n g i n t h e l o w e r p o r t i o n o f t h e H. A s i s t y p i c a l o f A e h o r i z o n s , m o s t c o a r s e g r a i n s a r e u n c o a t e d , b u t m i n o r e x c e p t i o n s o c c u r i n a l l t h r e e s l i d e s . I n t h e B u r k e M o u n t a i n 2 9 A e , a m i n o r i t y o f s i n g l e g r a i n s a n d v o i d s a r e c o a t e d d i s c o n t i n u o u s l y b y a p p a r e n t l y m o n o m o r p h i c o r g a n i c m a t e r i a l . S i m i l a r l y , t h e B a m f i e l d A e c o n t a i n s r a r e a n d d i s c o n t i n u o u s v o i d c o a t i n g s o f c o m p l e x o r g a n o - m i n e r a l m a t e r i a l , s i m i l a r t o t h o s e o c c u r r i n g m u c h m o r e a b u n d a n t l y i n t h e u n d e r l y i n g B h f l . 6 0 1 . 5 . 2 . 3 B H o r i z o n s a n d R e l a t e d F e a t u r e s T h e s e d i v e r s e h o r i z o n s a n d f a b r i c z o n e s w i l l b e e x a m i n e d i n t h r e e g r o u p s : ( 1 ) B h f h o r i z o n s ( o r m i n e r a l - r i c h f a b r i c z o n e s w i t h i n t h e s e h o r i -z o n s ) , ( 2 ) m a j o r c h a n n e l - l i k e f e a t u r e s w h i c h a r e m o r p h o l o g i c a l l y d i s t i n c t , b u t n o t g r e a t l y e n r i c h e d i n A l ( o r F e ) , a n d ( 3 ) o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n s ( " r o o t m a t s " ) a n d s i m i l a r z o n e s w i t h i n B h f h o r i z o n s . F a b r i c t y p e s v a r y c o r r e s p o n d i n g l y , f r o m t h o s e m o s t s i m i l a r t o " c l a s s i c a l " P o d z o l i c B h o r i z o n s , t o t h o s e w i t h f e w e q u i v a l e n t s i n t h e l i t e r a t u r e . A s s h o w n b y t h e d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s ( A p p e n d i x 2 ) , m i c r o s t r u c t u r e s a n d c / f r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s o f m o s t B h f h o r i z o n s a r e c o m p l e x . T h i s c o m p l e x i t y r e f l e c t s t h e c o m b i n e d a n d v a r y i n g i n f l u e n c e s o f t e x t u r e , i l l u v i a -t i o n , f a u n a l a c t i v i t y , a n d i n s i t u d e c o m p o s i t i o n o f p l a n t r e s i d u e s . T h e c l a s s i f i c a t i o n d i s c u s s e d i n S e c t i o n 1 . 2 . 1 r e c o g n i z e d f o u r m a j o r f a b r i c t y p e s , w h i c h c a n b e f u r t h e r g r o u p e d i n t o t w o b r o a d a s s o c i a t i o n s : ( 1 ) c o a t i n g -d o m i n a t e d ( t y p e s 1 a n d 2 ) a n d ( 2 ) a g g r e g a t e - d o m i n a t e d ( t y p e s 3 a n d 4 ) . W h i l e m a n y s l i d e s o r f a b r i c z o n e s e x h i b i t e d m o r e t h a n o n e d i s t i n c t f a b r i c t y p e , t h e r e w a s u s u a l l y a d o m i n a n c e o f o n e o f t h e s e f a b r i c a s s o c i a t i o n s w i t h i n t h e B h f h o r i z o n s o f a g i v e n p r o f i l e . I n a d d i t i o n , t h o u g h , s o m e c h a r a c t e r i s t i c s w e r e d i f f i c u l t t o a c c o m m o d a t e w i t h i n t h i s f r a m e w o r k . T h e m i n e r a l - r i c h z o n e s f r o m t h e B u r k e M o u n t a i n B h o r i z o n s f o r m e d a r e l a t i v e l y h o m o g e n e o u s a s s o c i a t i o n o f f a b r i c s o f t h e c o a t i n g - d o m i n a t e d g r o u p . T e x t u r e s a r e s a n d y , a n d i n t w o c a s e s ( p r o f i l e 2 8 : B h f 4 , z o n e 2; p r o f i l e 2 9 : B h f 6 , z o n e 1 ) m u c h o f t h e c o a r s e m i n e r a l c o m p o n e n t c o n s i s t s o f d u r i c h o r i z o n f r a g m e n t s ( c f . M c K e a g u e a n d P r o t z , 1 9 8 0 ) u p t o 1 c m i n d i a m e t e r ( F i g u r e 1-1 3 ) . P a c k i n g v o i d s b e t w e e n c o a r s e m i n e r a l c o m p o n e n t s a r e f i l l e d , i n v a r y i n g 6 1 F i g u r e 1-14: Amorphous O r g a n i c I n f i l l i n g s , Bhf4 (Zone 2 ) , Burke M o u n t a i n 29 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 3.1 mm) 62 d e g r e e s , w i t h y e l l o w i s h - b r o w n i s o t r o p i c f i n e o r g a n i c m a t e r i a l , m i x e d w i t h s t r o n g l y decomposed r o o t r e s i d u e s . A t one extreme, t h i s i n f i l l i n g i s a l m o s t c o m p l e t e , p r o d u c i n g a p o r p h y r i c c / f r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n , w i t h the l i m i t e d p o r o s i t y c o n s i s t i n g o f vughs and p l a n a r v o i d s w i t h i n the o r g a n i c m a t e r i a l ( F i g u r e 1-14) . Where c o a r s e m i n e r a l or r o c k g r a i n s a r e more w i d e l y s p aced ( i . e . > 2 mm), t h e s e i n f i l l i n g s r e semble the c o m b i n a t i o n o f amorphous and c o a r s e o r g a n i c m a t e r i a l f o u n d i n the c h a n n e l - l i k e zones and r o o t mat h o r i z o n s ( d e s c r i b e d b e l o w ) . As the c o m p l e t e n e s s o f the i n f i l l i n g d e c r e a s e s , the more open f a b r i c approaches a c h i t o n i c t o g e f u r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n , w i t h o r g a n i c m a t t e r c o a t i n g and b r i d g i n g between the c o a r s e g r a i n s ( F i g u r e 1-15). I n i n t e r m e d i a t e c a s e s , the p a r t i a l i n f i l l i n g s t e n d t o f o r m b r o k e n masses w i t h the i r r e g u l a r l y - s h a p e d f r a g m e n t s r a n g i n g from 50 t o 300 m i n d i a m e t e r . F i g u r e 1-15: Amorphous O r g a n i c C o a t i n g s , B h f 4 (Zone 2 ) , Burke M o u n t a i n 29 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 3.1 mm) 6 3 W h e r e t h e s i l t c o n t e n t i s h i g h e r ( B u r k e M o u n t a i n 2 8 : B h f l ) , a m o r e s p o n g y m i c r o s t r u c t u r e o c c u r s , i n t e r g r a d i n g t o c r u m b a n d g r a n u l a r . C o a t i n g s a r e s e l d o m o f p u r e i s o t r o p i c o r g a n i c m a t t e r , b u t h a v e a h i g h s i l t c o n t e n t . S e v e r a l p r o p e r t i e s o f t h e s e f a b r i c s a r e n o t e w o r t h y . F i r s t , w h i l e t h e c o m p o s i t i o n o f t h e s e i s o t r o p i c c o a t i n g s r e s e m b l e s o r g a n i c m a t e r i a l o f t h e m o n o m o r p h i c t y p e ( D e C o n i n c k e t a l . . 1 9 7 4 ) i n i t s u n i f o r m i t y a n d l a m i n a t e d s t r u c t u r e , c r a c k i n g i s o f t e n e i t h e r a b s e n t o r w e a k l y d e v e l o p e d . T h e b u l k o f t h e a m o r p h o u s o r g a n i c m a t e r i a l i n t h e m o r e c o m p l e t e l y i n f i l l e d f a b r i c s s e e m s i n t e r m e d i a t e b e t w e e n t h e m o n o m o r p h i c a n d p o l y m o r p h i c t y p e s . S e c o n d , c o a t i n g s d e v e l o p e d t o t h e e x t e n t o f f o r m i n g a l m o s t c o m p l e t e i n f i l l i n g s a r e u s u a l l y f o u n d i n c e m e n t e d P o d z o l i c B h o r i z o n s ( D e C o n i n c k a n d M c K e a g u e , 1 9 8 5 ) , y e t n o c e m e n t a t i o n w a s d e t e c t e d i n t h e f i e l d . T h i r d , d e s p i t e t h e l o c a l a b u n d a n c e o f r o o t r e s i d u e s , l i t t l e e v i d e n c e o f f a u n a l a c t i v i t y c o u l d b e f o u n d , s u c h a s c o n c e n t r a t i o n s o f f e c a l p e l l e t s w i t h i n h o l l o w d e c o m p o s e d r o o t s . F o u r t h , t h e i n c o r p o r a t i o n o f d u r i c h o r i z o n f r a g m e n t s i n t h e l o w e r B h o r i z o n s s u g g e s t s c o n s i d e r a b l e p e d o t u r b a t i o n , w h i c h i s c o n s i s t e n t w i t h t h e i r r e g u l a r a n d d i s -r u p t e d h o r i z o n b o u n d a r i e s o b s e r v e d i n t h e f i e l d . I n c o n t r a s t , B h o r i z o n f a b r i c s f r o m t h e f i n e r - t e x t u r e d B a m f i e l d p r o f i l e a r e c l e a r l y a g g r e g a t e - d o m i n a t e d . A l t h o u g h m o s t l y d e s i g n a t e d a s s p o n g y i n t h e d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s ( A p p e n d i x 2 ) , v a r i o u s i n t e r g r a d e s o f m i c r o s t r u c t u r e e x i s t . Z o n e 1 w i t h i n t h e B h f l s l i d e a n d s l i d e 2 o f t h e B h f 3 c o n t a i n a l a r g e p r o p o r t i o n o f v e r y d e n s e , d a r k b r o w n o r g a n o - m i n e r a l a g g r e g a t e s o f g r a n u l a r t o a l m o s t s u b a n g u l a r b l o c k y s h a p e , r a n g i n g u p t o a l m o s t 1 c m i n d i a m e t e r ( F i g -u r e s 1 - 1 6 a n d 1 - 1 7 ) , u s u a l l y w i t h s o m e d e g r e e o f s u r f a c e r o u n d i n g . C / f r e -l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n s w i t h i n t h e s e a g g r e g a t e s a r e p o r p h y r i c , w i t h v e r y l i t t l e p o r o s i t y . O f t e n t h e s e l a r g e r a g g r e g a t e s a p p e a r " t u n n e l l e d " b y F i g u r e 1-16: O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e , B h f l , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) c h a n n e l s a p p r o x i m a t e l y 200-300 ywm wide w h i c h a r e p a r t i a l l y i n f i l l e d by much s m a l l e r 50-100 /Am p a r t i a l l y c o a l e s c e d i r r e g u l a r a g g r e g a t e s ( F i g u r e s 1-17 and 1-18). The b a l a n c e o f t h e s e h o r i z o n s c o n s i s t s o f t h e s e same f i n e i r r e g u l a r u n i t s ( F i g u r e 1-19), c o a l e s c e d i n v a r y i n g degrees t o form a spongy m i c r o -s t r u c t u r e ( F i g u r e 1-20). Examined w i t h o u t m a g n i f i c a t i o n , t h e s e spongy a r e a s have an i n c i p i e n t h i g h e r o r d e r s t r u c t u r e i n t e r g r a d i n g from s u b a n g u l a r b l o c k y t o crumb, w i t h u n i t s up t o 1 cm i n d i a m e t e r . T h i s p a t t e r n i s p a r t i c u l a r l y 65 F i g u r e 1-17: O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f l , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) e v i d e n t i n the B h f 2 , w h i c h has a much l i g h t e r y e l l o w i s h - b r o w n c o l o u r t h a n the h o r i z o n s above and below, p a r a l l e l l i n g the o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t . These s t r u c t u r e s are q u i t e s i m i l a r t o t h o s e o b s e r v e d i n t h e Vancouver I s l a n d H h o r i z o n s i n w h i c h earthworm a c t i v i t y was a major i n f l u e n c e . U n l i k e the earthworm c a s t s s t u d i e d by S p i e r s e t a l . ( 1 9 8 6 ) , t h e s e f e a t u r e s combined m i n e r a l and o r g a n i c m a t e r i a l and r e s e m b l e d d r o p p i n g s o f earthworms w h i c h i n -h a b i t m i n e r a l s o i l h o r i z o n s ( c f . B a b e l , 1975). As i n the f o r e s t f l o o r s , € 0 F i g u r e 1 - 1 8 : O r g a n o - m i n e r a l E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f 3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) e v i d e n c e o f f a u n a l a t t a c k , a l t h o u g h t h e s e s l i d e s u n d e r - r e p r e s e n t t h e i r a b u n -d a n c e b e c a u s e o f t h e d i f f i c u l t y o f o b t a i n i n g i n t a c t s a m p l e s . T h e a p p a r e n t l y h i g h d e g r e e o f f a u n a l a c t i v i t y s e e m s t o h a v e o b s c u r e d t h e e v i d e n c e f o r i l l u v i a t i o n . A l t h o u g h i s o t r o p i c o r g a n i c m a t t e r - r i c h c o a t i n g s d i d o c c u r i n b o t h B a m f i e l d B h f 3 s l i d e s , t h e s e w e r e u s u a l l y h i g h l y f r a g m e n t e d o r d e f o r m e d . C o n t i n u o u s c o a t i n g s a r e b e s t p r e s e r v e d i n s i t e s p r o t e c t e d f r o m f a u n a l a c t i v i t y , s u c h a s f r a c t u r e s i n r o c k f r a g m e n t s . T h e s e c o a t i n g s a p p e a r e d t o b e o f t h e m o n o m o r p h i c o r g a n i c t y p e , a l t h o u g h o f t e n w i t h a l e s s 6 7 F i g u r e 1 - 1 9 : F i n e E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , B h f l , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 0 . 5 mm) d e v e l o p e d c r a c k i n g p a t t e r n t h a n a p p e a r s t y p i c a l i n t h e l i t e r a t u r e ( c f . De C o n i n c k e t a l . , 1 9 7 4 ) . A d i s t i n c t c o l o u r z o n a t i o n w a s o f t e n p r e s e n t , w i t h a m b e r t o y e l l o w i s h - b r o w n l a y e r s a d j a c e n t t o d a r k e r r e d d i s h b r o w n m a t e r i a l ( F i g u r e 1 - 2 1 ) , b u t t h e r e w a s n o i n d i c a t i o n o f o r i e n t e d c l a y . T h i s i n t e r p l a y o f f a u n a l a n d i l l u v i a l p r o c e s s e s c a n b e s e e n i n F i g u r e 1-2 2 ( B h f 3 , s l i d e 2 ) . T h e p o r o u s s t r u c t u r e , 3-5 mm a c r o s s , i s l a r g e l y o u t l i n e d b y a b r o k e n c o a t i n g 5 0 - 1 0 0 / n m t h i c k . T h e i n t e r i o r o f t h e s t r u c t u r e c o n t a i n s s m a l l r e m n a n t a r e a s w i t h t h e d e n s e , p o r p h y r i c p a t t e r n o f u n a l t e r e d e a r t h w o r m F i g u r e 1-20: Spongy M i c r o s t r u c t u r e , B h f 2 , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) c a s t s ( c f . F i g u r e s 1-16 and 1-17). However, t h i s a g g r e g a t e has been a l m o s t c o m p l e t e l y r eworked by s m a l l e r organisms t o g i v e a l o o s e l y c o a l e s c e d mass o f i r r e g u l a r , 20-80/u.m d i a m e t e r excrements. D e s p i t e t h i s i n t e n s e a c t i v i t y , the o u t e r c o a t i n g appears a l m o s t untouched. A g g r e g a t e - d o m i n a t e d f a b r i c s c o m b i n i n g v a r i o u s i n t e r g r a d e s o f g r a n u l a r , crumb, and spongy m i c r o s t r u c t u r e s were a l s o w e l l d e v e l o p e d i n the CC-2: B h f 2 s l i d e ( F i g u r e 1-23). W h i l e d i s t i n c t c o a t i n g s o f monomorphic o r g a n i c m a t t e r 6 9 F i g u r e 1 - 2 1 : D e t a i l o f A m o r p h o u s C o a t i n g , B h f 3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 0.2 mm) w e r e v i r t u a l l y a b s e n t , s o m e o f t h e g r a n u l a r a g g r e g a t e s c o u l d b e v i e w e d a s s a n d g r a i n s c o a t e d w i t h a c o m p l e x m i x t u r e o f s i l t a n d ( p o l y m o r p h i c ? ) o r g a n i c m a t e r i a l . T h e e a r t h w o r m c a s t s i n t h e B h o r i z o n s o f t h e B a m f i e l d p r o f i l e w e r e c o n s p i c u o u s b e c a u s e o f t h e i r d a r k e r a n d l e s s p o r o u s a p p e a r a n c e ; s u c h f e a t u r e s d i d n o t o c c u r i n t h i s s l i d e . B h o r i z o n f a b r i c s i n p r o f i l e C C - 1 a r e a l s o a g g r e g a t e - d o m i n a t e d , b u t w i t h s o m e s u b t l e d i f f e r e n c e s f r o m t h e B a m f i e l d p r o f i l e . T h e s u b a n g u l a r b l o c k y c o m p o n e n t o f t h e m i c r o s t r u c t u r e i s m o r e e v i d e n t , w i t h t h o s e u n i t s u s u a l l y F i g u r e 1-22: Amorphous C o a t i n g S u r r o u n d i n g C l u s t e r s o f E x c r e m e n t a l F e a t u r e s , Bhf3 ( S l i d e 2 ) , B a m f i e l d P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) h a v i n g a p o r p h y r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n and low p o r o s i t y . F a u n a l c h a n n e l l i n g and r e w o r k i n g ( c f . F i g u r e s 1-17 and 1-18) i s most e v i d e n t w i t h i n 2 cm o f t h e c o n t a c t w i t h the H h o r i z o n s . S i m i l a r p a t t e r n s c a n a l s o be found deeper i n t h e p r o f i l e ( e . g . Bhf3 h o r i z o n s ) , b u t the f i n e r u n i t s a r e more s t r o n g l y c o a l e s c e d . Crumb and g r a n u l a r m i c r o s t r u c t u r a l u n i t s o c c u r t h r o u g h -o u t t h e B h o r i z o n and i t i s d i f f i c u l t t o d e t e c t any c o n s i s t e n t t r e n d s i n t h e i r abundance, s i z e , and degree o f c o a l e s c e n c e . 7 1 F i g u r e 1-23: Spongy M i c r o s t r u c t u r e , B h f 2 , C a r n a t i o n Creek 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2 . 1 mm) W h i l e t h e l o w e r p o r t i o n o f t h e B h f 4 , i m m e d i a t e l y above t h e p a r t i a l l y cemented h o r i z o n , c o n s i s t s p r i m a r i l y o f o r g a n i c m a t t e r and w i l l be d i s c u s s e d l a t e r , t he upper p o r t i o n has more i n common w i t h t h e B h o r i z o n s above i t . Even so, i t s f a b r i c i s m a r k e d l y d i f f e r e n t ; s u b a n g u l a r b l o c k y a g g r e g a t e s a re a b s e n t , r e p l a c e d by a l o o s e r i n t e r g r a d e o f spongy, crumb, and g r a n u l a r m i c r o -s t r u c t u r e . I n a d d i t i o n , c o a t i n g s o f monomorphic o r g a n i c m a t t e r a r e much more abundant t h a n i n the o v e r l y i n g h o r i z o n s , p r o d u c i n g a p e l l i c u l a r and b r i d g e d g r a i n m i c r o s t r u c t u r e I n s a n d i e r a r e a s o f the s l i d e ( F i g u r e 1 - 2 4 ) . I s o t r o p i c 7 2 F i g u r e 1-24: Amorphous C o a t i n g s on Sand G r a i n s , B h f 4 , C a r n a t i o n Creek 1 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 0.5 mm) r o o t r e s i d u e s a r e a l s o more abundant t h a n i n the upper B h o r i z o n s , and may be i n t e r m i x e d w i t h the o r g a n i c c o a t i n g s i n a p a t t e r n s i m i l a r t o t h a t i n the Burke M o u n t a i n Bhf h o r i z o n s . The most d i s t i n c t i v e f e a t u r e o f the groundmass w i t h i n much o f t h e CC-1 B h o r i z o n i s the abundance o f r e d d i s h brown and d a r k brown, s i l t - and sand-s i z e d n o d u l e s ( F i g u r e 1-25). W h i l e l a r g e l y a b s e n t from the uppermost p o r t i o n o f the B h f l h o r i z o n , t h e s e f e a t u r e s c o m p r i s e a p p r o x i m a t e l y 20-30% o f the volume o f the u n d e r l y i n g Bhf h o r i z o n s . A l t h o u g h c l a s s i f i e d among the 7 3 F i g u r e 1-25: Reddish-Brown N o d u l a r F e a t u r e s i n Groundmass, B h f 3 C a r n a t i o n Creek 1 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) amorphous p e d o f e a t u r e s , the l a r g e r n o d u l e s e x h i b i t some b i r e f r i n g e n c e from i n c l u s i o n s o f s i l t . Where most abundant, t h e s e n o d u l e s g i v e a d i s t i n c t i v e s p e c k l e d appearance t o the groundmass. No c o n c e n t r i c o r o t h e r i n t e r n a l s t r u c t u r e c o u l d be d i s c e r n e d ; r a t h e r t h a n b e i n g n o d u l e s i n the t r u e sense, some o f t h e s e f e a t u r e s may be w e a t h e r e d g r a i n s o f i r o n - r i c h m i n e r a l s . S i m i l a r n o d u l e s o c c u r i n B h o r i z o n s o f the CC-2 and CC-3 p r o f i l e s , b u t ar e overshadowed by more p r o m i n e n t i r o n - r i c h f e a t u r e s , r a n g i n g from d i f f u s e m o t t l e s t o b r i g h t r e d d i s h brown i l l u v i a l v o i d c o a t i n g s . I n some c a s e s , t h e s e 7 4 F i g u r e 1 - 2 6 : A m o r p h o u s C o a t i n g a n d I n f i l l i n g , B h f 4 C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) i r o n a c c u m u l a t i o n s h a v e i n f i l l e d s m a l l r o o t c h a n n e l s o r a r e c o n n e c t e d w i t h r e d d i s h - b r o w n w e a t h e r i n g r i n d s o n r o c k f r a g m e n t s ( F i g u r e s 1 - 2 6 , 1 - 2 7 a n d 1-2 8 ) , e s p e c i a l l y i n C C - 2 : B h f g a n d C C - 3 : B h f 4 , B h f 5 . T h e l a m i n a t e d , m u l t i c o l o u r e d a p p e a r a n c e o f t h e s e f e a t u r e s m a y r e f l e c t a c o m p l e x c o m p o s i t i o n , w i t h v a r y i n g p r o p o r t i o n s o f F e , o r g a n i c m a t t e r , a n d o t h e r a m o r p h o u s m a t e r i a l s . A s F a r m e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) s h o w e d , i t s h o u l d n o t b e a s s u m e d t h a t s u c h c o a t i n g s h a v e a n o r g a n o - m i n e r a l c o m p o s i t i o n , s o t h e p a l e s t y e l l o w m a t e r i a l s m a y c o n t a i n a l l o p h a n i c m a t e r i a l s . ( T h e c h e m i c a l e v i d e n c e 7 5 Sara. F i g u r e 1 - 2 7 : C o m p l e x A m o r p h o u s I n f i l l i n g s , B h f g , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) f o r a l l o p h a n e i n t h e C C - 2 : B h f g i s a m b i g u o u s ; a l t h o u g h A l p e x c e e d s A l D , t h e S i 0 c o n t e n t i s 1 . 7 8 % . ) T h e s e a b u n d a n t c o a t i n g s a n d i n f i l l i n g s i n t h e C C - 2 B h f g a c c o m p a n y a t r a n s i t i o n t o l i m i t e d d e v e l o p m e n t o f a g g r e g a t i o n a n d a n a b s e n c e o f o b v i o u s f a u n a l i n f l u e n c e s . T h e c o m p l e x m i c r o s t r u c t u r e o f t h e C C - 3 : B h f 2 c o m b i n e s s u b a n g u l a r b l o c k y w i t h a s p o n g y - g r a n u l a r i n t e r g r a d e . M a n y o f t h e g r a n u l a r a n d b l o c k y u n i t s a r e d a r k b r o w n , s t r o n g l y c o n t r a s t i n g w i t h t h e s u r r o u n d i n g g r o u n d m a s s . A t t h e l o w e r e n d o f t h e i r s i z e r a n g e , a p p r o x i m a t e l y 0 . 1 mm, t h e s e u n i t s r e s e m b l e t h e 7 6 F i g u r e 1 - 2 8 : C o m p l e x A m o r p h o u s C o a t i n g s a n d A s s o c i a t e d W e a t h e r i n g R i n d ( l o w e r r i g h t ) , B h f g , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) n o d u l e s i n t h e C C - 1 B h o r i z o n s . L a r g e r a g g r e g a t e s ( F i g u r e 1 - 2 9 ) h a v e e i t h e r c o n s i d e r a b l e i n t e r n a l p o r o s i t y o r a d e n s e p o r p h y r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t -t e r n ; b o t h t y p e s r e s e m b l e t h e p r e s u m e d e a r t h w o r m c a s t s o b s e r v e d i n t h e B a m f i e l d p r o f i l e . F u r t h e r e v i d e n c e o f b i o l o g i c a l a c t i v i t y ( B u l l o c k e t a l . . 1 9 8 5 ) i s a s m a l l c r e s c e n t i c o r b o w - l i k e f a b r i c p e d o f e a t u r e i n t h e u p p e r p o r -t i o n o f t h e s l i d e ( F i g u r e 1 - 3 0 ) . ( L e s s c o n s p i c u o u s e x a m p l e s o f d a r k e r b r o w n a g g r e g a t e s i n c o r p o r a t e d w i t h i n a f i n e g r o u n d m a s s a l s o o c c u r i n t h e C C - 2 B h f 5 . F a b r i c s o f t h e d e e p e r h o r i z o n s o f C C - 2 a n d C C - 3 , b u t p a r t i c u l a r l y t h e 7 7 F i g u r e 1 - 2 9 : D e n s e , D a r k e r S u b a n g u l a r B l o c k y A g g r e g a t e s , B h f 2 C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) l a t t e r , a r e d i f f i c u l t t o a c c o m m o d a t e i n t h e f r a m e w o r k d i s c u s s e d i n S e c t i o n 1 . 2 . 1 , i n p a r t b e c a u s e t e x t u r e s a r e c o n s i d e r a b l y f i n e r t h a n t h o s e c o n s i d e r e d t y p i c a l f o r P o d z o l s . D e s p i t e t h e s e t e x t u r e s , o r i e n t e d c l a y c o a t i n g s w e r e n o t o b s e r v e d a n d t h e b i r e f r i n g e n c e f a b r i c s o f t h e g r o u n d m a s s w e r e d o m i n a n t l y u n d i f f e r e n t i a t e d . W h i l e f a b r i c s a r e a g g r e g a t e - d o m i n a t e d , t h e p e d s a r e l a r g e l y s u b a n g u l a r b l o c k y , r a n g i n g f r o m l e s s t h a n 0 . 5 t o m o r e t h a n 1 0 mm i n d i a m e t e r ( F i g u r e 1 - 3 1 ) . T h e s a n d c o n t e n t i s l o w a n d t h e n u m e r o u s d a r k b r o w n f e a t u r e s , s i m i l a r t o t h e n o d u l e s d e s c r i b e d f o r t h e C C - 1 p r o f i l e , g i v e t h e g r o u n d m a s s a 78 F i g u r e 1 - 3 0 : B o w - l i k e P e d o f e a t u r e , B h f 2 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 3 . 1 mm) s p e c k l e d a p p e a r a n c e ( F i g u r e s 1 - 3 2 a n d 1 - 3 3 ) . P r o m i n e n t ( f e r r u g i n o u s ? ) a m o r p h o u s f e a t u r e s o c c u r , e i t h e r a s v o i d c o a t i n g s o r w i t h i n t h e g r o u n d m a s s , a s l i n e a r s e g r e g a t i o n s u n r e l a t e d t o v o i d s ( F i g u r e 1 - 3 4 ) . T h e s t r o n g r e d d i s h b r o w n c o l o u r a t i o n o f r o o t r e s i d u e s s u g g e s t s t h a t t h e s e s t r u c t u r e s h a v e a c t e d a s s i t e s f o r F e d e p o s i t i o n . T h e C C - 3 B h f 6 h a s a n c o m p l e x a g g r e g a t e d m i c r o s t r u c t u r e , w i t h a n o t a b l e c o n c e n t r a t i o n o f c h a r c o a l p a r t i c l e s ( F i g u r e 1 - 3 5 ) . T h e l a t t e r m a y a c c o u n t f o r m u c h o f t h e c a r b o n c o n t e n t a n d t h e d i s t i n c t i v e l y b l a c k a p p e a r a n c e o f t h e 7 9 F i g u r e 1-31: A g g r e g a t e s , Bhf4, C a r n a t i o n Creek 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) h o r i z o n , w h i c h was i n i t i a l l y d e s i g n a t e d as Ahb i n t h e f i e l d . C o n s p i c u o u s , h i g h l y f r a g m e n t e d c o a t i n g s t e n d e d t o have d a r k e r c o l o u r s ( F i g u r e s 1-35 and 1-36) t h a n t h o s e i n t h e h o r i z o n s above, r a n g i n g t o a l m o s t b l a c k , w i t h energy d i s p e r s i v e X - r a y a n a l y s i s c o n f i r m i n g t h e p r e s e n c e o f b o t h Mn and Fe. C h e m i c a l a n a l y s i s ( S e c t i o n 1.5.1.5) s u g g e s t e d the p r e s e n c e o f b o t h o r g a n i c -complexed and a l l o p h a n i c forms o f A l i n t h i s h o r i z o n . A l t h o u g h the EDXRA spe c t r u m showed c o n s i d e r a b l e e n r i c h m e n t o f A l r e l a t i v e t o S i i n t h e f r a g m e n t e d c o a t i n g m a t e r i a l s , c ount r a t e s were t o o low t o a l l o w element 8 0 F i g u r e 1-32: Groundmass, B h f 5 , C a r n a t i o n Creek 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) mapping. That approach might c o n f i r m the p r e s e n c e o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l s b y i n d i c a t i n g a s p a t i a l a s s o c i a t i o n o f A l and S i . Three t h i n s e c t i o n s were t a k e n from the n e x t group o f f e a t u r e s . The l a r g e r o o t c h a n n e l s i n CC-2 and CC-3 e x h i b i t a g r e a t d i v e r s i t y o f f a b r i c s . I n t h e f o r m e r , the s l i d e t a k e n a t 45-51 cm i n t h e major p o r o u s c h a n n e l shows c o n s i d e r a b l e e v i d e n c e o f f a u n a l a c t i v i t y . Much o f the groundmass c o n s i s t s o f c o a l e s c e d f e c a l p e l l e t s , w h i l e the numerous c h a n n e l s a r e l a r g e l y i n f i l l e d w i t h c l u s t e r s o f s p h e r i c a l t o c y l i n d r i c a l excrements 20-150 /*un i n d i a m e t e r 8 1 F i g u r e 1 - 3 3 : D e t a i l o f G r o u n d m a s s , B h f 5 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 0.5 mm) ( F i g u r e 1 - 3 7 ) . A m o r p h o u s c o a t i n g s i n v o i d s a r e r a r e a n d m a y h a v e b e e n d e s t r o y e d b y f a u n a l r e w o r k i n g o f t h e f a b r i c . B y c o n t r a s t , t h e u p p e r s l i d e ( 7 6 - 8 6 c m d e p t h ) f r o m t h e l a r g e c h a n n e l f e a t u r e i n C C - 3 i s d o m i n a n t l y a p e d a l a n d s h o w s m u c h l e s s e v i d e n c e o f f a u n a l i n f l u e n c e . U n f r a g m e n t e d , b u t d o m i n a n t l y i s o t r o p i c r o o t r e s i d u e s h a v e b e e n p a r t i a l l y i n f i l l e d t o f o r m d a r k b r o w n f e r r u g i n o u s n o d u l e s ( s i m i l a r t o t h e f e a t u r e s h o w n i n F i g u r e 1 - 2 6 ) . D e e p e r i n t h e s a m e f e a t u r e ( 1 2 3 - 1 2 9 c m ) , t h e c o a r s e f r a g m e n t c o n t e n t i s m u c h h i g h e r ( a p p r o x i m a t e l y 5 5 % ) , w i t h t h e p a c k i n g 82 F i g u r e 1 - 3 4 : G r o u n d m a s s w i t h R o o t R e s i d u e s a n d A m o r p h o u s F e a t u r e s , B h f 5 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) v o i d s i n f i l l e d b y l a r g e l y i s o t r o p i c , p a l e y e l l o w i s h - b r o w n m a t e r i a l . T h e s e i n f i l l i n g s a r e h i g h l y f r a g m e n t e d , w i t h t h e i n d i v i d u a l u n i t s t e n t a t i v e l y d e s i g n a t e d a s g r a n u l a r ( 0 . 1 - 5 . 0 mm d i a m e t e r ) a n d s u b a n g u l a r b l o c k y ( 0 . 5 - 5 . 0 mm) a g g r e g a t e s i n t h e o r i g i n a l d e s c r i p t i o n s . H o w e v e r , c h a r c o a l f r a g m e n t s , s i l t , a n d s a n d g r a i n s a r e m u c h l e s s a b u n d a n t t h a n i n t h e g r o u n d m a s s o f t h e a d j a c e n t h o r i z o n s , s o i t m a y b e m o r e c o r r e c t t o r e c o g n i z e t h i s m a t e r i a l a s a n a m o r p h o u s p e d o f e a t u r e . N o e x c r e m e n t a l f e a t u r e s w e r e o b s e r v e d a n d c o a r s e p l a n t r e s i d u e s w e r e m u c h l e s s a b u n d a n t t h a n i n t h e p r e v i o u s s l i d e 83 F i g u r e 1-35: Bhf6 M i c r o f a b r i c , C a r n a t i o n Creek 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) a p p r o x i m a t e l y 1% v s . 5% o f the t o t a l a r e a ) . The f i n a l group t o be c o n s i d e r e d i n t h i s s e c t i o n c o n s i s t s o f the o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n s (CC-1: B h f 4 , CC-2: H2, DM-1, and DM-3), and s m a l l e r c h a n n e l - l i k e zones o f s i m i l a r c o m p o s i t i o n w i t h i n i n d i v i d u a l s l i d e s (Burke Mtn. 28: B h f 2 , B h f 4 ; 29: B h f 2 , B h f 4 , B h f 5 , B h f 6 ) . W h i l e s i m i l a r i n o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t , t h e r e i s d i v e r s i t y i n s e v e r a l o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s : c o n t e n t o f r e c o g n i z a b l e r o o t and t i s s u e r e s i d u e s , p o r o s i t y , degree o f m i c r o s t r u c t u r a l development, and e v i d e n c e f o r i l l u v i a t i o n o f o r g a n i c m a t e r i a l . 84 F i g u r e 1 - 3 6 : D e t a i l o f A m o r p h o u s F e a t u r e s , B h f 6 , C a r n a t i o n C r e e k 3 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 0 . 5 mm) A t o n e e x t r e m e , t h e C C - 2 : H 2 s h o w e d t h e l o w e s t p o r o s i t y a n d c o n t e n t o f r e c o g n i z a b l e r o o t r e s i d u e s . T h e b u l k o f t h e s l i d e c o n s i s t e d o f a r e l a t i v e l y f e a t u r e l e s s y e l l o w i s h b r o w n i s o t r o p i c o r g a n i c m a t e r i a l c o n t a i n i n g s c a t t e r e d f r a g m e n t s o f p l a n t c e l l w a l l s a n d c h a r c o a l . V i r t u a l l y a l l o f t h e v u g h s a n d c h a n n e l s w e r e c o n t i n u o u s l y c o a t e d w i t h r e d d i s h b r o w n i s o t r o p i c m a t e r i a l ( F i g u r e 1 - 3 8 ) , w i t h s o m e d e g r e e o f l a m i n a t i o n u s u a l l y v i s i b l e a t h i g h e r m a g n i f i c a t i o n ( F i g u r e 1 - 3 9 ) . T h e s e o r g a n i c c o a t i n g s r e s e m b l e d t h e m o n o m o r p h i c m a t e r i a l d e s c r i b e d b y 8 5 F i g u r e 1-37: E x c r e m e n t a l F e a t u r e s i n Upper P o r t i o n o f Root C h a n n e l , C a r n a t i o n Creek 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2.1 mm) De C o n i n c k , b u t o f t e n l a c k e d the c h a r a c t e r i s t i c c r a c k i n g p a t t e r n . S i m i l a r c o a t i n g s o c c u r , w i t h v a r y i n g abundance, i n most o f t h e o t h e r o r g a n i c m a t t e r -r i c h zones. The absence o f c r a c k i n g may r e s u l t from the a l m o s t c o n s t a n t l y m o i s t t o s a t u r a t e d c o n d i t i o n s p r e v a i l i n g i n t h e s e h o r i z o n s . I n the Burke M o u n t a i n p r o f i l e s , u n l i k e i n F i g u r e 1-38, t h e s e f e a t u r e s may be v i r t u a l l y the same y e l l o w i s h brown c o l o u r as the a d j a c e n t amorphous o r g a n i c groundmass and a r e v i s i b l e o n l y because o f t h e i r s u b t l e l a m i n a t i o n and l a c k o f c e l l u l a r d e b r i s i n c l u s i o n s ( F i g u r e 1-40). Even where most s t r o n g l y d e v e l o p e d , such 8 6 F i g u r e 1 - 3 8 : L a m i n a t e d Amorphous C o a t i n g s , H 2 , Car-n a t i o n Creek 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 2 . 1 mm) c o a t i n g s do n o t occupy more t h a n 5 % o f the a r e a , w i t h t h i c k n e s s e s seldom e x c e e d i n g 1 0 0 m. The c o l o u r d i f f e r e n c e s between c o a t i n g s o f s i m i l a r morphology i n t h e Burke M o u n t a i n and Vancouver I s l a n d s o i l s p r o b a b l y r e s u l t from the s u b s t a n t i a l l y h i g h e r i r o n c o n t e n t i n the l a t t e r s o i l s . Two o t h e r o r g a n i c m a t t e r - r i c h zones were n o t a b l e f o r t h e i r l a c k o f r e c o g n i z a b l e , u n f r a g m e n t e d r o o t r e s i d u e s . The l o w e r p o r t i o n o f t h e B h f 4 i n C C - 1 c o n t a i n e d a h i g h p r o p o r t i o n , a p p r o x i m a t e l y 5 0 % , o f h i g h l y f r a g m e n t e d c e l l u l a r m a t e r i a l and f u n g a l hyphae. As much as 1/3 o f t h i s p o r t i o n o f the 8 7 F i g u r e 1-39: D e t a i l o f L a m i n a t e d C o a t i n g s , H2 C a r n a t i o n Creek 2 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 0.5 mm) h o r i z o n c o n s i s t e d o f c o a l e s c e d 30-100/Uii u n i t s w h i c h may be o f f e c a l o r i g i n ( F i g u r e 1-41). As i n the o v e r l y i n g B h o r i z o n s i n t h i s p r o f i l e , numerous da r k brown n o d u l e s l e s s t h a n 0.25 mm i n d i a m e t e r a r e d i s t r i b u t e d t h r o u g h the groundmass. U n l i k e i n the CC2 H2 s l i d e , r e c o g n i z a b l e c o a t i n g s o f r e d d i s h brown o r g a n i c m a t t e r a r e much l e s s abundant and may o c c u r as f r a g m e n t s i n c o r -p o r a t e d i n the groundmass and u n r e l a t e d t o v o i d s . W h i l e the second f a b r i c zone o f DM-3 ( e q u i v a l e n t t o the H2 h o r i z o n i n p r o f i l e 4 o f M a r t i n (1986)) a l s o has abundant, h i g h l y f r a g m e n t e d p l a n t r e s i d u e s ( F i g u r e 1-42), f e a t u r e s ss F i g u r e 1-40: D e t a i l o f Amorphous C o a t i n g , DM-3 (Zone 1) ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 0.5 mm) o f f e c a l o r i g i n appear a b s e n t . More commonly, t h e s e o r g a n i c m a t t e r - r i c h c h a n n e l s and h o r i z o n s c o n t a i n abundant r e c o g n i z a b l e f i n e r o o t s , c o m p r i s i n g up t o 80% o r more o f t h e s o l i d components ( F i g u r e 1-43 and 1-44). These r e s i d u e s a r e s t r i k i n g l y s i m i l a r i n appearance i n a l l such s l i d e s : (1) few appear l i v i n g o r e x h i b i t b i r e f r i n g e n c e i n t h e i r t i s s u e s ; (2) many are h o l l o w , and where t h e s e r e s i d u e s a r e more t i g h t l y F i g u r e 1-41: C o a l e s c e d E x c r e m e n t a l F e a t u r e s ( r i g h t s i d e o f p h o t o g r a p h ) , Bhf4, C a r n a t i o n Creek 1 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , frame w i d t h 3.1 mm) c o a l e s c e d , a vughy f a b r i c o c c u r s , w i t h most l a r g e r p o r e s formed by t h e s e h o l l o w r o o t s ( F i g u r e 1-45); (3) the m e l a n i z e d o u t e r r i n g s o b s e r v e d on many decomposing r o o t s i n the s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s a r e u s u a l l y a b s e n t , w i t h t h e dominant c o l o u r s u s u a l l y b e i n g y e l l o w i s h t o r e d d i s h browns s i m i l a r t o the s u r r o u n d i n g amorphous o r g a n i c groundmass; (4) w h i l e o f t e n f r a g m e n t e d , t h e r e a r e seldom r e c o g n i z a b l e f e c a l p e l l e t s w i t h i n o r n e a r t h e s e r e s i d u e s ; (5) s u c c e s s i v e g e n e r a t i o n s o f r o o t s have o c c u p i e d the same s i t e s , w i t h s m a l l e r r o o t s i n t e r p e n e t r a t i n g t h e t i s s u e s o f l a r g e r r o o t s o r p a r t i a l l y i n f i l l i n g t h e i r h o l l o w c e n t r e s . D e s p i t e t h e s e s h a r e d c h a r a c t e r i s t i c s , p a r t i c u l a r l y i n the s l i d e s from the Burke M o u n t a i n p r o f i l e s , t h e r e i s much v a r i a b i l i t y i n the p o r o s i t y and 90 F i g u r e 1 - 4 2 : F r a g m e n t e d T i s s u e R e s i d u e s , DM-3 ( Z o n e 1 ) ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 0.5 mm) d e g r e e o f c o a l e s c e n c e o f t h e r e s i d u e s a n d t h e a b u n d a n c e o f o r g a n i c c o a t i n g m a t e r i a l o n t h e v o i d s a n d c o a r s e o r g a n i c c o m p o n e n t s . V o l c a n i c a s h w a s o b s e r v e d i n s e v e r a l o f t h e B u r k e M o u n t a i n B h o r i z o n s , p a r t i c u l a r l y i n t h e o r g a n i c m a t t e r - r i c h z o n e s . A l t h o u g h o f t e n o c c u r r i n g a t c o n s i d e r a b l e d e p t h i n t h e p r o f i l e s , t h i s t e p h r a o c c u r s i n r e m a r k a b l y d i s t i n c t c o n c e n t r a t i o n s , u s u a l l y i m p r e g n a t e d w i t h a m o r p h o u s o r g a n i c m a t e r i a l ( F i g u r e 1 - 4 6 ) . A t h i g h e r m a g n i f i c a t i o n , t h e i n d i v i d u a l f r a g m e n t s a p p e a r r e l a t i v e l y f r e s h , s u g g e s t i n g t h a t d e s p i t e t h e s t r o n g l y a c i d i c e n v i r o n m e n t , t h e a b u n d a n t 9 1 F i g u r e 1 - 4 3 : R o o t R e s i d u e s i n O r g a n i c M a t t e r - r i c h Z o n e , B h f 5 , B u r k e M o u n t a i n P r o f i l e 2 9 a m o r p h o u s m a t e r i a l s h a v e h a d a p r o t e c t i v e e f f e c t . M a n y o f t h e i s o t r o p i c r o o t r e s i d u e s o b s e r v e d i n t h e l o w e r h o r i z o n s o f t h e C a r n a t i o n C r e e k p r o f i l e s w e r e n o t a b l e f o r t h e i r s t r o n g r e d d i s h b r o w n c o l o u r i n g , s u g g e s t i n g F e a c c u m u l a t i o n . I n a d d i t i o n , M a r t i n ( 1 9 8 6 ) h a d f o u n d e x p e r i m e n t a l l y t h a t A l w a s s t r o n g l y r e t a i n e d b y d e c o m p o s i n g w o o d y m a t e r i a l p e r c o l a t e d w i t h s o l u t i o n s b e l i e v e d t o c o n t a i n p r o t o - i m o g o l i t e . W i t h t h e s e o b s e r v a t i o n s i n m i n d , a d u p l i c a t e p o l i s h e d s e c t i o n o f C C - 2 H 2 w a s e x a m i n e d b y S E M - E D X R A t o d e t e r m i n e i f s u c h m e t a l a c c u m u l a t i o n s c o u l d b e d e t e c t e d i n r o o t 9 2 F i g u r e 1 - 4 4 : R o o t R e s i d u e s w i t h A m o r p h o u s C o a t i n g s , DM-3 ( Z o n e 1 ) ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2.1 mm) r e s i d u e s i n o r g a n i c m a t t e r - a n d s e s q u i o x i d e - r i c h h o r i z o n s . B a c k s c a t t e r e d e l e c t r o n i m a g e s o f a 0 . 5 mm d i a m e t e r r o o t r e s i d u e i n d i c a t e d a h i g h e r a v e r a g e a t o m i c n u m b e r c o m p a r e d t o t h e f e a t u r e l e s s b a c k g r o u n d m a t e r i a l . E D X R A o f t h e r o o t i t s e l f d i s p l a y e d m a j o r p e a k s f o r A l , C a , F e , a n d s u r p r i s i n g l y , Z n ; S i w a s c o n s p i c u o u s l y m i n o r ( F i g u r e 1 - 4 7 ) . C h e m i c a l a n a l y s e s s u g g e s t t h e p r e s -e n c e o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l i n t h i s h o r i z o n , w i t h ( A l Q - A l p ) = 3 . 8 0 % a n d S i 0 «= 1 . 8 0 % . H o w e v e r , s p o t a n a l y s e s o f t h e s u r r o u n d i n g f e a t u r e l e s s m a t e r i a l p r o d u c e d s p e c t r a w i t h A l o r F e a s t h e m o s t p r o m i n e n t p e a k s , u s u a l l y f o l l o w e d F i g u r e 1 - 4 5 : C o a l e s c e d R o o t R e s i d u e s , B h f 3 , B u r k e M o u n t a i n 2 8 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) b y S i . F u r t h e r e x a m i n a t i o n w o u l d b e n e e d e d i d e n t i f y t h e l o c a t i o n s o f a l l o p h a n i c m a t e r i a l w i t h i n t h e s o i l f a b r i c , b u t t h i s e x a m p l e c l e a r l y d i f f e r s f r o m t h a t d i s c u s s e d b y F a r m e r e t a l . ( 1 9 8 5 ) , i n w h i c h a l l o p h a n e h a d a p p a r e n t -l y f o r m e d a p s e u d o m o r p h o f p l a n t t i s s u e . E D X R A o n l y p e r m i t s q u a l i t a t i v e i n t e r p r e t a t i o n s o f c h e m i c a l c o m p o s i t i o n , b u t i t s e e m s c l e a r t h a t r o o t r e s i d u e s c a n b e s i t e s o f m e t a l a c c u m u l a t i o n f r o m w h i c h S i i s l a r g e l y a b s e n t . U s i n g s i m i l a r m e t h o d s , B i s d o m a n d J o n g e r i u s ( 1 9 7 8 ) f o u n d t h a t h u m i f i e d r o o t m a t s w e r e s t r o n g l y e n r i c h e d i n A l , c o m p a r e d F i g u r e 1 - 4 7 : E n e r g y D i s p e r s i v e X - r a y S p e c t r u m o f R o o t R e s i d u e s , H 2 , C a r n a t i o n C r e e k 2 P r o f i l e 9 5 t o t h e r e s t o f t h e i n d u r a t e d P o d z o l B h o r i z o n i n w h i c h t h e y o c c u r r e d . I n c o n t r a s t , r o o t r e s i d u e s i n t h e A 2 s h o w e d n o s u c h e n r i c h m e n t . I n t h e B h o r i -z o n o f a s u b t r o p i c a l P o d z o l , B r e w e r a n d T h o m p s o n ( 1 9 8 0 ) f o u n d a h i g h c o n c e n -t r a t i o n s o f A l ( u p t o 2 6 % AI2O3) a n d F e , w i t h l i t t l e a s s o c i a t e d S i , i n d e c o m p o s e d p l a n t r e s i d u e s . F o r c o m p a r i s o n , o n l y t w o b r i e f m i c r o m o r p h o l o g i c a l d e s c r i p t i o n s o f r o o t m a t s c o u l d b e f o u n d i n t h e P o d z o l l i t e r a t u r e . D e C o n i n c k a n d R i g h i ( 1 9 8 3 ) i n v e s t i g a t e d t h e g e n e s i s o f a p l a c i c h o r i z o n a n d n o t e d t h e p r e s e n c e o f a r o o t m a t ( o f u n s p e c i f i e d t h i c k n e s s ) i m m e d i a t e l y a b o v e i t ; w e l l - d e v e l o p e d a g g r e -g a t i o n a n d r o o t a n d f u n g a l r e m a i n s w e r e e v i d e n t . ( A c o m p a n i o n s t u d y b y R i g h i e t a l . ( 1 9 8 2 ) a p p a r e n t l y v i e w e d t h e r o o t m a t a s a t r a n s i e n t f e a t u r e w h i c h i s e v e n t u a l l y r e p l a c e d b y a B h h o r i z o n c o n t a i n i n g a g g r e g a t e s o f p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r . ) B a r r a t t ( 1 9 6 5 ) d e s c r i b e d t h e m i c r o m o r p h o l o g y o f a O n e T r e e P o i n t l o a m y s a n d P o d z o l p r o f i l e ( c f . C h i l d s e t a l . . 1 9 8 3 ) i n w h i c h a r o o t m a t o c c u r r e d a b o v e a t h i n i r o n p a n a t 4 5 cm d e p t h . F i n e l i v i n g r o o t s w e r e m i x e d w i t h f u n g a l h y p h a e , d e c o m p o s i n g p l a n t f r a g m e n t s a n d c r u m b - l i k e a g g r e g a t e s o f p r o b a b l e f e c a l o r i g i n . B o t h o f t h e s e e x a m p l e s o f r o o t m a t s h a v e f o r m e d a t s h a l l o w e r d e p t h s t h a n t h e f e a t u r e s s t u d i e d b y M a r t i n ( 1 9 8 6 ) , s o t h e a p p a r e n t -l y g r e a t e r e x t e n t o f f a u n a l a c t i v i t y i s r e a s o n a b l e . 1 . 5 . 2 . 4 C e m e n t e d H o r i z o n s O n l y o n e c e m e n t e d h o r i z o n w a s s e c t i o n e d , t h e m o d e r a t e l y c e m e n t e d B f c j f r o m p r o f i l e C C - 1 . T h i s s e c t i o n i s d i s t i n c t i v e f o r t w o r e a s o n s : t h e l o w e r b o u n d a r y o f a b a s a l o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n c a n b e o b s e r v e d , a n d l a m i -n a t e d s i l t y i n f i l l i n g s p r o v i d e t h e c l e a r e s t e x a m p l e o f p a r t i c l e t r a n s l o c a t i o n f o u n d i n a n y o f t h e s e p r o f i l e s . T h e c o n t a c t b e t w e e n t h e o r g a n i c - r i c h z o n e a n d t h e c e m e n t e d h o r i z o n i s 9 6 F i g u r e 1 - 4 8 : L a m i n a t e d S i l t y I n f i l l i n g s , B f c j , C a r -n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) v e r y a b r u p t . A l t h o u g h a c o n t i n u o u s p l a n a r v o i d m a r k s t h e b o u n d a r y , t h i s i s l i k e l y a r e s u l t o f s h r i n k a g e d u r i n g s a m p l e p r e p a r a t i o n . F e w m i n e r a l p a r t i c l e s h a v e b e e n i n c o r p o r a t e d i n t h e o v e r l y i n g o r g a n i c - r i c h z o n e a n d t h e r e h a s b e e n a s i m i l a r l y l i m i t e d p e n e t r a t i o n o f o r g a n i c m a t e r i a l i n t o t h e B f c j . V i r t u a l l y a l l o f t h e p a c k i n g v o i d s b e t w e e n t h e r o c k f r a g m e n t s i n t h i s h o r i z o n a r e o c c u p i e d b y s i l t y i n f i l l i n g s . T h i s m a t e r i a l a p p e a r s u n i f o r m i n t e x t u r e a n d c l e a r l y l a m i n a t e d ( F i g u r e 1 - 4 8 ) , w h i c h s t r o n g l y s u g g e s t s a n i l l u v i a l o r i g i n , p r e s u m a b l y i n a n e a r l i e r s t a g e o f p e d o g e n e s i s . 97 F i g u r e 1 - 4 9 : A m o r p h o u s F e - r i c h V o i d C o a t i n g s i n S i l t y I n f i l l i n g s , B f c j , C a r n a t i o n C r e e k 1 P r o f i l e ( p l a n e l i g h t , f r a m e w i d t h 2 . 1 mm) T h e l i m i t e d p o r o s i t y w i t h i n t h i s c e m e n t e d s i l t y m a t e r i a l c o n s i s t s o f v u g h s a n d c h a n n e l s w h i c h t h e m s e l v e s a r e p a r t i a l l y i n f i l l e d b y d e c o m p o s e d f i n e r o o t s a n d c o a t i n g s o f a m o r p h o u s m a t e r i a l . T h e l a t t e r r a n g e f r o m y e l l o w i s h b r o w n t o r e d d i s h b r o w n , w i t h t h e d a r k e r c o l o u r s o c c u r i n g i n t h e i n f i l l i n g s c l o s e r t o t h e u p p e r b o u n d a r y o f t h e h o r i z o n ( F i g u r e 1 - 4 9 ) . C h e m i c a l e x t r a c t i o n d a t a ( S e c t i o n 1 . 5 . 1 . 5 ) i n d i c a t e d t h a t a l l o p h a n i c m a t e r i a l s m i g h t e x i s t i n t h i s h o r i z o n , s o a d u p l i c a t e p o l i s h e d s l i d e w a s e x a m i n e d b y E D X R A t o o b t a i n q u a l i t a t i v e c h e m i c a l i n f o r m a t i o n . S p e c t r a o f 9 8 a m o r p h o u s c o a t i n g s s i m i l a r t o t h o s e i n F i g u r e 1 - 4 9 h a d F e a s t h e m o s t p r o m i -n e n t p e a k s . H o w e v e r , c o u n t r a t e s w e r e l o w a n d t h e b a c k s c a t t e r e d e l e c t r o n i m a g e s i n d i c a t e d a l o w a v e r a g e a t o m i c n u m b e r . T h i s s u g g e s t s t h a t t h e s e c o a t -i n g s w e r e p r e d o m i n a n t l y o r g a n i c , b u t w i t h s o m e e n r i c h m e n t o f F e . A l l o p h a n i c m a t e r i a l m a y i n s t e a d o c c u r a s t h e c e m e n t i n g a g e n t o f t h e s i l t y i n f i l l i n g s . T h e s e o b s e r v a t i o n s a r e c o n s i s t e n t w i t h o t h e r d e s c r i p t i o n s o f s i m i l a r c e m e n t e d h o r i z o n s . M c K e a g u e ( 1 9 8 1 ) n o t e d t h e p e n e t r a t i o n o f o r g a n i c m a t t e r a s h o r t d i s t a n c e i n t o t h e u p p e r p o r t i o n o f a d u r i c h o r i z o n d e v e l o p e d b e n e a t h a " r o o t m a t " h o r i z o n . T h e s i l t y i n f i l l i n g s i n t h e C C - 1 B f c j m a y s i m p l y b e a m o r e d e v e l o p e d v e r s i o n o f t h e s i l t c a p m a t r a n s a n d s i l t y i n f i l l i n g s o b s e r v e d i n d u r i c h o r i z o n s b y M c K e a g u e a n d P r o t z ( 1 9 8 0 ) . 1.6 S u m m a r y a n d C o n c l u s i o n s ( 1 ) T h e m o r p h o l o g i c a l a n d o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s e p r o f i l e s a r e s i m i l a r t o t h o s e d o c u m e n t e d i n p r e v i o u s s t u d i e s o f F e r r o - H u m i c P o d z o l s i n c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a . I n p a r t i c u l a r , t h e h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f o r g a n i c m a t t e r a n d a m o r p h o u s m a t e r i a l , t h e o f t e n w e a k o r d i s r u p t e d e x p r e s s i o n o f h o r i z o n b o u n d a r i e s , a n d t h e m i n i m a l d e v e l o p m e n t o f e l u v i a l h o r i z o n s , a r e d i s t i n c t i v e f e a t u r e s o f t h i s r e g i o n a l g r o u p o f s o i l s . A s i n t h e s o i l s s t u d i e d b y L e w i s ( 1 9 7 6 ) , t h e r e i s a m p l e e v i d e n c e f o r t h e e f f e c t s o f " a n t i -h o r i z o n a t i o n " p r o c e s s e s : s l o p e i n s t a b i l i t y a n d w i n d t h r o w . ( 2 ) A l t h o u g h h o r i z o n a t i o n m a y b e p o o r l y e x p r e s s e d , p r o m i n e n t v e r t i c a l a n d o b l i q u e c h a n n e l - l i k e z o n e s e x i s t i n a w i d e r a n g e o f s i z e s a n d c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s . M a r t i n ' s p r e v i o u s s t u d y o f s u c h c h a n n e l s a n d r e l a t e d b a s a l " r o o t m a t " h o r i z o n s , e m p h a s i z e d t h e l a r g e a c c u m u l a t i o n s o f A l a n d o r g a n i c m a t t e r i n t h e s e f e a t u r e s . H o w e v e r , s t u d i e s i n p r o g r e s s i n t h e C a r n a t i o n 99 C r e e k w a t e r s h e d h a v e r e c o g n i z e d a w i d e v a r i e t y o f r o o t c h a n n e l t y p e s , r a n g i n g f r o m h o l l o w , p i p e - l i k e b a r k - l i n e d s t r u c t u r e s , t o l e s s p o r o u s f e a t u r e s i n -f i l l e d w i t h m i n e r a l a n d / o r o r g a n i c m a t e r i a l a n d d e c o m p o s e d o r l i v i n g r o o t s ( G . A u b e r t i n , S o u t h e r n I l l i n o i s U n i v e r s i t y , u n p u b l i s h e d r e p o r t ) . S u c h c h a n -n e l s a p p e a r t o c o n d u c t m u c h o f t h e w a t e r m o v i n g t h r o u g h t h e s e f o r e s t s o i l s , s o i t i s i m p o r t a n t t o r e a l i z e t h a t t h e p e d o g e n i c r o l e o f t h e s e f e a t u r e s m a y b e e l u v i a l , a s w e l l a s i l l u v i a l . C h e m i c a l a n a l y s i s i n d i c a t e d t h a t a m a j o r c h a n n e l i n o n e o f t h e p r o f i l e s w a s d e p l e t e d o f s o m e f o r m s o f A l a n d F e , c o m p a r e d t o a d j a c e n t m i n e r a l s o i l . T h e s e p r e l i m i n a r y s t u d i e s o f t h e c h e m i c a l a n d h y d r o l o g i c p r o p e r t i e s o f s u c h f e a t u r e s n e e d t o b e m o r e c l o s e l y i n t e g r a t e d . W h i l e r e c e n t w o r k a t t h e C a r n a t i o n C r e e k w a t e r s h e d h a s e m p h a s i z e d t h e p a t h w a y s a n d r a t e s o f w a t e r m o v e m e n t t h r o u g h t h e s e c h a n n e l s , l i t t l e i s k n o w n o f t h e i r r o l e i n r e d i s t r i -b u t i n g d i s s o l v e d a n d p a r t i c u l a t e m a t e r i a l s i n t h e s e s o i l l a n d s c a p e s . A n o b v i o u s s t a r t i n g p o i n t i s t o c o m p a r e t h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f s o i l s o l u -t i o n s i n t h e s o i l m a t r i x w i t h w a t e r s a m p l e d f r o m t h e c h a n n e l f e a t u r e s . T h e e v i d e n c e o f p i p i n g a n d r a p i d o f w a t e r m o v e m e n t i n t h e s e s o i l s m a y i n d i c a t e t h a t t h e p o t e n t i a l r o l e o f p a r t i c l e t r a n s l o c a t i o n h a s b e e n u n d e r e s t i m a t e d . ( 3 ) M i c r o m o r p h o l o g i c a l o b s e r v a t i o n s o f e l u v i a l a n d s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s w e r e s i m i l a r t o t h o s e r e p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e . H o w e v e r , f a b r i c s o b s e r v e d i n P o d z o l i c B h o r i z o n s a n d r e l a t e d f e a t u r e s d i d n o t c o m p l e t e l y f i t e x i s t i n g c o n c e p t s . I n p a r t i c u l a r , w h i l e t h e t h i c k a n d c o n t i n u o u s c o a t i n g s o f o r g a n i c m a t e r i a l a r e o f t e n d e v e l o p e d t o t h e e x t e n t o f f o r m i n g c o m p l e t e i n -f i l l i n g s o f p a c k i n g v o i d s , c e m e n t a t i o n w a s n o t d e t e c t e d . W h i l e a p o r t i o n o f t h e s e f e a t u r e s r e s e m b l e s t h e m o n o m o r p h i c t y p e o f o r g a n i c m a t t e r ( D e C o n i n c k e t a l . . 1 9 7 4 ) , t h e d e g r e e o f c r a c k i n g w a s m u c h l e s s t h a n t h a t d e s c r i b e d i n 1 0 0 t h e l i t e r a t u r e . U s u a l l y , t h e b u l k o f t h e s e c o a t i n g s a n d i n f i l l i n g s c o n s i s t s o f a h i g h p r o p o r t i o n o f d e c o m p o s e d , b u t r e c o g n i z a b l e p l a n t t i s s u e d e t r i t u s . A l t h o u g h t h e c o n c e p t s o f m o n o - a n d p o l y m o r p h i c o r g a n i c m a t t e r h a v e b e c o m e w e l l - e s t a b l i s h e d , c r i t e r i a f o r t h e i r r e c o g n i t i o n n e e d t o b e m o r e e x p l i c i t . A l t e r n a t i v e l y , t h e a m o r p h o u s o r g a n i c c o a t i n g s i n t h e s e B h o r i z o n s m a y s i m p l y c o m p r i s e a n i n t e r m e d i a t e t y p e . W h i l e c o n t r o v e r s y s t i l l e x i s t s a s t o t h e o r i g i n o f p e l l e t y , a g g r e g a t e d f a b r i c s i n P o d z o l i c B h o r i z o n s , t h e o b s e r v a t i o n s i n t h i s s t u d y t e n d t o s u p p o r t t h e r o l e o f s o i l f a u n a . I n a d d i t i o n t o c o n f i r m i n g t h e i n f l u e n c e o f e a r t h w o r m s o n s u r f a c e o r g a n i c h o r i z o n s , a s s u g g e s t e d b y t h e r e c e n t w o r k o f S p i e r s e t a l . ( 1 9 8 6 ) , s t r u c t u r e s r e s e m b l i n g e a r t h w o r m c a s t s w e r e o b s e r v e d d e e p e r i n t h e s e p r o f i l e s . F a b r i c s o f t h e f i n e r t e x t u r e d ( c l a y l o a m , c l a y ) B h f h o r i z o n s h a d c o m p l e x m i c r o s t r u c t u r e s w h i c h m o s t c l o s e l y r e s e m b l e d t h e s u b a n g u l a r b l o c k y t y p e ; i n t e r n a l l y , t h e s e s t r u c t u r a l u n i t s e x h i b i t e d a p o r p h y r i c r e l a t e d d i s t r i b u t i o n p a t t e r n . S u c h f a b r i c s a r e u n u s u a l f o r P o d z o l s , w h i c h u s u a l l y f o r m i n c o a r s e r p a r e n t m a t e r i a l s . ( 4 ) F a b r i c s o f t h e r o o t c h a n n e l s a n d r e l a t e d o r g a n i c m a t t e r - r i c h h o r i z o n s s h o w m u c h d i v e r s i t y , r a n g i n g f r o m d e n s e a c c u m u l a t i o n s o f o r g a n i c m a t e r i a l d e v o i d o f r e c o g n i z a b l e t i s s u e r e m a i n s , t o l o o s e l y p a c k e d , s p o n g y m a s s e s o f p a r t i a l l y h u m i f i e d f i n e r o o t s . C o a t i n g s a n d i n f i l l i n g s o f a p -p a r e n t l y m o n o m o r p h i c o r g a n i c m a t e r i a l o c c u r i n v a r y i n g p r o p o r t i o n s . I n g e n e r a l , l i v i n g r o o t s a r e m u c h l e s s a b u n d a n t t h a n i n s u r f a c e o r g a n i c h o r i -z o n s , a s i s , w i t h s o m e e x c e p t i o n s , e v i d e n c e o f f a u n a l a c t i v i t y . T h e s e o b s e r v a t i o n s s u p p o r t M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) v i e w t h a t t h e o r g a n i c m a t t e r i n t h e s e f e a t u r e s i s c o n t r i b u t e d b y b o t h i n s i t u r o o t d e c o m p o s i t i o n a n d i l l u v i a t i o n . 1 0 1 T h e i n f l u e n c e o f s o i l f a u n a a p p e a r s t o b e l i m i t e d , a l t h o u g h i n o n e e x c e p t i o n , t h e b u l k o f t h e f a b r i c c o n s i s t s o f e x c r e m e n t a l m a t e r i a l s . T h e s m a l l ( < 2 cm d i a m e t e r ) b u t d i s t i n c t z o n e s o f s u c h m a t e r i a l o b s e r v e d i n t h i n s e c t i o n s a r e t o o s m a l l t o b e s a m p l e d s e p a r a t e l y i n c o n v e n t i o n a l p e d o l o g i c a l s t u d i e s . H o w e v e r , t h i s i s a d d i t i o n a l e v i d e n c e o f t h e e x t r e m e l y p a t c h y d i s t r i b u t i o n o f o r g a n i c m a t t e r i n t h e s e s o i l s . T h i s p a t t e r n m a y h a v e i m p l i c a t i o n s f o r s o i l m i c r o b i a l p r o c e s s e s , w i t h d i s t i n c t i v e m i c r o h a b i t a t s a v a i l a b l e w h i c h m i g h t n o t o t h e r w i s e e x i s t i f o r g a n i c m a t t e r w a s d i s t r i b u t e d m o r e h o m o g e n e o u s l y . W h i l e m i c r o b i a l d i s t r i b u t i o n w i t h i n s o i l a g g r e g a t e s ( e . g . K i l b e r t u s , 1 9 8 0 ) a n d t h e r h i z o s p h e r e h a v e b e e n s t u d i e d , t h e s a m e a p p r o a c h h a s n o t b e e n a p p l i e d t o s u c h i l l u v i a l / i n s i t u o r g a n i c a c c u m u l a t i o n s . ( 5 ) T h e d i v e r s e c h a r a c t e r i s t i c s o f r o o t m a t s , r o o t c h a n n e l s a n d o t h e r b a s a l o r g a n i c m a t t e r a c c u m u l a t i o n s a r e d i f f i c u l t t o e x p l a i n b y a s i n g l e p r o c e s s . I t i s m o r e l i k e l y t h a t t h i s r a n g e o f c h a r a c t e r i s t i c s r e f l e c t s d i f f e r e n t p o i n t s o n a d e v e l o p m e n t a l p a t h w a y . F o r e x a m p l e , o n e h y p o t h e s i s m i g h t b e t h a t f e a t u r e s c o m p o s e d o f h i g h l y h u m i f i e d o r g a n i c m a t e r i a l s a n d f e w l i v i n g r o o t s a r e e s s e n t i a l l y r e l i c t . C o n v e r s e l y , a h i g h e r p r o p o r t i o n o f l i v i n g o r r e c e n t l y l i v i n g r o o t s , a l o n g w i t h f e c a l m a t e r i a l s , m a y i n d i c a t e a y o u n g e r o r m o r e a c t i v e f e a t u r e . R a d i o c a r b o n d a t i n g h a s d e m o n s t r a t e d d i f f e r -e n c e s i n c a r b o n t u r n o v e r r a t e s b e t w e e n P o d z o l i c B h o r i z o n s w i t h c o n t r a s t i n g m i c r o f a b r i c s ( R i g h i a n d G u i l l e t , 1 9 7 6 ) , s o t h a t t e c h n i q u e m a y b e u s e f u l i n u n d e r s t a n d i n g t h e d y n a m i c s o f o r g a n i c m a t t e r i n t h e s e s o i l s . ( 6 ) D i s t r i b u t i o n p a t t e r n s o f e x t r a c t a b l e F e , A l , a n d S i s u g g e s t d i f f e r -e n c e s b e t w e e n t h e t w o s t u d y a r e a s , w i t h h i g h e r F e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e V a n -c o u v e r I s l a n d s o i l s . R e - e x a m i n a t i o n o f M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) d a t a , a l o n g w i t h t h a t f r o m t h e p r e s e n t s t u d y , c o n f i r m t h e a p p a r e n t c o n t r o l o f a l l o p h a n e o c c u r r e n c e 1 0 2 b y p H a n d o r g a n i c m a t t e r . N e v e r t h e l e s s , a l l o p h a n i c m a t e r i a l s m a y o c c u r i n h o r i z o n s w i t h c a r b o n c o n c e n t r a t i o n s i n e x c e s s o f 1 5 % . A d d i t i o n a l m i c r o s c o p i c s t u d y w i l l b e n e e d e d t o d e t e r m i n e t h e d i s t r i b u t i o n o f t h e s e m a t e r i a l s w i t h i n t h e s o i l f a b r i c . T h e a p p a r e n t d i r e c t c o r r e l a t i o n b e t w e e n f r e e F e l e v e l s a n d a l l o p h a n i c A l c o m p o n e n t s m a y i n d i c a t e t h a t h i g h F e c o n c e n t r a t i o n s p r o m o t e a l l o p h a n e f o r m a -t i o n , p e r h a p s b y t y i n g u p o r g a n i c m a t t e r w h i c h w o u l d o t h e r w i s e c o m p l e x A l . I n a n y c a s e , t h e s t r o n g e x p r e s s i o n o f P o d z o l i c c h a r a c t e r i s t i c s i n s o i l s w i t h h i g h f r e e F e l e v e l s ( a n d f i n e t e x t u r e s ) j u s t i f i e s a r e - a p p r a i s a l o f t h e i r o n a n d c l a y c o n c e n t r a t i o n s p r o p o s e d a s l i m i t i n g f o r p o d z o l i z a t i o n b y D u c h a u f o u r a n d S o u c h i e r ( 1 9 7 8 ) . ( 7 ) M a r t i n ' s ( 1 9 8 6 ) e x p e r i m e n t a l w o r k d e m o n s t r a t e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f h u m i f i e d w o o d y m a t e r i a l a s a s c a v e n g e r o f A l f r o m s o l u t i o n s b e l i e v e d t o c o n -t a i n p r o t o - i m o g o l i t e . E n e r g y d i s p e r s i v e X - r a y a n a l y s i s c o n f i r m e d t h i s r o l e o f p l a n t r e s i d u e s a s s i t e s o f A l ( a n d F e ) d e p o s i t i o n . T h e h i g h f r e e A l c o n c e n t r a t i o n s o f u p t o 1 0 % m a y h a v e a r o l e i n s t a b i l i z i n g t h e r e m a r k a b l e o r g a n i c m a t t e r l e v e l s i n t h e s e s o i l s . S t u d i e s o f o t h e r a c i d i c , h u m u s - r i c h s o i l s a n d t h e i r m i n e r a l c o m p o n e n t s s u g g e s t t h a t a c t i v e A l s u p p r e s s e s o r g a n i c m a t t e r m i n e r a l i z a t i o n ( e . g . M u t a t k a r a n d P r i t c h e t t , 1 9 6 6 ; B o u d o t e t a l . . 1 9 8 6 ) . H e n c e , a r o l e f o r o r g a n i c m a t e r i a l s i n t h e i l l u v i a t i o n o f A l i s n o t n e c e s s a r i l y i m p l i e d b y t h e j o i n t a c c u m u l a t i o n o f C a n d A l i n t h e s e f e a t u r e s . 1 0 3 C H A P T E R 2 P H O S P H O R U S F R A C T I O N S A N D R E L A T I O N S H I P S 2 . 1 I n t r o d u c t i o n a n d O b j e c t i v e s A m o n g t h e m a c r o n u t r i e n t s , p h o s p h o r u s i s d i s t i n c t i v e i n h a v i n g v i r t u a l l y n o a t m o s p h e r i c c o m p o n e n t i n i t s b i o g e o c h e m i c a l c y c l e ( E m s l e y , 1 9 8 2 ) . W i t h o u t a d d i t i o n s b y s e d i m e n t a t i o n o r v o l c a n i s m , t h e p h o s p h o r u s c a p i t a l o f a s o i l i s l i m i t e d t o t h a t i n i t s p a r e n t m a t e r i a l . T h i s c a p i t a l m a y b e t r a n s f o r m e d o r l o s t , b u t i t i s n o t r e n e w e d . U l t i m a t e l y , t h e o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t o f t h e s o i l m a y b e g o v e r n e d b y t h i s i n i t i a l P c o n t e n t ( W a l k e r a n d A d a m s , 1 9 5 8 ) . D u r i n g s o i l g e n e s i s , p r i m a r y p h o s p h a t e s a r e r e d i s t r i b u t e d i n t o a s u i t e o f o r g a n i c a n d i n o r g a n i c f o r m s ; t h e i r p r o p o r t i o n s a r e r e l a t e d t o d e g r e e o f s o i l d e v e l o p m e n t a n d s o i l g e n e t i c t y p e ( F i g u r e 2 - 1 ) . U n d e r s t a n d i n g o f t h e s e r e l a t i o n s h i p s h a s i m p r o v e d w i t h r e f i n e m e n t o f c h e m i c a l f r a c t i o n a t i o n m e t h o d s f o r s o i l P. H o w e v e r , u n d e r s t a n d i n g o f t h e f u n c t i o n a l s i g n i f i c a n c e o f t h e s e f r a c t i o n s i n s o i l P d y n a m i c s i s m u c h l e s s d e v e l o p e d . P h o s p h o r u s t r a n s f o r m a t i o n s i n P o d z o l i c s o i l s h a v e r e c e i v e d l e s s a t t e n t i o n t h a n t h o s e i n m a n y o t h e r g e n e t i c s o i l t y p e s , p r o b a b l y b e c a u s e o f t h e i r l i m i t e d a g r i c u l t u r a l i m p o r t a n c e . N u t r i e n t c y c l i n g a n d s o i l f e r t i l i t y i n f o r -e s t s h a v e b e e n e m p h a s i z e d , o f t e n u s i n g m e t h o d s a d a p t e d f r o m a g r i c u l t u r a l s o i l t e s t i n g o f a v a i l a b l e P. T h e i m p o r t a n c e o f t h e f o r e s t f l o o r i n t h e f o r e s t P c y c l e h a s b e e n s t r e s s e d , w h i l e t h e p o s s i b l e r o l e o f o r g a n i c P i n t h e m i n e r a l s o i l h a s b e e n l a r g e l y i g n o r e d . T h e r e h a s b e e n l i t t l e i n t e g r a t i o n o f t h i s w o r k w i t h t h e p e d o g e n i c v i e w o f P t r a n s f o r m a t i o n s , w h i c h h a s e m p h a s i z e d t h e m i n e r a l s o i l . R e c e n t l y , S m e c k ( 1 9 8 5 ) p r o p o s e d a n i d e a l i z e d m o d e l o f v a r i a t i o n s i n P 1 0 4 Time F i g u r e 2 - 1 : T r a n s f o r m a t i o n s o f P h o s p h o r u s F r a c t i o n s D u r i n g S o i l D e v e l o p m e n t ( a f t e r : S m e c k , 1 9 8 5 ) Entisol Inceptisol Aridisol Vertisol Mollisol Alfisol Spodosol Ultisol Oxiso) Relative Content of P Forms F i g u r e 2 - 2 : D i s t r i b u t i o n o f P h o s p h o r u s F r a c t i o n s i n M i n e r a l S o i l O r d e r s o f S o i l T a x o n o m y ( a f t e r : S m e c k , 1 9 8 5 ) 1 0 5 f o r m s a m o n g t h e m i n e r a l s o i l o r d e r s o f S o i l T a x o n o m y , i n c l u d i n g S p o d o s o l s ( P o d z o l s ) ( F i g u r e 2 - 2 ) . T h i s i s a u s e f u l b e g i n n i n g , b u t t h e r e a r e o n l y l i m i t e d d a t a f o r P o d z o l s w i t h w h i c h t o t e s t t h i s f r a m e w o r k . I n d e e d , a r e c e n t l y p u b l i s h e d c o m p a r i s o n o f P f r a c t i o n s i n s e v e r a l s o i l O r d e r s i n c l u d e d n o d a t a f o r t h e S p o d o s o l s ( T i e s s e n e t a l . . 1 9 8 4 ) . T h a t s t u d y a t t e m p t e d t o r e c o g n i z e f r a c t i o n s w h i c h a r e f u n c t i o n a l l y d i f f e r e n t i n t h e s o i l P c y c l e , r a t h e r t h a n s i m p l y c h e m i c a l l y d i s t i n c t i v e . I n v i e w o f t h e s e g a p s i n o u r k n o w l e d g e , t h i s s t u d y h a s t w o m a i n o b j e c t i v e s . I n C h a p t e r 1, s o m e o f t h e d i s t i n c t i v e p e d o g e n i c c h a r a c t e r i s t i c s o f c o a s t a l B r i t i s h C o l u m b i a P o d z o l s w e r e e x a m i n e d . U s i n g t h e P f r a c t i o n a t i o n m e t h o d o f T i e s s e n e t a l . ( 1 9 8 4 ) , t h e s e s o i l s w i l l b e c h a r a c t e r i z e d w i t h t h e o b j e c t i v e o f i n f e r r i n g t h e m a j o r p a t h w a y s o f P t r a n s f o r m a t i o n . S e c o n d , t h e s e r e s u l t s w i l l b e c o m p a r e d t o t h o s e f o r o t h e r g e n e t i c s o i l t y p e s t o e l u c i d a t e d i f f e r e n c e s i n P d y n a m i c s a s r e l a t e d t o s o i l g e n e s i s . T h e n e x t s e c t i o n w i l l p r e s e n t b a c k g r o u n d r e l e v a n t t o t h e s e o b j e c t i v e s : ( 1 ) t h e n a t u r e o f P t r a n s -f o r m a t i o n s i n s o i l g e n e s i s , ( 2 ) a p p r o a c h e s t o P f r a c t i o n a t i o n , ( 3 ) t h e i m p o r t a n c e o f o r g a n i c P i n f o r e s t s o i l s a n d ( 4 ) t h e f o r m s o f P i n P o d z o l i c B h o r i z o n s . 2 . 2 B a c k g r o u n d 2 . 2 . 1 P h o s p h o r u s T r a n s f o r m a t i o n s i n S o i l G e n e s i s D u r i n g s o i l d e v e l o p m e n t , p h o s p h o r u s u n d e r g o e s a s e r i e s o f l a r g e l y i r r e v e r s i b l e t r a n s f o r m a t i o n s . T h e s e t r e n d s i n P f o r m s h a v e b e e n d o c u m e n t e d i n s e v e r a l c h r o n o s e q u e n c e s a n d h a v e b e e n u s e d a s r e l a t i v e a g e c r i t e r i a i n Q u a t e r n a r y s o i l s t u d i e s ( e . g . L e a m y a n d B u r k e , 1 9 7 3 ) . W a l k e r a n d S y e r s ( 1 9 7 6 ) s y n t h e s i z e d t h e s e c h r o n o s e q u e n c e s t u d i e s i n t h e i r m o d e l , l a t e r 1 0 6 m o d i f i e d b y S m e c k ( 1 9 8 5 ) , o f P t r a n s f o r m a t i o n s d u r i n g s o i l d e v e l o p m e n t ( F i g u r e 2 - 1 ) . I t i s i m p o r t a n t t o r e m e m b e r t h a t t h e s e s t u d i e s h a v e b e e n c o n d u c t e d o n l y i n t h e h u m i d t e m p e r a t e z o n e , o n s o i l s f o r m e d f r o m r e s i d u a l o r u n i f o r m t r a n s p o r t e d m a t e r i a l s . R e c e n t l y , M e i x n e r a n d S i n g e r ( 1 9 8 5 ) s t u d i e d a m u c h o l d e r c h r o n o s e q u e n c e ( 2 5 0 , 0 0 0 y e a r s ) o f C a l i f o r n i a f l u v i a l t e r r a c e s a n d f o u n d t h a t s o m e o f t h e s e t r e n d s w e r e l e s s d i s t i n c t o r a b s e n t . P r e w e a t h e r i n g a n d n o n - u n i f o r m i t y o f p a r e n t m a t e r i a l s , a s w e l l a s v e r y d i f f e r e n t c l i m a t e a n d v e g e t a t i o n , l i m i t e d t h e a p p l i c a b i l i t y o f t h e W a l k e r a n d S y e r s m o d e l . A t t h e b e g i n n i n g o f a c h r o n o s e q u e n c e , v i r t u a l l y a l l P i n t h e p a r e n t m a t e r i a l o c c u r s a s p r i m a r y a p a t i t e s w h i c h a r e s i g n i f i c a n t l y s o l u b i l i z e d o n l y a f t e r s o i l p H d r o p s b e l o w 7 .5 ( S m e c k , 1 9 7 3 ) . W i t h w e a t h e r i n g a n d a c i d i f i -c a t i o n , p r i m a r y p h o s p h a t e s d i m i n i s h a n d s o l u b l e P i s m a i n t a i n e d a t m u c h l o w e r e q u i l i b r i u m l e v e l s b y F e - a n d A l - p h o s p h a t e s ( s t r e n g i t e , v a r i s c i t e ) . A s s e c o n d a r y i n o r g a n i c p h o s p h a t e s g r a d u a l l y c o m p r i s e a l a r g e r p r o p o r t i o n o f t h e r e m a i n i n g t o t a l P, t h e t o t a l i t s e l f d e c r e a s e s a s s o l u b l e P i s l e a c h e d f r o m t h e s o l u m . A s w i t h o r g a n i c m a t t e r a c c u m u l a t i o n , o r g a n i c P e v e n t u a l l y r e a c h e s a p l a t e a u o r s t e a d y s t a t e l e v e l . T h i s l e v e l m a y b e g o v e r n e d b y t e x t u r e , s e s -q u i o x i d e c o n t e n t , a n d d r a i n a g e ; h i g h c l a y a n d s e s q u i o x i d e c o n c e n t r a t i o n s t e n d t o s t a b i l i z e o r g a n i c P a t h i g h e r l e v e l s ( A n d e r s o n , 1 9 8 0 ) . S i m u l t a n e o u s l y , m o r e o f t h e r e m a i n i n g i n o r g a n i c P i s s e q u e s t e r e d i n o c c l u d e d o r r e s i d u a l f o r m s , p r o b a b l y w i t h i n s e s q u i o x i d e c o a t i n g s a n d c o n -c r e t i o n s . I n t h e " t e r m i n a l s t e a d y s t a t e " , o c c l u d e d a n d o r g a n i c P a c c o u n t f o r a l l o f t h e s l o w l y d i m i n i s h i n g P r e s e r v e . T h e s e t r a n s f o r m a t i o n s a r e a l s o r e f l e c t e d i n t h e d i s t r i b u t i o n o f P f o r m s w i t h i n s o i l p r o f i l e s a n d l a n d s c a p e s ( S m e c k , 1 9 7 3 ; 1 9 8 5 ) . I n m i d w e s t e r n U . S . 1 0 7 A l f i s o l s a n d M o l l i s o l s , b o t h t o t a l a n d a v a i l a b l e P c o n c e n t r a t i o n s p e a k n e a r t h e s u r f a c e , d e c r e a s e t o a m i n i m u m i n t h e l o w e r A h o r i z o n , t h e n r e a c h a s e c o n d m a x i m u m , i n d i c a t i n g i l l u v i a t i o n , i n t h e B h o r i z o n , b e f o r e d e c r e a s i n g t o t h e l e v e l s t y p i c a l o f t h e p a r e n t m a t e r i a l ( S m e c k a n d R u n g e , 1 9 7 1 ) . A n a n a l o g o u s r e d i s t r i b u t i o n o f P o c c u r s b e t w e e n l a n d s c a p e s e g m e n t s ( S m e c k , 1 9 8 5 ) , w i t h t o t a l a n d o r g a n i c P r e a c h i n g a m a x i m u m i n s o i l s a t t h e l o w e s t a n d w e t t e s t p o i n t i n M o l l i s o l t o p o s e q u e n c e s o n l o e s s . T h i s t r e n d r e f l e c t s b o t h l a t e r a l t r a n s l o c a t i o n o f s o l u b l e P a n d i t s s o r p t i o n a n d i m m o b i l i z a t i o n b y s o i l s i n m o i s t u r e - r e c e i v i n g s i t e s . 2 . 2 . 2 P h o s p h o r u s F r a c t i o n a t i o n M e t h o d s R e f i n e m e n t o f P f r a c t i o n a t i o n m e t h o d s h a s o c c u r r e d s i m u l t a n e o u s l y w i t h t h e i r a p p l i c a t i o n t o c h r o n o s e q u e n c e s t u d i e s . U n t i l r e c e n t l y , t h e e m p h a s i s h a s b e e n o n p r o c e d u r e s f o r d i s t i n g u i s h i n g i n o r g a n i c P f r a c t i o n s , w i t h o r g a n i c P u s u a l l y t r e a t e d a s o n e c a t e g o r y . W i t h m o r e u n d e r s t a n d i n g o f s o i l b i o c h e m i c a l a n d n u t r i e n t c y c l i n g p r o c e s s e s , n e w a p p r o a c h e s t o P f r a c t i o n a t i o n h a v e a t t e m p t e d t o s e p a r a t e f r a c -t i o n s b a s e d o n b i o l o g i c a l a c t i v i t y . T h e s e n e w e r p r o c e d u r e s a r e a d a p t a t i o n s o f t h e t h e o l d e r m e t h o d s , b u t a r e l e s s c o n c e r n e d w i t h t h e c h e m i c a l i d e n t i t y o f i n d i v i d u a l f r a c t i o n s . I n p a r t , t h i s r e f l e c t s e v i d e n c e t h a t s o m e w i d e l y u s e d e x t r a c t a n t s a r e n o t a s s e l e c t i v e a s p r e v i o u s l y b e l i e v e d . T h i s s e c t i o n w i l l b r i e f l y r e v i e w t h e s e d e v e l o p m e n t s t o j u s t i f y t h e c h o i c e o f f r a c t i o n a t i o n p r o c e d u r e i n t h i s s t u d y . T h e C h a n g a n d J a c k s o n ( 1 9 5 7 ) p r o c e d u r e i s t h e s t a r t i n g p o i n t f o r m o s t m o d e r n P f r a c t i o n a t i o n s c h e m e s . T h e o r i g i n a l v e r s i o n c o n s i s t e d o f a n NH4CI e x t r a c t i o n , f o l l o w e d b y NH4F t o e x t r a c t A l - p h o s p h a t e s , N a O H t o e x t r a c t F e -p h o s p h a t e s , H2SO4 f o r C a - p h o s p h a t e s ( a p a t i t e s ) , a n d d i t h i o n i t e - c i t r a t e t r e a t m e n t t o r e m o v e " r e d u c t a n t - s o l u b l e " p h o s p h a t e . S e v e r a l m o d i f i c a t i o n s h a v e t r i e d t o a v o i d t h e l i m i t a t i o n s o f t h e f l u o r i d e e x t r a c t a n t : n o n - s e l e c -t i v i t y ( F e - p h o s p h a t e s a r e a l s o i n c l u d e d ) , P r e s o r p t i o n o n i r o n o x i d e s , a n d f o r m a t i o n o f C a F 2 i n c a l c a r e o u s s o i l s , w i t h r e s u l t a n t P s o r p t i o n ( O l s e n a n d K h a s a w n e h , 1 9 8 0 ) . O t h e r v a r i a t i o n s h a v e e l i m i n a t e d t h e NH4F e x t r a c t i o n , r e -v e r s e d t h e o r d e r o f t h e l a s t t w o s t e p s , a n d s u b s t i t u t e d c i t r a t e - d i t h i o n i t e -b i c a r b o n a t e ( C D B ) f o r e x t r a c t i n g r e d u c t a n t - s o l u b l e P ( O l s e n a n d S o m m e r s , 1 9 8 2 ) . T h e s e v e r a l v e r s i o n s o f t h e C h a n g a n d J a c k s o n m e t h o d a r e c o n c e r n e d o n l y w i t h i n o r g a n i c P f r a c t i o n a t i o n , a l t h o u g h s t u d i e s a p p l y i n g i t h a v e o f t e n i n c l u d e d s e p a r a t e d e t e r m i n a t i o n s o f t o t a l o r g a n i c P. M o s t d e t e r m i n a t i o n s o f t o t a l o r g a n i c P i n v o l v e e i t h e r e x t r a c t i o n o r i g n i t i o n p r o c e d u r e s . I n t h e f o r m e r ( M e h t a e t a l . . 1 9 5 4 ) , N a O H i s t h e e x t r a c t a n t ; i t s l i m i t a t i o n s i n c l u d e h y d r o l y s i s o f o r g a n i c P a n d i n c o m p l e t e e x t r a c t i o n . T h e e x t r a c t i o n m e t h o d o f S t e w a r d a n d O a d e s ( 1 9 7 2 ) i s n o t a b l e f o r i n c l u d i n g a n i n i t i a l u l t r a s o n i c d i s p e r s i o n t r e a t m e n t t o i m p r o v e t h e s p e e d o f t h e p r o c e d u r e . T h e i g n i t i o n m e t h o d e s t i m a t e s o r g a n i c P a s t h e d i f f e r e n c e i n a c i d - e x t r a c t a b l e i n o r g a n i c P b e t w e e n i g n i t e d a n d u n i g n i t e d s a m p l e s ( S a u n d e r s a n d W i l l i a m s , 1 9 5 5 ) . W h i l e h a v i n g s i m p l i c i t y a n d s p e e d , t h i s m e t h o d i s a f f e c t e d b y c h a n g e s i n i n o r g a n i c P e x t r a c t a b i l i t y c a u s e d b y h i g h t e m p e r a t u r e s ( O l s e n a n d S o m m e r s , 1 9 8 2 ) . D e f i n e d o r g a n i c P c o m p o u n d s h a v e b e e n i d e n t i f i e d ( e . g . i n o s i t o l p h o s p h a t e s , n u c l e i c a c i d s , p h o s p h o l i p i d s ) , b u t t h e s e a c c o u n t f o r o n l y a b o u t h a l f o f s o i l o r g a n i c P ( D a l a i , 1 9 7 7 ) . R e c e n t l y , B r a n n o n a n d S o m m e r s ( 1 9 8 5 ) s u g g e s t e d t h a t s o m e o f t h e u n i d e n t i f i e d o r g a n i c P m a y h a v e b o t h a m i n e a n d p h o s p h a t e e s t e r f u n c t i o n a l g r o u p s i n c o r p o r a t e d i n t o h u m i c m a t e r i a l s ; s u c h 1 0 9 p o l y m e r s r e s i s t b o t h e n z y m a t i c a n d c h e m i c a l h y d r o l y s i s . T a t e ( 1 9 8 4 ) w a s p e s s i m i s t i c a b o u t f u r t h e r p r o g r e s s i n q u a n t i t a t i v e s e p a r a t i o n o f u n a l t e r e d o r g a n i c P f o r m s ; c h e m i c a l c o m p l e x i t y , h y d r o l y s i s d u r i n g e x t r a c t i o n , s o r p t i o n b y i n o r g a n i c c o m p o n e n t s , a n d i n s o l u b l e s a l t f o r m a t i o n a r e s e r i o u s o b s t a c l e s . A n a l t e r n a t i v e e m p i r i c a l a p p r o a c h i s t o i d e n t i f y o r g a n i c P f r a c t i o n s w i t h a g r a d a t i o n i n t h e i r r e s i s t a n c e t o c h e m i c a l e x t r a c t i o n . B o w m a n a n d C o l e ( 1 9 7 8 b ) d e v e l o p e d s u c h a m e t h o d f o r g r a s s l a n d s o i l s i n o r d e r t o m e a s u r e l a b i l e , m o d e r a t e l y l a b i l e , m o d e r a t e l y r e s i s t a n t , a n d h i g h l y r e s i s t a n t o r g a n i c P. T h e f i r s t w a s d e f i n e d a s t h e o r g a n i c P e x t r a c t e d b y N a H C 0 3 a n d o f t e n e x c e e d e d t h e a m o u n t o f i n o r g a n i c P i n t h e s a m e e x t r a c t . T h i s f r a c t i o n f l u c t u a t e s i n a b u n d a n c e d u r i n g t h e g r o w i n g s e a s o n , a n d i s p o s i t i v e l y r e l a t e d t o p h o s p h a t a s e a c t i v i t y a n d m i c r o b i a l p o p u l a t i o n s ( H a l m e t a l . . 1 9 7 2 ) . F o r s o i l s i n c u b a t e d a f t e r a d d i t i o n o f d e f i n e d o r g a n i c P c o m p o u n d s , l a b i l e s u b -s t r a t e s w e r e q u a n t i t a t i v e l y r e c o v e r e d b y b i c a r b o n a t e e x t r a c t i o n , b u t t h e m o r e r e s i s t a n t N a - p h y t a t e w a s n o t ( B o w m a n a n d C o l e , 1 9 7 8 a ) . M o d e r a t e l y l a b i l e -P c o n s i s t e d o f o r g a n i c P e x t r a c t e d b y 1 M H2SO4 a n d i n o r g a n i c P i n a s u b s e q u e n t 0. 5 N N a O H e x t r a c t . T h e l a t t e r i s a c i d i f i e d t o p r o d u c e t w o f r a c t i o n s : m o d e r a t e l y r e s i s t a n t f u l v i c a c i d o r g a n i c P a n d h i g h l y r e s i s t a n t ( a n d l e s s a b u n d a n t ) h u m i c a c i d o r g a n i c P. A n o t h e r a p p r o a c h i s s i m p l y t o d e t e r m i n e o r g a n i c P i n e a c h o f t h e C h a n g a n d J a c k s o n e x t r a c t i o n s t e p s ( K e l l y e t a l . . 1 9 8 3 ) . F o r t h e NH4CI a n d NH4F e x t r a c t s , o r g a n i c P i s t a k e n a s t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t o t a l a n d i n o r g a n i c P. T h e N a O H e x t r a c t i s a n a l y z e d f o r i n o r g a n i c P ( i . e . F e - P f r a c t i o n ) , w i t h h u m i c a n d f u l v i c a c i d o r g a n i c p h o s p h a t e d i s t i n g u i s h e d a s i n t h e B o w m a n a n d C o l e ( 1 9 7 8 b ) m e t h o d . T h e r e s i d u e i s a c i d - e x t r a c t e d t o r e m o v e C a - p h o s p h a t e s a n d a s m a l l a m o u n t o f o r g a n i c P. O c c l u d e d P i s e s t i m a t e d o n l y a s t h e d i f f e r e n c e 1 1 0 b e t w e e n e x t r a c t a b l e a n d t o t a l P, w i t h o u t a s e p a r a t e C D B s t e p t o r e m o v e r e d u c t a n t - s o l u b l e P. T o d a t e , t h i s s c h e m e a p p e a r s n o t t o h a v e b e e n u s e d o u t s i d e A u s t r a l i a . E l e m e n t s o f m a n y o f t h e s e m e t h o d s h a v e b e e n i n c o r p o r a t e d i n a p r o c e d u r e r e c e n t l y d e v e l o p e d b y H e d l e y , S t e w a r t a n d o t h e r s a t t h e U n i v e r s i t y o f S a s k a t c h e w a n . P r o c e d u r a l d e t a i l s a r e g i v e n i n s e c t i o n 2 . 3 . 2 ; t h e m a i n f e a t u r e s a n d c o m m e n t s o n e a c h s t e p a r e a s f o l l o w s . ( 1 ) T h e l a b i l e i n o r g a n i c P i s e x t r a c t e d w i t h a n i o n e x c h a n g e r e s i n a n d i s d i r e c t l y e x c h a n g e a b l e w i t h s o l u t i o n P. ( W o l f f e t a l . ( 1 9 8 6 ) f o u n d t h a t t h i s e x t r a c t i o n g a v e s i m i l a r r e s u l t s t o i s o t o p e d i l u t i o n f o r m e d i u m a n d h i g h P s t a t u s A l f i s o l s a n d M o l l i s o l s , b u t w a s t h e b e t t e r m e t h o d f o r U l t i s o l s w i t h h i g h P f i x a t i o n c a p a c i t i e s . ) B y d e c r e a s i n g i n o r g a n i c P c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s u b s e q u e n t e x t r a c t s , t h i s s t e p r e d u c e s t h e r i s k o f i n s o l u b l e p h o s p h a t e s f o r m i n g i n t h e a l k a l i n e e x t r a c t a n t s ( H e d l e y e t a l . . 1 9 8 2 a ) . ( 2 ) B i c a r b o n a t e r e m o v e s a d d i t i o n a l p l a n t - a v a i l a b l e i n o r g a n i c P a n d t h e m o r e e a s i l y m i n e r a l i z e d o r g a n i c P, a s d i s c u s s e d a b o v e . ( 3 ) N a O H e x t r a c t s o r g a n i c P w h i c h i s t h o u g h t t o b e m o r e s t a b l e a n d a s s o c i a t e d w i t h h u m i c m a t e r i a l s . U n l i k e i n t h e p r e v i o u s t w o f r a c t i o n a t i o n s c h e m e s , h u m i c a n d f u l v i c f r a c t i o n s a r e n o t ' s e p a r a t e d , a l t h o u g h t h e s e d i f f e r i n P c o n t e n t ( f u l v i c » h u m i c ) a n d p r o p o r t i o n o f r e s i s t a n t , n o n - h y d r o l y z a b l e P ( h u m i c > f u l v i c ) ( B a t s u l a a n d K r i v o n s o v a , 1 9 7 3 ) . T h e i n o r g a n i c P i n t h i s e x t r a c t i s a t t r i b u t e d t o d i s s o l u t i o n o f F e - a n d A l - p h o s p h a t e s , a s w e l l a s d e s o r p t i o n f r o m s e s q u i o x i d e s u r f a c e s . ( T h e a b s e n c e o f a C D B t r e a t m e n t i n t h i s s c h e m e l i k e l y i n c r e a s e s t h e p r o p o r t i o n o f F e - a n d A l - p h o s p h a t e a n d s e s q u i o x i d e - a s s o c i a t e d i n o r g a n i c P r e m a i n i n g i n t h e r e s i d u a l f r a c t i o n . W i l l i a m s e t a l . ( 1 9 8 0 ) f o u n d t h a t C D B , f o l l o w e d b y N a O H e x t r a c t i o n , w e r e I l l n e e d e d t o d i s s o l v e m o s t n o n - a p a t i t e p h o s p h a t e m i n e r a l s . ) ( 4 ) A s e c o n d N a O H e x t r a c t i o n f o l l o w s u l t r a s o n i c d i s p e r s i o n t r e a t m e n t w h i c h r e l e a s e s P r e t a i n e d w i t h i n a g g r e g a t e s , r e f l e c t i n g t h e u s e f u l n e s s o f s o n i f i c a t i o n i n i n c r e a s i n g b o t h o r g a n i c P ( S t e w a r d a n d O a d e s , 1 9 7 2 ) a n d o r g a n i c m a t t e r e x t r a c t i o n e f f i c i e n c y ( e . g . A n d e r s o n e t a l . . 1 9 7 4 a ) . ( 5 ) A c i d e x t r a c t i o n r e m o v e s p r e d o m i n a n t l y C a - p h o s p h a t e s ( a p a t i t e s ) , a s w e l l a s s o m e s e s q u i o x i d e - o c c l u d e d P. ( 6 ) R e s i d u a l P c o n s i s t s o f t h e m o s t r e s i s t a n t o r g a n i c P a n d o c c l u d e d i n o r g a n i c P. V a r i a t i o n s o f t h i s p r o c e d u r e h a v e i n c l u d e d a d d i t i o n o f m i c r o b i a l b i o m a s s P d e t e r m i n a t i o n , e l i m i n a t i o n o f t h e u l t r a s o n i c t r e a t m e n t a n d s e c o n d N a O H e x t r a c t i o n , a n d s u b d i v i s i o n o f t h e r e s i d u a l P i n t o o r g a n i c a n d i n o r g a n i c f r a c t i o n s ( T i e s s e n e t a l . . 1 9 8 3 ) . A p p l i c a t i o n s o f t h e H e d l e y p r o c e d u r e h a v e i n c l u d e d s h o r t - t e r m s t u d i e s o f P t r a n s f o r m a t i o n s i n t h e r h i z o s p h e r e ( H e d l e y e t a l . . 1 9 8 2 a ) a n d i n c u b a t e d s o i l s ( H e d l e y e t a l . . 1 9 8 2 b ) , e v a l u a t i o n o f l o n g - t e r m c h a n g e s i n p h o s p h o r u s f o r m s r e s u l t i n g f r o m c u l t i v a t i o n ( T i e s s e n e t a l . . 1 9 8 3 ; H e d l e y e t a l . . 1 9 8 2 b ) , a n d c o m p a r i s o n o f p h o s p h o r u s t r a n s f o r m a t i o n s i n d i f f e r e n t s o i l g e n e t i c t y p e s ( T i e s s e n e t a l . . 1 9 8 4 ) a n d i n c a t e n a r y s e q u e n c e s ( R o b e r t s e t  a l . . 1 9 8 5 ) . T h e s e f r a c t i o n s a p p e a r t o b e a u s e f u l c o m p r o m i s e b e t w e e n t h e c r i t e r i a o f b i o l o g i c a l a c t i v i t y a n d c h e m i c a l s i m i l a r i t y . 2 . 2 . 3 O r g a n i c P h o s p h o r u s i n F o r e s t S o i l s O r g a n i c p h o s p h o r u s f o r m s a l a r g e p r o p o r t i o n o f t o t a l P i n m o s t s o i l s , r a n g i n g f r o m 2 0 t o 8 0 % f o r s u r f a c e s o i l s ( D a l a i , 1 9 7 7 ) . D e s p i t e t h i s , t h e f u n c t i o n a l s i g n i f i c a n c e o f o r g a n i c P, p a r t i c u l a r l y i n m i n e r a l h o r i z o n s o f 1 1 2 f o r e s t s o i l s , i s p o o r l y u n d e r s t o o d . T h i s n e g l e c t p r o b a b l y r e s u l t s f r o m t h e l a r g e p r o p o r t i o n o f u n i d e n t i f i e d s o i l o r g a n i c P, t h e l i m i t a t i o n s o f c o m m o n o r g a n i c P d e t e r m i n a t i o n m e t h o d s ( e s p e c i a l l y i g n i t i o n ) , a n d t h e d i f f i c u l t y o f m e a s u r i n g o r g a n i c P m i n e r a l i z a t i o n r a t e s , p a r t i c u l a r l y i n o r g a n i c m a t t e r - r i c h f o r e s t s o i l s ( H a r r i s o n , 1 9 8 2 ) . N u t r i e n t c y c l i n g s t u d i e s o f f o r e s t s o i l s h a v e s t r e s s e d t h e r o l e o f t h e f o r e s t f l o o r i n t h e P c y c l e . A t H u b b a r d B r o o k , N e w H a m p s h i r e , b i o l o g i c a l p r o c e s s e s ( m i c r o b i a l i m m o b i l i z a t i o n a n d p l a n t u p t a k e ) i n t h e f o r e s t f l o o r l i m i t t h e l e a c h i n g l o s s o f P t o t h e B h o r i z o n t o o n l y 3 % o f P a n n u a l l y r e l e a s e d f r o m t h e o v e r l y i n g s o i l ( W o o d e t a l . . 1 9 8 4 ; W o o d , 1 9 8 0 ) . T h e a m o u n t s r e l e a s e d , m o s t l y f r o m f o r e s t f l o o r m i n e r a l i z a t i o n , c a n a c c o u n t f o r m o s t o f t h e a n n u a l p l a n t u p t a k e . H a r r i s o n ( 1 9 7 8 ) p r e s e n t e d P r e s e r v o i r a n d f l u x e s t i m a t e s f o r a d e c i d u o u s w o o d l a n d i n B r i t a i n a n d d i s c o u n t e d t h e p o s s i b l e r o l e o f m i n e r a l s o i l o r g a n i c P. W h i l e a b o u t 6 5 % o f t h e s o i l P ( < 2 mm f r a c t i o n ) i s o r g a n i c , t h i s w a s t h o u g h t t o b e l a r g e l y a s i n k , r a t h e r t h a n a s o u r c e o f a v a i l a b l e P. A g a i n , e s t i m a t e d u p t a k e c o u l d b e l a r g e l y a c c o u n t e d f o r b y r e c y c l i n g o f a n n u a l l i t t e r f a l l P. T h e r e h a s b e e n l i t t l e c o n s i d e r a t i o n o f t h e d y n a m i c s o f o r g a n i c P i n t h e m i n e r a l h o r i z o n s o f f o r e s t s o i l s . H o w e v e r , t h e r e a r e c i r c u m s t a n c e s a n d t i m e s i n e c o s y s t e m d e v e l o p m e n t w h e n t h i s f r a c t i o n m a y p l a y a m o r e s i g n i f i c a n t r o l e i n t h e n u t r i e n t c y c l e . A f t e r m a s s m o v e m e n t o r w i n d t h r o w i n u n s t a b l e t e r r a i n , o r e r o s i o n f o l l o w i n g s e v e r e w i l d f i r e , r e l e a s e o f P f r o m o r g a n i c f o r m s i n t h e m i n e r a l s o i l m a y i n c r e a s e i n a b s o l u t e o r r e l a t i v e i m p o r t a n c e . T h a t t h e e c o l o g i c a l s i g n i f i c a n c e o f o r g a n i c P h a s b e e n u n d e r e s t i m a t e d , i s f u r t h e r s u g g e s t e d b y e v i d e n c e t h a t m u c h o f t h e P i n s o i l s o l u t i o n s i s i n o r g a n i c f o r m s ( D a l a i , 1 9 7 7 ) . F o r e x a m p l e , a c o l u m n s t u d y o f a c a l c a r e o u s 1 1 3 s o i l f o u n d t h a t m o s t o f t h e s o i l s o l u t i o n P w a s o r g a n i c , a l t h o u g h f i l t r a t i o n i n d i c a t e d t h a t m u c h o f t h i s w a s a s s o c i a t e d w i t h m i c r o b i a l c e l l u l a r d e b r i s ( H a n n a p e l e t a l . . 1 9 6 4 ) . I n f o r e s t s o i l s , l y s i m e t e r s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t f r o m h a l f ( K e l l y e t a l . . 1 9 8 3 ) t o a l m o s t a l l . ( W o o d , 1 9 8 0 ) o f t h e d i s s o l v e d P i s o r g a n i c . W i t h t h i s s i g n i f i c a n t p r o p o r t i o n o f s o i l s o l u t i o n P i n l a b i l e o r g a n i c f o r m s , m i n e r a l i z a t i o n o f t h i s c o m p o n e n t i n t h e r h i z o s p h e r e m i g h t a c c o u n t f o r p a r t o f t h e P s u p p l y t o p l a n t s . T e s t i n g m e t h o d s f o r P i n f o r e s t s o i l f e r t i l i t y r e s e a r c h a r e m a i n l y a d a p t a t i o n s o f t e c h n i q u e s d e v e l o p e d f o r a g r i c u l t u r a l s o i l s ( C u r r a n , 1 9 8 4 ) . A l l o f t h e s e m e t h o d s m e a s u r e s o m e p a r t o f t h e l a b i l e i n o r g a n i c P; o r g a n i c P i s n o t i n c l u d e d . F o r f o r e s t f l o o r s , w h i c h c o n t a i n a l a r g e p r o p o r t i o n o f t h e a v a i l a b l e i n o r g a n i c P f o u n d w i t h i n t h e r o o t i n g z o n e ( R a d w a n e t a l . . 1 9 8 5 ) , o r g a n i c P i s s e l d o m d e t e r m i n e d . H o w e v e r , c o r r e l a t i o n s o f s o i l P s t a t u s w i t h t r e e g r o w t h c a n b e i m p r o v e d b y i n c l u d i n g o r g a n i c P a s a n i n d e p e n d e n t v a r i a b l e ( e . g . K a d e b a a n d B o y l e , 1 9 7 8 ) . A c c o r d i n g l y , K e l l y e t a l . ( 1 9 8 3 ) m o d i f i e d t h e C h a n g a n d J a c k s o n f r a c t i o n a t i o n m e t h o d b y d e t e r m i n i n g o r g a n i c P i n s o m e o f t h e e x t r a c t s ( S e c t i o n 2 . 2 . 2 ) . F o r t h e 9 A u s t r a l i a n f o r e s t s o i l s s t u d i e d , t h e s e f r a c t i o n s a c c o u n t e d f o r 2 6 - 8 1 % o f t o t a l P. I n t h e f i r s t t w o e x t r a c t a n t s (NH4CI a n d NH4F), w h i c h w e r e t h o u g h t t o i n c l u d e t h e m o s t a v a i l a b l e P f o r m s , o r g a n i c P c o m p r i s e d a n a v e r a g e o f 5 9 % o f t h e P. A f o l l o w - u p s t u d y o f P i n u s r a d i a t a g r o w t h r e s p o n s e u s e d t h i s m e t h o d f o r s u r f a c e s o i l s ( 0 - 7 . 5 c m ) 3 0 y e a r s a f t e r s u p e r p h o s p h a t e a p p l i c a t i o n . I n t h e s e i n f e r t i l e s o i l s ( a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 mg k g ' l o f t o t a l P ) , o r g a n i c f o r m s c o m p r i s e d a b o u t 6 0 % o f t o t a l P. W h i l e t o t a l P e x p l a i n e d o n l y 2 5 % o f t h e v a r i a t i o n i n b a s a l a r e a , l a b i l e o r g a n i c P ( i . e . i n NH4CI a n d NH4F e x t r a c t s ) p l u s f u l v i c a c i d o r g a n i c P e x p l a i n e d 5 3 % o f t h e 1 1 4 v a r i a t i o n . I n o r g a n i c P i n t h e m i l d e s t e x t r a c t a n t (NH4CI) g a v e n o s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n