Земля - богатство всего человечества. Причем мы говорим не только о планете, но и о запасах почв на ее поверхности. Без них не было бы столь разнообразной флоры, а гетеротрофы (к которым относится любое животное и человек) в принципе не смогли бы появиться. Как на поверхности планеты вообще образовался грунт? В этом «виноват» фактор почвообразования. Точнее, целая их группа.
Основная классификация
В. В. Докучаев считал, что следует выделять пять почвообразующих факторов:
- Материнская порода.
- Климатические параметры. Вообще, климат как фактор почвообразования многими учеными рассматривается с ключевой позиции, так как его роль действительно впечатляет.
- Флора.
- Фауна.
- Рельеф местности и прошедшее время.
Но это не все основные факторы почвообразования. Сегодня ученые считают, что к этому перечню необходимо добавить еще две позиции: действие воды (атмосферных осадков) и деятельность человека. А сейчас разберемся со всеми факторами подробнее, обсудив их характеристики. Итак, важнейший фактор почвообразования - та субстанция, которая дала начало грунту.
Материнские породы
Как можно понять, это те минералы, из которых когда-то образовался и продолжает образовываться плодородная (или не очень) почва. Именно от первичной породы зависят механические, физические, химические и прочие свойства грунта. Таким образом, почвы, изначально образованные, к примеру, из гранита и подобных ему пород, могут быть не равнозначны тем, которые вышли из туфов и пемзы.
Какими бывают материнские породы? Они бывают магматическими, осадочными и метаморфическими. Кстати говоря, и гранит, и пемза с туфом - породы магматические, но почвы из них получаются разные. От чего это зависит, ведь фактор почвообразования одинаковый?
Как от происхождения зависят свойства грунта?
Химический и минералогический состав, который зависит не только от породы, но и от конкретного района ее происхождения, играет огромную роль в свойствах почвенного слоя. Так, если минерал карбонатный, обладает щелочной реакцией (или близок к нейтральной), то образовавшийся на его основе грунт быстро начинает накапливать гумус и приобретает высокую плодородность. Таким образом, основные факторы почвообразования чрезвычайно важны, так как от них напрямую зависит размер потенциальных урожаев в будущем.
Если порода кислая, то все эти процессы идут в несколько раз медленнее. В случае когда в минерале содержится большое количество водорастворимых солей, почва «получается» излишне засоленной. Помимо этого, огромное значение имеет и механический состав, так как от него зависит теплоемкость, влагоемкость и прочие важные показатели, от которых напрямую зависит в той или иной местности.
Рельеф
Этот фактор почвообразования вспоминают редко, а зря. Ведь именно рельеф оказывает влияние на распределение солнечной радиации, осадков и прочих факторов по поверхности пород, а значит, что именно от него зависят характеристики грунта, который в итоге получается «на выходе».
Радикальнее всего это проявляется в горной местности с существующими там перепадами давления, освещенности и кардинально разнящимся температурным режимом. Здесь большое значение принадлежит воздушным массам и их конвекции, в результате которой огромные объемы воздуха с разной температурой постоянно обдувают гористые склоны. Во многом рельеф, как фактор почвообразования, зависит также от климатических особенностей местности, так как без сочетания этих двух условий грунт образоваться не сможет.
Влажность воздуха также различна, причем после «переваливания» через горные гряды она резко уменьшается. В результате горная порода в различной степени выветривается, осаливается, разрушается с образованием фракций различного размера.
Пожалуй, важнее всего все же действие освещения и солнечной радиации, которое в разных климатических зонах отличается на порядок. Так, в зоне Крайнего Севера почв мало, и они крайне скудны, а сохранились в идеальном состоянии. Сравните это с пустынными областями, в которых породы уже давно размельчены до состояния однородного кварцевого песка. Если взглянуть на основные факторы почвообразования Оренбургской области, то важность рельефа будет еще более очевидной.
В той местности огромную роль играют так называемые сырты, то есть сравнительно невысокие увалы. В сочетании с равнинной местностью, такой рельеф предопределяет высокие скорости движения воздушных масс над поверхностью материнских пород, что приводит к их сравнительно быстрому выветриванию и последующему разрушению.
В этих условиях скорость накопления гумуса (и само наличие органических веществ) кардинально разнится, как отличается фракция и химический состав получающегося грунта. Соответственно, он будет иметь различную степень плодородия.
Виды почв в зависимости от различий рельефа
- Автоморфные разновидности. Их формирование происходит в условиях свободного стока поверхностных вод и глубокого залегания почвенной влаги. При этом превалирующую роль начинает играть биологический фактор почвообразования.
- Полугидроморфные. Формирование таких грунтов происходит, когда поверхностная влага может на какое-то время застаиваться на поверхности материнских пород, а почвенные источники залегают на глубине не более шести метров.
- Гидроморфные почвы. Соответственно, такой грунт образуется в тех случаях, когда поверхностные воды в течение длительного времени могут застаиваться на поверхности породы, а почвенная влага залегает на глубине не более трех метров.
Во всех этих случаях немалое значение может иметь также почвообразования. Человек в процессе своей хозяйственной деятельности часто осушает или затапливает большие площади земной поверхности, что сильно влияет на характеристики образования грунта.
Эрозивные процессы
Если уклон поверхности равен 30 градусам или больше, то рельеф становится особенно важным. Так, в этих условиях повсеместно распространена водная эрозия. Она действует намного сильнее ветровой разновидности, которая распространена в местностях с ровным рельефом или там, где уклон поверхности очень незначителен. Если посмотреть на основные факторы почвообразования Оренбургской области, в этом легко убедиться. В тех краях основную роль в «истирании» поверхностного слоя минеральных пород играет ветер, который может достигать чрезвычайно высоких скоростей.
Рельеф играет немаловажную роль даже в эволюционном процессе развития флоры в той или иной местности. Наиболее ярко это проявляется при изменении русла рек или уходе морей (или наоборот, затоплении площадей). Это приводит к повышению или понижению уровня почвенных вод, изменению цикла развития грунта (автоморфный тип меняется на гидроморфный, или же наоборот).
Влияние биосферы
Биологический фактор в образовании каждой почвы является ведущим. Лишь после того, как на суше появились первые живые микроорганизмы, она в принципе смогла развиться. В принципе, сам процесс почвообразования можно рассматривать как глубокое взаимодействие между живой (микроорганизмы) и неживой (разрушенная порода) природой. Сама материнская порода в ходе данного процесса изрядно преображается. Основное условие, обеспечивающее непрерывность образования почвы - приток к поверхности планеты лучистой солнечной энергии.
Атмосферные газы, флора и фауна, продукты их жизнедеятельности, - все эти факторы и условия почвообразования «привели» к тому, что сегодня у нас под ногами имеется плодородная земля, на которой человечество выращивает продукты питания для себя и корм для сельскохозяйственных животных.
Еще раз повторим, что своеобразной «энергомерой» является объем поступающей солнечной энергии. На поверхности планеты она помогает переходу минералов (то есть неживой природы) в живую. Как вы наверняка догадались, говорим мы о процессе фотосинтеза. Кроме того, солнечная энергия помогает переходу отмерших частей растений обратно в состав неживой материи. За счет непрерывного процесса, который происходил на протяжении тысяч и миллионов лет, наша планета приобрела уникальную «почвенную оболочку», являющуюся залогом плодородия и воспроизводства растительной биомассы.
Какие еще необходимо упомянуть факторы почвообразования? Эссе, написанное даже школьником средних классов, неизбежно будет рассматривать флору в контексте ее важной роли в процессе накопления гумуса. И это совершенно верно!
Роль растительной массы
Основной «поставщик» огромных объемов биомассы для всего грунта - именно растения. Кроме того, они же аккумулируют солнечную энергию (9.33 ккал/грамм). Так как в среднем на одном гектаре произрастает до десяти тонн растительных организмов, на этой площади накапливается около 9,33*107 ккал энергии. Столь ее гигантское количество не только играет важную роль во всех процессах почвообразования, но также может с успехом использоваться человеком. Так что не только факторами почвообразования являются растения, но и ценным энергетическим ресурсом! Идеальный пример - каменный уголь, невероятные запасы которого человек начал интенсивно использовать в 19-м веке.
Автотрофы извлекают из материнской породы все необходимые себе минеральные вещества, а после этого переводят его в состав сложнейших органических соединений, из которых впоследствии получается гумус. Частично эти соединения вновь возвращаются обратно, когда их вымывает из отмерших растительных остатков вода. Эти важнейшие факторы и процессы почвообразования способствуют, в том числе, равномерному перемешиванию оставшейся материнской породы и органического вещества.
Места концентрации растительной биомассы
Вполне естественно, что в лесах происходит концентрация наибольшего объема биомассы растительного происхождения. Но это - не совсем точное впечатление, так как действительно огромный ее прирост происходит только в степной зоне, где не менее 85 % всей накопленной органики вновь возвращается в почву. Именно поэтому в степях последняя намного плодороднее, чем в лесах, где характеристики грунта в этом плане не слишком «выдающиеся». То есть факторы почвообразования, кратко выражаясь, значительно различаются, даже будучи внешне схожими.
Отчего так происходит? Дело в том, что в лесах из почвенного слоя с низким содержанием гумуса многие минеральные и органические вещества просто вымываются под действием атмосферной влаги. В травянистых же биоценозах остатки растений плотно спрессовываются, образуя массивные Эти же условия способствуют образованию торфа, так как на нижних ярусах много влаги и мало кислорода, который бы мог стимулировать процессы разложения. Какая еще существует характеристика факторов почвообразования?
Зольность почв
Во многом процесс разложения растительных остатков зависит от химического состава последних. Так, зольность хвои (то есть количество остающейся минеральной части) составляет не более 1-2 %, а в лиственных лесах этот показатель увеличивается до 4 %. В степях степень зольности растительных остатков может достигать сразу 5-6 %, а в солончаковых пустынях этот показатель увеличивается вообще до 14 %! Правда, в последнем случае особого значения это не имеет, так как 90 % минеральной части - все тот же самый хлорид натрий, кальция и калия, что во множестве содержатся в самих солончаках.
Растения характерны тем, что из почв с различным минеральным составом они берут ровно то количество солей и соединений, которое им действительно необходимо для роста и развития. Например, в злаках и диатомовых очень высока концентрация тех элементов, которые в основном характерны только для кремнеземов. В почве же конкретно этого района концентрация этих соединений может быть ничтожна. Пустынные растения - наиболее яркий пример этого утверждения, так как в них содержится огромное количество минеральных солей.
Для чего им нужны эти соединения? Все просто - песок, в котором данные автотрофы растут, крайне скуден на содержание всех необходимых растениям элементов, которые приходится запасать внутри своего же организма.
Роль животного мира
Но если в школьном или ином учебном заведении вам будет задан вопрос: «Назовите факторы почвообразования», не забудьте упомянуть о большой роли фауны. Животные в образовании плодородной почвы также играют далеко не последнюю роль. И здесь немалое значение играет тот факт, что грунт сам по себе является домом для многих тысяч видов самых разнообразных животных и микроорганизмов. На них лежит «обязанность» размельчения и переработки растительной массы и ее последующее перемешивание с нижележащими почвенными горизонтами.
Млекопитающие и все прочие позвоночные животные создают в толще земли свои норы и гнезда. Кроты, слепыши, суслики и прочие норные существа выносят нижние части породы наверх. Именно в тех районах, где этих животных много (степи), имеются насыщенные черноземы. и личинки также выполняют большой объем работы по преобразованию органической составляющей почвы в гумус. Кроме того, беспозвоночные перемешивают органику и неорганику. Как и все природные факторы почвообразования, они способствуют ускорению накопления органических веществ.
Конечно, распространенность животного мира и его многообразие всецело зависят как от географических, так и от климатических факторов. Чем разнообразнее флора и фауна, тем лучше и «качественнее» получается на выходе почва, тем больше в ней органических веществ и выше плодородие.
Климатические факторы
Напоследок рассмотрим климат как фактор почвообразования. От географических и климатических условий зависит очень многое: достаточно посмотреть на Казахстан и пустыню Гоби. От месторасположения зависит также суммарный объем лучистой энергии, поступающей на поверхность земли. Соответственно, максимален он на экваторе, минимален - на полюсе. Оба обстоятельства негативно влияют на процессы почвообразования. Вот Факторы почвообразования сильно зависят еще и от погоды.
Во многом погода и климат зависят от высоты местности над уровнем моря. При этом стоит понимать, что существует две формы климата: макро- и микро-. Наибольшее участие в образовании почвы принимают ветер и различные виды атмосферных осадков. Чем разнообразнее климат, тем более «пестрым» получается грунт на выходе. Так или иначе, но тепловой режим играет значительную роль в теплоемкости почвы. Особенно это заметно в горных условиях, с различным уклоном поверхностей.
В конце XIX в. определил почву как функцию, т. е. величину, которая зависит от климата, рельефа, горных пород, живых организмов и времени. В наши дни это определение немного уточнили: время стали считать особым, может быть, более общим, глобальным фактором, поскольку ведь и все другие силы, формирующие почвы, существуют как во времени, так и в пространстве.
Почва создается в результате взаимодействия во времени и пространстве Климата, живых Организмов (растений, животных и особых организмов - грибов), горных Пород, Рельефа. Если сложить первые буквы в названии факторов почвообразования, то получится слово КлОПР. Этот «рычащий клоп» помогает легче их запомнить. Однако при этом ни в коем случае нельзя забывать о факторе времени, в которое климат, организмы, горные породы и рельеф образуют почву.
Какую роль играет каждый фактор в формировании почв? Если факторы условно разделить на «мамины» и «папины», то к «маминым» относятся более пассивные, но играющие важнейшую роль в формировании характера почв. Это горные породы (в почвоведении их так и называют — материнские) и рельеф. К «папиным» факторам можно отнести климат со всеми его ливнями, снегами, вихрями и перепадами температур, а также живые организмы, не знающие усталости и все время что-нибудь выделяющие и поглощающие. И климат, и организмы активно воздействуют на материнские породы в условиях рельефа и формируют почвы. Чем моложе почвы, тем больше в них «маминых» черт, а с возрастом все большую роль в ее внешности играют «папины» черты. Иными словами, чем старше почва, тем сильнее она отличается от исходных почвообразующих пород и тем большую роль в ее облике играют климат и живые организмы.
От «материнской» породы большинство почв наследуют механический состав, способность быстро пропускать через себя влагу (песок) или подолгу задерживать ее (глина), а также набор минералов, из которых состоит сначала порода, а потом и почва. Как правило, на существенно разных породах (песках — глинах, граните - известняке) и почвы формируются разные. И только в условиях очень длительного воздействия климата (сотни тысяч и миллионы лет) и организмов на разные «материнские» породы в них останутся самые устойчивые к минералы. Следовательно, на породах, изначально разных, могут формироваться почти одинаковые почвы. Такие почвы встречаются в тропиках и субтропиках на гранитах, мраморах и базальтах.
Рельеф играет большую роль в образовании почв, поскольку перераспределяет тепло, влагу и горные породы. Всем известно, что на вершине высокой горы холоднее, чем у ее основания; что на склоне, обращенном на юг, снег весной сходит намного быстрее, чем на северном склоне; что заморозки и чаще бывают в низинах. Мы также знаем, что вода на обширных плоских пространствах задерживается (местность там часто заболочена), а на небольших участках возвышенностей почвы легко сбрасывают воду по склону. В узких ложбинах или горных ущельях, как правило, бегут быстрые ручьи. Вода в них содержит много кислорода, а потому по берегам там много лугов. А вот в широких понижениях происходит застой влаги, кислорода не хватает, и формируются болота. Под и болотами почвы сильно различаются. По распределяются горные породы - под обрывистыми скалистыми склонами накапливаются крупные каменные глыбы и щебень, а у подножий длинных пологих склонов намытые глинистые и суглинистые отложения. Рельеф, изменяя условия нагревания и охлаждения почв, их водный режим, местные особенности почвообразующих пород и , приводит к образованию почвенных тел, сильно различающихся между собой.
Климат оказывает существенное воздействие на развитие почв, прежде всего, потому, что регулирует соотношение тепла и влаги. Это соотношение при одинаковых рельефе, почвообразующих породах и времени воздействия климата на них определяет развитие почв. Самые неразвитые почвы - это почвы сухого и холодного климата (Сухие долины ), а самые развитые - влажного и теплого (Экваториальная , ). Если тепла достаточно, а влаги очень мало () и, наоборот, если влаги достаточно, а тепла мало (), то почвы плохо развиты. Климат вместе с «материнскими» породами обусловливает и водный режим почв, который бывает промывным (во влажных областях) и непромывным (в районах с недостаточным увлажнением). Для почв также крайне важно, как распределяются по сезонам температуры воздуха и осадки. В разных районах лето может быть одинаковым, в связи, с чем и растительность их похожа. Однако в континентальных областях, где стоят долгие зимы с сильными морозами, в почве образуется многолетняя мерзлота. На территориях с умеренным , где зимы обычно мягкие, может не быть не только , но даже устойчивого . Осадки здесь промывают почву круглый год. А вот в сухой сезон в тропиках из-за недостатка влаги почвообразование может прекращаться почти так же, как оно приостанавливается у нас зимой из-за недостатка тепла. Влияние климата на почву важно еще и потому, что тепло и влага создают условия для развития жизни - растительной и животной.
Растительные и животные организмы внутри почвы вместе с , произрастающей на почве, - важнейший фактор почвообразования. Надземная часть растительности со временем отмирает и попадает на почву, формируя лесную подстилку или степной войлок, где обитают мириады почвенных организмов. Существенная часть растительных остатков потребляется грибами и почвенными животными и превращается в углекислый газ и воду, не задерживаясь в твердой части почв. Меньшая часть органических остатков, пройдя сквозь «строй» челюстей и пищеварительных трактов беспозвоночных животных и микроорганизмов, сначала просто смешивается с минеральными веществами, а затем образует с ними особые почвенные органоминеральные соединения, которые и представляют собой гумус почв. Роль растительности для почв состоит в том, что она связывает углекислый газ из в результате фотосинтеза и снабжает почву соединениями углерода, которыми питаются почвенные организмы. Очень важен также процесс связывания азота из атмосферы (в минеральной части почв азота почти нет). Это обеспечивают некоторые виды почвенных бактерий и водорослей.
Как растительные, так и животные организмы, выделяя кислоты, воздействуют на минералы почв, забирая из них для своей жизни необходимые химические элементы (фосфор, калий, кальций, серу и др.). Минералы при этом сами разрушаются. Так организмы осуществляют химическое, а точнее, биохимическое выветривание почвенных минералов. Кроме химического очень важно и физическое воздействие организмов на почву. Как корни растений, так и представители животного мира разрыхляют и перемешивают почву, образуют структуру почв. Этим они улучшают «жилищные условия» своих растительных и животных «детей и внуков». Сами того, не зная, они помогают и людям, которые потребляют продукты питания, выращенные на земле, облагороженной и удобренной почвенными организмами.
Из всего изложенного видно, что почвообразовательный процесс слагается из многих частных процессов, взаимно обусловленных и противоречивых.
В почве происходит:
- Разрушение минеральных и органических веществ, - как тех, которые были в материнской породе, так и тех, которые вносятся в почву во время её существования и развития.
- Перемещение первоначальных веществ почвы и продуктов их разрушения.
- Накопление этих перемещаемых веществ в разных частях почвы вследствие выпадения из растворов и коагуляции.
- Образование новых соединений как результат взаимодействия перемещаемых веществ друг с другом и с исходными веществами материнской породы.
- Обмен веществ между растением и почвой, обусловливающий непрерывный переход органического вещества в минеральное и минерального в органическое.
Если эти процессы длятся некоторое время, почва приобретает определённый профиль, делится на горизонты, причём устойчивость каждого горизонта и степень его выраженности обусловлена балансом определённых соединений. Генетический горизонт - это нечто непрерывно изменяющееся. Почвообразовательный процесс во времени непрерывен. В своём развитии он проходит через ряд стадий, причём каждой стадии отвечает определённый тип почвы.
Нетрудно прийти к заключению, что в почвообразовании принимают участие следующие факторы.
Горные породы . Они служат источником образования минеральной части почвы, а также источником связанной с ними энергии (химической, поверхностной, тепловой), принимающей участие в почвообразовании. Их состав, несомненно, оказывает влияние на характер почвы. Характер и степень выраженности почвообразовательного процесса в тех или иных гидротермических условиях в известной мере предопределяется химическим и механическим составом горных пород. Однако при одинаковых прочих факторах почвообразования на разных материнских породах образуются почвы одного и того же типа, и, наоборот, при различии почвообразователей из одной и той же горной породы образуются различные почвы.
Организмы . Роль растительности в почвообразовании колоссальна, так как отмершие растения или их части служат основным источником почвенного перегноя, живые растения извлекают из почвы минеральные вещества, концентрируют рассеянные соединения и превращают их в органическое вещество своего тела. Посредниками между живыми и мёртвыми деятелями почвообразования служат микробы. Они минерализуют органические вещества, делая их вновь доступными для растений. В отсутствии микроорганизмов разложение происходило бы очень медленно. Гораздо меньшее значение в жизни почвы имеют животные, но их деятельность тоже нельзя игнорировать: землерои перемешивают почву и, проделывая в ней ходы, облегчают туда доступ влаги и воздуха; черви, заглатывая почву и затем, пропустив её через пищевой тракт, извергая наружу, тем самым увеличивают количество органического вещества в почве. Почвенное «население», состоящее из муравьёв, улиток, клещей, паучков, мокриц, многоножек, дождевых червей и других беспозвоночных, если взять только верхний слой почвы мощностью 20-25 см, колеблется, в зависимости от условий, от 3,5 до 38 млн. особей на каждый гектар.
Климат - один из важнейших факторов почвообразования, влияющий на весь процесс и прямо, и косвенно. Он влияет на характер и интенсивность выветривания, значит - на создание того или иного типа минеральной почвенной массы. Он влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, значит, на создание того или иного качества и количества органической массы почвы. Он определяет в значительной мере влажность и водный режим почвы, т. е. управляет перемещением веществ и дифференцировкой почвы на горизонты. Наконец, от климата зависит большее или меньшее богатство данного района растительностью и характер этой растительности.
Рельеф . Характер рельефа сказывается на почвообразовании, так как от высоты форм рельефа зависит распределение климатов и растительности, от крутизны склонов - степень проникновения влаги в почву (или её скатывания вниз по склону), от экспозиции - условия освещения и нагревания.
Человек сознательно и активно вмешивается в процесс почвообразования путём орошения почв или их осушения, насаждения или уничтожения растительности, механической обработки почв и введения в них различных удобрений и т. п. На земном шаре под влиянием человека в населённых местах возникают особые культурные почвы.
Почва со временем изменяется, проходя через определённые стадии. Формирование почвы следует считать довольно быстрым процессом. При раскопках курганов в степи между Изюмом и Артёмовском было установлено, что мощность чернозёма в целинной степи (0,75 м) вдвое больше, чем мощность под курганами (0,33-0,40 м). Так как курганы здесь стоят около 6 тыс. лет, то легко подсчитать, что мощность чернозёма увеличивалась на 5-6 мм в столетие, а начало чернозёмообразования имело место около 12 тыс. лет назад. Вместе с тем скорость образования того или иного типа почвы не следует смешивать с возрастом почвенного покрова данной местности, который может быть продуктом длительной закономерной эволюции почвенного покрова в течение предшествующих геологических периодов.
Приобретая в процессе развития известные особенности и свойства, почва активно реагирует на всякие внешние воздействия, изменяя их и преломляя в себе. В зависимости от своей окраски, структуры, водопроницаемости, механического состава и пр. почва, несмотря на обилие влаги, может остаться относительно сухой или, наоборот, быть относительно влажной в сухом климате; несмотря на большое количество получаемого тепла, может остаться сравнительно холодной, так как, например, светлые почвы много отражают солнечных лучей, влажные много тратят тепла на испарение и т. п. Следовательно, говоря о значении климата, мы должны помнить, что для процесса почвообразования имеет значение не атмосферный климат, но климат почвы, который, хотя всегда зависит от климата атмосферного, в то же время всегда от него чрезвычайно сильно отличается.
Для почвообразования важна вся совокупность перечисленных выше факторов, весь комплекс их. В результате взаимодействия и борьбы этих факторов процесс почвообразования приобретает то или иное реальное направление. Сущность почвообразовательного процесса заключается в разрешении противоречий, создаваемых совместным существованием и взаимодействием различных факторов.
Обратимся теперь к конкретному анализу отдельных главнейших типов почв и условий, наиболее благоприятствующих их возникновению.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Вконтакте
Одноклассники
Почвообразование представляет собой сложный естественный процесс почвообразования из горных пород под влиянием факторов почвообразования в биогеосфере Земли.
Почвообразование является важным звеном в процессе геологической и биологической циркуляции веществ и энергии. Геологический цикл Это процесс переноса материи с суши на океан и обратно. Биологическая циркуляция Это комбинация процессов обмена веществ и энергии между почвой, родительскими камнями, атмосферой и биотой.
Почвообразование — это особый процесс биосферы, в результате которого земля приобретает ряд специфических характеристик, которые отсутствуют в материнских породах, почвенные формы и почва отличаются от всех других компонентов биосферы.
Среди наиболее важных из этих характеристик — наличие в почве определенного органического вещества — гумус для почвы и биофильного элементы. Элементы биопленки — это элементы, которые живые организмы поглощают из геохимической среды организмами и используют их в жизнеустойчивых процессах. К ним относятся макрохронил-N, C, O, N, Ca, Mg, Na, K, P, S, C, Si, Fe и микроэлементы — Cu, Co, Mn, Zn, V, Ni, Mo, Sr, B, Se, F, Br, I.
Почва приобретает определенную структуру из-за образования почвы.
Профиль почвы — это система горизонты , более или менее параллельно суточной поверхности, происхождение которой обусловлено механизмами почвообразования.
Основные факторы почвообразования
Процесс почвообразования осуществляется под воздействием природных условий вне факторов почвообразования.
Факторы почвообразования должны быть разделены на два типа: природные (природные) и искусственные (искусственные).
Природные (природные) факторы.
Существует шесть природных факторов почвообразования:
1. Родители или почвообразующая почва;
2. климат;
3. облегчение;
4. растения и живые организмы;
5. Масса земли
Все природные факторы эквивалентны.
Каждое из них оказывает особое влияние на формирование почвы и без сотрудничества ни с одним из них, образование почвы невозможно.
Каменный пол является основой, из которой формируется почва. Минеральная часть в большей части почвы составляет 90-95% от массы почвы.
приписывать две основные функции Массовая шкала в формировании почв: формирование почвенного состава массы и каменного камня. Состав пород определяет химический, минералогический, гранулометрический состав будущей почвы (рис.
2.2). Например, самая богатая почва образуется на карбонатной глине, но песок хуже, но теплее и лучше вентилируется. Порода в значительной степени определяет степень почвообразования. Матерью-породами на территории России являются преимущественно четвертичные осадочные смешанные породы.
Рисунок 2.2.
Функции и роль почвы, образующей почву в образовании почвы.
Климатический фактор определяет наличие почвообразования с влажностью (атмосферными осадками) и энергией (солнечная радиация — свет и тепло).
Климат в разных широтах отличается. Существуют арктические, субарктические, умеренные, субтропические и тропические климатические условия. В зависимости от климатических условий зоны растений различаются в зависимости от количества растительного органического вещества и, следовательно, от скорости и продолжительности биологического цикла, а также от типа процесса формирования почвы.
Приятный для жизни гидротермальные условия обеспечивают поток в почвенных процессах, влияют на сообщество растительных и животных организмов, повышают их продуктивность, что в конечном итоге влияет на интенсивность почвообразования.
Известно, что при повышении температуры на 10 ° С скорость химических реакций возрастает в 2-4 раза (правило Ванта Хоффа) (табл. 1).
Таблица 2.1. Активная температура в разных географических зонах
* Количество активной температуры — мера количества тепла и количества, выраженная среднесуточная температура воздуха или почвы, превышающая определенный порог: 0, 5, 10 ° C или биологическая минимальная температура, необходимая для развития растений.
Например, потребность в некоторых культурах в жару: яровая пшеница 1200-1700; овец -1000 ÷ 1600; проза — 1410 ÷ 1950; гречка — 1200 ÷ 1400; кукуруза — 1100 ÷ 2900; картофель — 1200 ÷ 1800.
Водный режим географических полос определяет соотношение между среднегодовым количеством осадков и годовой волатильностью — так называемым коэффициентом влажности (CG).
Высоцкий Н.Н.. Иванова. Это самый объективный показатель атмосферной влаги. С CU >1 смачивание является чрезмерным (видно на высоких широтах — около севера и юга от 50-й параллели) и с CU<1 — недостаточная влажность (например, в пустыне, КУ практически приближается к нулю).
рельеф зависит от характера обмена низкими и возвышенными поверхностями суши.
Существует три типа рельефа: микрорельеф (колебание до нескольких метров); мезорельеф (высота до нескольких десятков метров); макрорельеф (колебания высоты от нескольких десятков до нескольких сотен метров). Эффект рельефа связан с количеством света, тепла и влаги, поступающих на поверхность почвы. На уровень освещенности и потепления почвы влияет наклон рельефа, экспозиция склона и склон (на южном склоне больше тепла, чем на северном склоне).
Рельеф перераспределяет воду из атмосферы. Большая часть воды поступает в нижнюю часть рельефа. Все шаги на земле являются положительными элементами рельефа, они имеют наименьшую влажность. Обычно верхняя мягкая скала (валуны, камень, гравий) снизу до тонкого и тонкого механического состава (глина, глина).
Положительные элементы рельефа не участвуют в процессах почвообразования из подземных вод, а также задействованы отрицательные элементы. Рельеф влияет на климатические условия и, следовательно, на жизнь растений, животных, микроорганизмов, перераспределение тепла и влаги, что в целом влияет на процессы почвообразования.
Кроме того, рельеф заставляет массу почвы двигаться по склонам из-за процессов эрозии и накопления.
черты растения и живые организмы в почве очень разнообразны. Почвообразование — это биогенный процесс, который начинается с появления растений и живых организмов на огромных кристаллических или осадочных породах.
Овощные и живые организмы являются единственным источником органического вещества, которое служит материалом для образования гумусовой почвы. Другая важная функция организмов основана на способности живого вещества избирательно поглощать элементы из почвы.
Из-за этого организмы во многом определяют химический состав почвы. 2.2. растений и живых организмов, без которых процесс почвообразования невозможен.
Зеленые более низкие растения в процессе роста используют энергию солнечного излучения, которая в биологическом цикле включает огромное количество химических элементов, которые ежегодно генерируют около 233 миллиардов.
т органического вещества на поверхности и в почве. Корни растений концентрируются, механически ослабляют почву, повышают проницаемость горных пород и воды, изменяют свойства родительского тушения, что способствует развитию микроорганизмов.
Микроорганизмы, выделяемые ферментами, разрушают органическое вещество и образуют органоминеральные соединения — гумус.
Согласно E.N. Мишустин (Mishustin, 1987) отличает количество микроорганизмов от сотен г 1 г натриол-подзолистой почвы до 3 миллиардов черноземных почв. Масса микроорганизмов может составлять от 3 до 8 т / га в чернозем.
Грибы разрушают целлюлозу, лигнин и другие органические вещества в почве и способствуют образованию гумуса.
Дождевые черви (обитающие на глубинах до 12 м), дующие в землю, вентиляция и рыхление, что способствует развитию корневой системы растений, кроме того, рециркуляция органических отходов в гумус.
В течение года черви, которые живут на 1 га, могут перерабатывать до 100 тонн органических остатков и смешивать ~ 120 тонн почвы.
Насекомые и животные также активно разрушают органическое вещество, минерализуют его и, таким образом, действуют как посредники в обмене между почвой, атмосферой, которая обеспечивает циркуляцию питательных веществ.
Земная гравитация. А. А.
Родос и В. Н. Смирнов считают, что гравитационное поле Земли является фактором, определяющим уменьшение процесса движения жидкости и твердых тел.
время . Возраст почв рассчитывается с начала процесса почвообразования.
Земля, естественно, естественное тело, которое постоянно меняется. Предполагается, что форма, которая сегодня является всей существующей Земной Землей, является только одной фазой в длинной и непрерывной цепочке развития, а некоторые из сегодняшних почвообразований, в прошлом представляющих другие формы в будущем, могут иметь серьезные преобразования даже без резкого изменения внешнего условия.
отлично абсолютно и относительный возраст земля. Абсолютный возраст почвы называемый интервалом времени, прошедшим с момента создания страны до нынешнего этапа ее развития.
Почва была сформирована, когда на поверхности появился зародышевый камень и начал происходить в процессах почвообразования. Например, в Северной Европе процесс современного почвообразования начал развиваться после окончания последнего ледникового периода.
Но в разных частях земли, которые одновременно были освобождены водой или ледниковым покровом, почва во все времена не всегда будет иметь такую же степень развития.
Это может быть связано с различиями в составе почвы, почвообразовании, рельефе, растительности и других обстоятельствах. Относительный возраст почв назвал разницу в стадиях развития почв в одной общей области, которая имеет тот же абсолютный возраст.
Разработка зрелого почвенного профиля для различных условий составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.
(По данным Л. Александровского, увеличение толщины гумусового горизонта примерно до 15 см происходит около 100 лет). Возраст земли в целом и, в частности, почва и изменения условий почвообразования во время их развития оказывают значительное влияние на структуру, свойства и состав почвы. В подобных географических условиях почвообразования почвы с разным возрастом и историей могут значительно отличаться и относиться к разным классификационным группам.
Таким образом, можно сказать, что все природные факторы почвообразования взаимосвязаны и функционируют одновременно, что влияет не только на интенсивность биологического цикла и образование почвы, но и между собой.
Таким образом, изменение условий микроклимата может привести к изменению растительного покрова и почвы. Почвы могут влиять на изменение растительности и изменять среду микроклимата
Антропогенные (искусственные) факторы . Влияние экономической активности человека на формирование почвы приводит к регулированию состава и природы растительности, изменению свойств самой почвы и процессов, происходящих в них.
В огромных лесных и сельскохозяйственных районах проводится механизированная обработка почвы, которая разрушает естественную растительность, эксплуатирует леса, мелиоративные, органические, бактериальные и минеральные удобрения. Изменения естественных физических и химических свойств почвы, изменения процессов почвообразования, нежелательных для человека, изменения, изменения биологических свойств.
Увеличивая, например, содержание кальция (известкование) в почве, становится больше органического вещества, изменяется реакция среды, увеличивается количество микроорганизмов и питательных веществ; В результате увеличивается плодовитость почвы. Деградация останавливает болотистый процесс, вымачивание в сухих районах создает условия для накопления органического вещества в почве, повышает плодородие почвы и приносит растения.
Из-за экономической активности человека меняется природа и интенсивность биологического цикла веществ, почва дополнительно получает органические вещества и питательные вещества, образуется сильный сельскохозяйственный горизонт, вырабатываются возделываемые почвы с повышенной плодовитостью.
Различные виды экономической деятельности охватывали 500 миллионов гектаров земли. Однако использование ненадлежащих методов управления обусловливает развитие неблагоприятных процессов почвообразования: очистка воды, засоление, разрушение органического вещества и потеря питательных веществ.
Образование почв: факторы, условия и фазы
Почвообразование — это долговременный процесс почвообразования с субстрата (матовая шкала) под влиянием многих факторов.
До процесса почвообразования слишком много времени и разрушений породы.
Это происходит под воздействием ветра, воды, температурных изменений, механических и химических воздействий организмов. В этом случае образуется так называемая непроницаемость, нижний предел которой зависит от горизонта подземных вод, протекающих по толщине.
Толщина погодного слоя может достигать 500 метров, а его верхняя часть составляет основу для развития процессов почвообразования.
Факторы почвообразования
Образование почвы связано с созданием определенных условий, которые называются факторами формирования почвы.
Ученый-почвовед В.В. Докучаев назвал пять факторов почвообразования: климатические характеристики, материнскую шкалу, рельеф, биологический фактор и почвенный возраст (временный). Современная наука вместе со списком рассматривает еще два: антропогенное воздействие и влияние грунтовых вод подземных вод.
Каменный пол
Подземный субстрат, образующийся при погодных условиях и разрушении пород, является основой для последующего образования почвы.
На характеристики полученного слоя почвы непосредственно влияют свойства породы: основной состав, плотность, теплопроводность, водопроницаемость и другие.
климат
Двумя основными показателями, которые образуют определенные климатические условия в определенной области, являются влажность и тепло.
Количество солнечной радиации и осадков за один год, их распределение (как сезонное, так и ночное) способствуют возникновению какого-то почвообразования.
Температура воды и температура в почве зависят от степени влажности и тепла. Ветер помогает изменить вентиляцию, перемещать частицы почвы. Косвенным воздействием климата является создание конкретных условий обитания живых организмов, представление видов и жизнедеятельность которых влияют на процессы почвообразования.
рельеф
Рельеф может оказывать прямое влияние на формирование почвы — это выражается, например, в движении масс пола по крутому склону (оползневый процесс).
Однако косвенное влияние этого фактора более выражено. Отдельные рельефные элементы участвуют в распределении тепла и влаги: например, при наличии важных образований (гор) наблюдается заметное изменение температуры — выше, холоднее. Макроэлементы рельефа определяют наличие площади в распределении растительности, а образование почв, мезофонов и микроэлементов влияет на формирование определенного микроклимата на относительно небольших участках.
Биологический фактор (организмы)
Из-за взаимодействия совокупности абиотических факторов (рельефных и климатических характеристик, родительского масштаба, времени) возможен только рыхлый сплит-субстрат, но не почва.
Особое значение биологического фактора связано с тем, что появление живых организмов на планете позволило сформировать почвенный покров.
Роль отдельных групп организмов в процессе почвообразования
- Микроорганизмы, контролирующие горный субстрат, играют решающую роль в инициировании процесса почвообразования, разложении органического вещества и синтезирующих веществ, поглощаемых растениями.
- Растения являются основными участниками процесса формирования почвенного слоя.
Огромное количество биомассы, которая непрерывно производится во время фотосинтеза, умирает и гниет, образует сложное гумусовое органическое вещество, содержащее элементы, необходимые для питания автотрофов.
В дополнение к образованию живого вещества растительные организмы выполняют функцию хранения, избирательно поглощают и накапливают различные элементы (Ca, K, Na, Fe, S и т. Д.), Которые впоследствии попадают в почву.
- Роль представителей животного мира в образовании почвы в первую очередь заключается в превращении органического вещества. Кроме того, черви, грызуны, насекомые и другие организмы выкапывают, выделяют, смешивают массы почвы в процессе их деятельности, что улучшает вентиляцию и повышает интенсивность процесса почвообразования.
Живые организмы состоят из сложных сообществ, которые оказывают значительное влияние на формирование почвы.
Ведущая роль принадлежит растениям: они определяют тип образования, от которого зависят характеристики процесса почвообразования. Почва, образованная в темных каменистых лесах, значительно отличается по свойствам почвы, которые образуются в травянистых травянистых сообществах.
Фактор времени
Все процессы, которые начинаются с погоды и механического разрушения материнской шкалы, существуют уже давно.
Ученые почв учитывают абсолютный и относительный возраст почвы. Абсолютный возраст — это время, прошедшее с начала земного творения до нынешнего состояния. Относительный возраст выражается в том случае, когда на той же территории образуется большое количество факторов, образующих почву, что приводит к процессу, протекающему на разных этапах в разных участках.
В результате профиль пола неравномерно развит — относительный возраст таких почв будет неравным.
грунтовая вода
Наиболее заметный эффект этого фактора проявляется, если подземные течения происходят на небольших глубинах: изменение уровня воды и воды в почве (обогащение или, наоборот, сушка территории). Соединения, растворенные в грунтовых водах, приводят химические вещества в почву и обогащают их.
Антропогенный эффект
Этот фактор отличается от других тем, что его действие направлено.
Лесовосстановление, мелиоративные мероприятия, механическая обработка почвы, использование химических удобрений — все это вызывает изменения в структуре и свойствах почвы: они выращены. Однако часто следствием экономической активности является возникновение разрушительных процессов и разрушение почвы из-за слишком интенсивных или нерегулярных воздействий. С развитием цивилизации усилилось давление на почву, производимое различными техническими средствами.
Следовательно, почва прессуется, застой влаги, происходит ухудшение вентиляции, что приводит к гибели многих групп живых организмов, обитающих в слое почвы.
Фазы проектирования и эволюционные изменения в почве
Существует несколько этапов проектирования почвы:
- в начальной фазе: характерные свойства почвы плохо выражены, толщина профиля и объем биологического цикла ничтожны;
- уровень развития: повышение продуктивности экосистемы, что приводит к увеличению объема биологического цикла, толщины гумуса, появлению характерных свойств и свойств почвы;
- фаза равновесия: на этом этапе почва находится в относительно стабильном состоянии, мы видим динамический баланс.
Третий этап может длиться неопределенный период до тех пор, пока не будут выполнены какие-либо условия (изменение фактора или их комбинации, саморазвитие), нарушающие результат баланса экосистемы.
Началась степень эволюции, которая представляет собой этап развития в изменившихся условиях. Из-за интенсивных технологических процессов качественно разные полы формируются с комплексом новых свойств, равновесная фаза начинается снова. Большая часть почвы характеризуется обменом этих двух фаз в процессе эволюции.
Свойства почвы зависят от конкретного сочетания тех условий, при которых происходит почвообразовательный процесс. Главные факторы, влияющие на образование почв — это почвообразующие породы, живые и отмершие организмы (зелёные растения, микроорганизмы и животные), климат, рельеф, возраст почв и производственная деятельность человека.
Почвообразующие породы — это горные породы, представляющие собой рыхлую кору выветривания, образующуюся в результате развития экзогенных процессов (внешние силы, солнце).
Гранулометрический состав материнских пород определяет гранулометрический состав почв и в значительной степени их физические и водно-физические свойства: плотность, пористость, водопроницаемость, влагоемкость и т.д.
От него зависят скорость и характер превращения в почве растительных и животных остатков, а также органических удобрений.
Химический состав материнских пород влияет на химический состав почв. Большое значение имеет карбонатность материнских пород. Ca2+Mg2+ карбонатов нейтрализуют фульвокислоты и тормозят развитие подзолообразовательного процесса.
Поэтому в нашей зоне на карбонатных породах образуются дерново-карбонатные почвы, обладающие высокой плодородностью по сравнению с дерново-подзолистыми почвами.
Карбонаты способствуют образованию в почве благоприятной структуры, реакции и т.д.
Химический состав материнских пород оказывает большое влияние на содержание в почве элементов питания. Почвы, образовавшиеся на бедных по химическому составу породах, содержат меньше Р, К и других элементов питания.
Минералогический состав материнских пород определяет минералы и валовой химический состав почв, количество и состав глинистых минералов в почве от которых во многом зависит поглотительная способность почв, оказывающая большое влияние на плодородие.
Зеленые растения, микроорганизмы и животные организмы: роль их велика.
Растительность определяет количество, состав и характер поступления органических остатков, которые служат исходным материалом для образования гумуса, аккумулируют элементы зольного питания и азот в верхнем горизонте почвы. Растения способствуют разложению минералов, активно воздействуют на водно-воздушный режим почвы.
Микроорганизмы (бактерии, грибы, водоросли и др.) разлагают органические остатки, минерализуя их до простых солей, которые доступны растениям.
Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе минералов.
Животные организмы (черви, насекомые). Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву, которая пропитывается их выделениями, приобретая форму склеенных комочков и становиться структурной. Землерои перемешивают почву, изменяют её сложение и влияют на формирование микрорельефа местности.
Климат — это совокупность атмосферных условий, характерных для определенной территории. Он зависит от географического положения территории, которое определяет приток солнечной энергии и количество осадков. Основные элементы климата — температура воздуха, осадки, ветер и многолетняя мерзлота.
Осадки и t определяют водный и тепловой режимы почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушении минеральной части почвы.
Ветер способствует процессу физическому выветриванию горных пород и вызывает ветровую эрозию почв.
Под его влиянием происходит опесчанивание верхнего горизонта почвы, развитие каменистых и щебнистых почв, он способствует засоленности почв.
Рельеф — это характер поверхности определенной территории.
3 формы: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф.
Макрорельеф — самые крупные формы возвышенности, плато, равнины, ущелья и другие, которые определяют общий облик большой территории.
Мезорельеф — это формы рельефа меньшего размера холмы, камы, озы, речные долины и т.д., которые образуются в результате экзогенных процессов.
Микрорельеф — характеризуется незначительной площадью глубиной и высотой бугорки, кротовины и т.д. От рельефа зависит перераспределение влаги; склоны теряют, а в понижениях накапливается избыток.
С рельефом тесно связан уровень грунтовых вод: на возвышенности на значительной глубине, в понижениях часто подходит к поверхности. Близкое залегание грунтовых вод приводит к образованию болот; Рельеф влияет на тепловой режим почв: северные склоны получают меньше тепла, чем оно, хуже прогревается. Это отражается на водном режиме и характере растительности.
Возраст почв — это время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего времени.
Возраст исчисляют тысячами и десятками тысяч лет. Производственная деятельность человека играет большую роль осушение и орошение почв, вырубка и посадка лесов, создание водохранилищ — все это воздействует на водный режим территории и почвы. Внесение органических и минеральных удобрений известкованием кислых или гипсовых щелочных почв, меняют их свойства и питательный режим обработки почвы, посев и возделывание сельскохозяйственных культур вызывают изменения физических, химических и биологических свойств.
Неправильное осуществление мероприятий может привести к заболачиванию, засолению почв, резкому ухудшению их физических и химических свойств, развитие эрозии и т.д. Поэтому человек должен воздействовать на почву так, чтобы улучшались ее свойства.
Основные факторы почвообразования.
Основные факторы почвообразования – климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический возраст территории, а также хозяйственная деятельность человека (рис.
Рис. 5.1. Взаимосвязь почвообразующих факторов и почвы во времени
Материнская порода в процессе почвообразования превращается в почву и от её гранулометрического (механического) состава и структурных особенностей зависят физические свойства почв – водо- и воздухопроницаемость, водоудерживающая способность и пр., а следовательно, водный и тепловой режим почвы, воздушный режим, скорость передвижения веществ в почве и др.
Минералогический состав материнской породы определяет минералогический и химический состав почв и первоначальное содержание в ней элементов питания для растений. По окончании почвообразовательного процесса материнская порода становится по отношению к почве подстилающим телом и влияет на обмен газами, влагой и растворенными в ней солями и тепловой энергией между ней и почвенной толщей.
Водный режим почвы , совокупность всех явлений, определяющих поступление, передвижение, расход и использование растениями почвенной влаги.
Водный режим почвы – важнейший фактор почвообразования и почвенного плодородия.
Главный источник почвенной влаги – атмосферные осадки; иногда значительную роль играют также близко расположенные грунтовые воды; в районах орошаемого земледелия большое значение имеют поливы.
Воды атмосферных осадков и талые воды могут частично стекать, образуя поверхностный сток, а часть воды поступает в почву и расходуется растениями.
Почвенная влага может находиться в парообразном, жидком и твёрдом (лёд) состояниях.
Различают воду связанную , удерживаемую сорбционными силами, и свободную, находящуюся в почвенных порах вне влияния сорбционных сил. Связанная (сорбированная) вода удерживается поверхностью почвенных частиц с очень большой силой; эта вода практически недоступна растениям.
Свободная почвенная влага может быть гравитационной, передвигающейся под преимущественным влиянием силы тяжести и капиллярных сил. Над грунтовой водой залегает зона капиллярной каймы, влага которой легко перемещается под совокупным влиянием капиллярных сил и тяжести; эта влага легко доступна растениям.
Растения могут иссушить почву до такого состояния, при котором начинается их завядание. Такую степень увлажнения принято называть почвенной влажностью устойчивого завядания растений, почвенную влагу сверх влажности завядания – продуктивной влагой.
Водный режим почвы зависит от свойств самой почвы, условий климата и погоды, характера природных растительных формаций; на обрабатываемых почвах - от особенностей выращиваемых культурных растений и техники их возделывания.
Выделяют следующие семь типов водного режима почв (рис.
Мерзлотный формируется на территории распространения многолетнемёрзлых горных пород. Особенность его – наличие на некоторой глубине постоянно мёрзлого слоя, над которым в тёплое время года образуется надмерзлотная верховодка.
Промывной , при котором почва возвращает в атмосферу меньше влаги, чем её получает (избыток влаги просачивается в грунтовые воды); свойствен таёжной зоне с подзолистыми, дерново-подзолистыми и подзолисто-болотными почвами.
При периодически промывном типе лишь в отдельные годы возврат влаги в атмосферу меньше её поступления; типичен для лесостепной зоны с серыми лесными почвами.
Непромывной режим отличается тем, что количество возвращаемой в атмосферу влаги приблизительно равно поступлению её с осадками.
Осадки промачивают почву не на всю глубину; причем между промоченным слоем почвы и зоной капиллярной каймы возникает горизонт с постоянной низкой влажностью (близкой к влажности завядания), называемый мёртвым горизонтом иссушения. Встречается в степной зоне (с чернозёмными и каштановыми почвами) и в полупустынях.
Десуктивно-выпотной и выпотной водные режимы наблюдаются в условиях сухого климата; в почвах, которые питаются не только атмосферными осадками, но и влагой неглубоко расположенных грунтовых вод.
Десуктивно-выпотной В. р. п. возникает в тех случаях, когда поднимающаяся грунтовая влага почти целиком перехватывается корнями растений. При выпотном режиме грунтовые воды достигают поверхности почвы и испаряются, что часто приводит к засолению земель.
Ирригационный режим создаётся в условиях поливного земледелия; многократные поливы промачивают почву на всю глубину проникновения корней, а иногда (при необходимости промывки почвы от избытка солей) и глубже.
Регулирование водного режима почв преследует цель – поддерживать в корнеобитаемом слое в течение всего вегетационного периода достаточное количество продуктивной влаги.
При этом очень важно, чтобы часть почвенных пор оставалась занятой воздухом, необходимым для жизни растений и нормальной деятельности микроорганизмов. Достигается это системой агротехнических и агромелиоративных мероприятий.
Тепловой режим почвы изменение теплового состояния почвы во времени.
Главный источник тепла, поступающего в почву, – солнечная радиация. Тепловое состояние почвы определяется теплообменом в системе: «приземный слой воздуха–растение–почва–горная порода». Тепловая энергия почвы принимает участие в фазовых переходах почвенной влаги, выделяясь при льдообразовании и конденсации почвенной влаги и расходуясь при таянии льда и испарении. Поступление солнечной радиации на поверхность почвы ослабляется растительностью, а охлаждение почвы зимой – снежным покровом. Скорость и направление теплового потока определяются направлением и величиной градиентов температур и теплоёмкостью, теплопроводностью и температуропроводностью почвы.
Численное значение названных свойств (эффективная величина) зависит от влажности, плотности сложения, гранулометрического (механического), минералогического, химического состава почвы. Тепловой режим почвы обладает вековой, многолетней, годовой и суточной цикличностью, сопряжённой со сменой режимов инсоляции и излучения. В среднем многолетнем выражении годовой баланс тепла данной почвы равен нулю, а среднегодовая температура одинакова во всём её профиле.
Суточные колебания температуры почвы охватывают толщу почвы мощностью от 20 см до 1 м. годовые – до 10–20 м. Тепловой режим почв формируется под воздействием климатических условий, но имеет и свою специфику, связанную с теплофизическим состоянием как самой почвы, так и подстилающих её пород; особое воздействие на него оказывают многолетнемёрзлые породы.
А он оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растительности. Важный показатель теплообеспеченности растений почвенным теплом – сумма активных температур почвы на глубине пахотного слоя (0,2 м). Для регулирования теплового режима почв применяют тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление, густота посева, затенение, плёночные покрытия, искусственный обогрев и пр.).
Схема влагооборота водного баланса (по Л. А. Роде) при водном режиме промывного (а), непромывного (б) и выпотного (в) типа
1 – осадки; 2 – влага, задержанная кронами; 3 – поверхностный сток; 4 – физическое спарение; 5 — внутрипочвенный сток; 6 – влага, потребляемая растениями; 7 – грунтовый сток; 8 – испарение и влага, потребляемая растениями
Предыдущая891011121314151617181920212223Следующая
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Вопрос 37Основные параметры, характеристика факторов почвообразования. Роль факторов в процессах почвообразования.
В.В. Докучаев выделил пять факторов почвообразования – климат, почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности. В современном почвоведении к перечисленным факторам добавляют хозяйственную деятельность человека, грунтовые воды.
Почвообразующие породы. Горные породы, на которых формируются почвы , называют почвообразующими или материнскими.
Самыми распространенными являются рыхлые осадочные породы. Имеют плейстоценовый (четвертичный) возраст. Покрывают 90 % территории внетропической части северного полушария. Осадочные породы отличаются рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью и другими благоприятными для почвообразования свойствами.
Мощность их может достигать больше сотни метров.
Рельеф принадлежит к числу важнейших факторов почвообразования. Влияет на почвообразование главным образом косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши.
Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия на почву грунтовых вод.
Климат.
Большое влияние на развитие почвообразовательных процессов оказывает климат. С ним связано обеспечение почвы энергией (теплом) и водой. Именно они определяют гидротермический режим почвы.
Воды. Формирование почв происходит под влиянием поверхностных и грунтовых вод. Их роль сводится главным образом к перемещению взмученных веществ, растворенных соединений под влиянием гравитационных и капиллярных сил, гидролизу почвенных минералов; при застое воды развиваются глеевый и болотный процессы.
Биологический фактор.
Является ведущим в процессе почвообразования. Его развитие стало возможно только после возникновения жизни. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.В почвообразовании участвуют следующие группы организмов: микроорганизмы, зеленые растения и животные.
Действуя совокупно, они образуют сложные биоценозы.
Совершенно особый фактор почвообразования – время . Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время.
Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени. Возраст почвы – продолжительность существования почвы во времени. Почвообразовательный процесс, как и всякий другой, протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годовой, многолетний) вносит определенные изменения в преобразование минеральных и органических веществ в почве.
Степень накопления веществ в почве или их вымывания может определяться продолжительностью этих процессов, Поэтому фактор времени («возраст страны», по В.В.
Докучаеву) имеет определенное значение в формировании и развитии почв.
Хозяйственная деятельность человека – мощный фактор воздействия на почву, особенно в условиях возрастающей интенсификации сельского хозяйства. От всех остальных факторов резко отличается по своему влиянию на почву. Если влияние природных факторов на почву проявляется стихийно, то человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет ее в соответствии со своими потребностями.
С развитием науки и техники, с развитием общественных отношений использование почвы и ее преобразование усиливаются.
ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС - процесс формирования почв, сущность которого состоит во взаимодействии организмов и продуктов их распада с горными породами и продуктами их выветривания.
Таким образом, почвообразовательный процесс возникает на контакте литосферы и биосферы в результате их взаимопроникновения. Наряду с литосферой и биосферой источником веществ, участвующих в почвообразовательном процессе, являются атмосфера и гидросфера. Основной источник энергии почвообразовательного процесса заключается в солнечной энергии как прямой, так и конденсированной в остатках организмов, просачивающейся через почву воде и т. д.
Почвообразовательный процесс очень сложен, он включает разнообразные хим., физич. и, биол. явления, протекающие одновременно и в различных направлениях. Эти явления можно объединить в 3 группы - разложение, синтез и передвижение . В почве идёт распад растительных, и животных организмов, различных минералов и обломков горных пород; в ней синтезируются особые формы органического вещества (гумус) и различные вторичные минералы (преим. глинистые минералы, минералы окислы и простые соли); продукты разложения и синтеза в виде истинных и коллоидных растворов, а также взвесей перемещаются вниз по профилю, а при близком залегании почвенно-грунтовых вод и вверх с их капиллярными и плёночными токами. Указанные основные группы процессов в свою очередь многообразны.
Разложение различных веществ в почве может идти быстро и до конечных продуктов или медленно с образованием многообразных промежуточных форм; синтез может создавать весьма разнообразные по составу и свойствам вторичные минералы и различные формы органического вещества; процессы перемещения могут быть направлены вниз, вверх, в сторону (на склонах), могут осуществляться быстро и в больших объёмах или очень медленно. Разные сочетания этих процессов образуют различные конкретные формы почвообразовательного процесса, создающие определенные генетические группы почв. Для каждой из этих групп характерен определенный почвенный профиль, создающийся в результате процессов превращения и перемещения и представляющий собой сочетание генетических почвенных горизонтов. почвообразовательный процесс является непрерывным процессом во времени вместе с развитием почвы и всего ландшафта.
Факторы почвообразования (термин предложенный В.В. Докучаевым) – это среда (климат, биота, почвообразующие породы) и условия (рельеф местности, гравитационное и электромагнитное поля, время), под воздействием которых формируется почва.
Природные условия, от которых зависит ход и скорость почвообразовательных процессов, В. В. Докучаев назвал факторами почвообразования. К ним ученый отнес растительный и животный мир, климат, почвообразующие породы, рельеф местности, возраст почв
Производственная деятельность человека может изменять как факторы почвообразования, так и сами почвы и их свойства. Поэтому хозяйственная деятельность человека также важный фактор почвообразования
Растительный и животный мир . Растительные и животные организмы - ведущий фактор в почвообразовании. Только растения способны создавать органическое вещество, которое в дальнейшем служит источником энергии для почвообразовательных процессов. Количество и состав органического вещества, распределение его по поверхности и горизонтам почвы, интенсивность разложения не одинаковы, они зависят от состава растительности. На особую роль состава растительности в почвообразовании впервые обратил внимание В. Р. Вильяме. Современная классификация (Н. Н. Розов) по доле участия в почвообразовании различает следующие группы растительности: деревянистая, травянистая, пустынная, мхи и лишайники.
Климат оказывает как прямое, так и косвенное влияние на почвообразовательные процессы. Атмосферные осадки и тепло определяют интенсивность биохимических процессов в почве, водный и тепловой режимы ее. Во влажных областях, просачиваясь в почвенную толщу, вода растворяет, выщелачивает и переносит в другие горизонты или даже в грунтовые воды различные соединения
В сухих областях преобладают процессы испарения воды из почвы. В верхних горизонтах накапливаются водорастворимые соли. Образуются засоленные почвы
Рельеф местности . Влияние рельефа на процессы почвообразования особенно сильно проявляется в горах. Неодинаковые условия увлажнения, разное количество тепла и света на склонах гор обусловливают формирование разнообразной растительности и разных почв
68. Типы загрязнений городской среды и их классификация
Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не свойственных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего (в пределах его крайних колебаний) уровня их концентрации.
Загрязнение природных сред может быть вызвано как техногенными, так и природными процессами.
Растительный покров города находится под мощным техногенным воздействием различных техногенных факторов городской среды, связанных с химическим загрязнением почвенного покрова, грунтовых вод и атмосферы.
Наиболее пагубное влияние на растительность в пределах урбанизированных территорий оказывают три основных фактора:
1.комплексное антропогенное воздействие в пределах городской застройки;
2.загрязнённость воздушного бассейна и почв;
3.рекреационные нагрузки (вытаптывание, создание пожароопасной ситуации, физическое уничтожение).
Определенное значение имеют некоторые формы физического загрязнения, в частности электромагнитного. При совместном воздействии различных факторов происходит угнетение растений, деградация и гибель отдельных экземпляров и целых групп.
Почва - уникальное природное образование, характеризующееся плодородием. Довольно часто в к этому слову употребляется «земля». Как образовалась почва на нашей планете и какие факторы повлияли на данный процесс?
Что такое почва?
Это верхняя прослойка суши на земном шаре. Образование почвы происходило под действием на ряда факторов. Она обладает своим неповторимым составом, строением и свойствами.
Это одна из самых важных составляющих биосферы и биоценозов на Земле, поскольку здесь осуществляется поддерживание экологических связей абсолютно всех живых существ с твердой, жидкой и газообразной оболочками планеты.
Докучаев, который наиболее подробно занимался изучением вопроса о том, как образовалась почва, называл ее «отражением ландшафта», потому что через нее выражаются главные особенности конкретного района. Почвенный покров одновременно является определяющим для растительных сообществ, но в то же время сам зависит от них.
Свойства почвы
Наиболее важным свойством почвенного покрова является плодородие, выражающееся в его способности к обеспечению развития и роста растений.
К физическим свойствам относят:
- механический состав (плотность и размер почвенных частиц);
- влагоемкость (способность впитывать и удерживать воду);
- микробный состав;
- кислотность.
Факторы образования почвы
Ход процесса почвообразования напрямую зависит от природных условий или факторов, в которых он протекает. Также необходимо учитывать их комбинации, поскольку они определяют направленность всего процесса.
Условия образования почвы подразделяют на пять типов:
- почвообразующая порода;
- растительные сообщества;
- деятельность животных и микроорганизмов;
- климатические условия;
- рельеф;
- возраст почвенного покрова.
В настоящее время также отдельно выделяют еще два фактора - воздействие воды и человека. В вопросе о том, как образовалась почва, ведущим фактором является биологический.
Почвообразующие породы
Абсолютно весь почвенный покров нашей планеты начал образовываться на основе горных пород. Определяющим фактором является их химический состав, поскольку почвенный покров вбирает в себя часть материнских пород. На характер и направленность процесса влияют свойства горных пород, такие как плотность, пористость, способность проводить тепло, размер микрочастиц.
Климат
Влияние климата на весьма многообразно. Основными факторами воздействия климата являются осадки и температурный режим. Условиями для процесса выступают количество теплоты, влажность, а также их циркуляция и распределение в пространстве. Климатический фактор проявляется и в процессе выветривания. Климат также оказывает косвенное влияние, поскольку определяет существование определенных видов растительных сообществ.
Растения и животные
Растения своими корневыми системами пронизывают материнскую горную породу и доставляют к поверхности ценные минеральные вещества, которые впоследствии преобразуются в органические соединения.
Как образуется перегной почвы? Отмершие части растений, насыщенные зольными веществами, остаются в верхних горизонтах. Благодаря постоянному синтезу и распаду органики на поверхности почвенный покров становится плодородным.
Растительные сообщества изменяют микроклимат местности. К примеру, в лесах летом довольно прохладно, повышена влажность, минимальна сила ветра, в отличие от лугов.
Большое количество живых организмов живет в верхнем плодородном В процессе их жизнедеятельности растения и их органические остатки разлагаются. Впоследствии продукты жизнедеятельности животных вновь поглощаются растениями.
Совокупность растительных и животных сообществ на определенных территориях оказывает влияние на формирование типа почвы. Например, черноземы образуются только под лугово-степным типом растительности.
Рельеф
Данный фактор оказывает косвенное влияние на процесс образования почвы. Рельеф определяет закон перераспределения влаги и тепла. В зависимости от высоты меняется температурный режим. Именно с высотой связана вертикальная зональность в горных районах планеты.
Характер рельефа определяет степень воздействия климата на почвообразование. Перераспределение осадков происходит из-за перепадов высот. В низменных участках влага скапливается, а на склонах и возвышенностях она не задерживается. Южные склоны в северном полушарии получают больше тепла по сравнению с северными.
Возраст почв
Почва является природным телом, которое постоянно развивается. То, каким мы видим сейчас почвенный покров, - это лишь одна из ступеней его непрерывного развития. Даже если почвообразовательные процессы в будущем не изменятся, верхний плодородный слой может подвергнуться коренным преобразованиям.
Возраст бывает двух типов - относительный и абсолютный. Абсолютным возрастом называется время, которое прошло с моменты образования почвенного покрова до настоящей стадии его развития. Однако не все части суши в течение всего периода своего исторического развития являлись ею. Относительный возраст - разница в развитии верхнего плодородного слоя в рамках одной территории.
Возраст может быть различным - от сотен до тысяч лет.
Как образовалась почва?
Этот вопрос интересует уже несколько поколений ученых и исследователей. Рассмотрим ниже общепринятую версию истории почвообразовательного процесса.
Земля имеет твердое раскаленное ядро, которое окружено горячей мантией с вязкой структурой. Сверху располагается внешняя кора, в состав которой входят горные породы.
Четыре миллиарда лет назад Земля начала остывать. В некоторых местах магма выходила на поверхность и образовала базальты, а там, где оставалась под ней, формировались граниты. Первичная материнская порода менялась под действием внешних факторов, постепенно происходил синтез новых минеральных веществ.
После того как в атмосфере появился кислород, начал формироваться осадочный слой. Постепенно в результате процесса выветривания материнская порода становилась более рыхлой и насыщалась кислородом. Таким образом, возникали глины, пески, гипс и известняк.
Общепринятой является точка зрения о том, что жизнь на планете существует вот уже более трех миллиардов лет. Согласно последним исследованиям, в это время на Земле уже жили бактерии и простейшие одноклеточные. Первые живые организмы легко приспосабливались к новым факторам внешней среды и были всеядными. В процессе жизнедеятельности они выделяли некоторые ферменты, которые растворяли горные породы и довольно быстро размножались. Постепенно образующаяся почва заселялась мхами, лишайниками, а затем растениями и животными. В результате такого заселения образовывался перегной.
Почвенный покров очень важен для человека. Его нужно изучать для целей развития сельского и лесного хозяйства, а также для инженерных и строительных изысканий. Знания о свойствах верхнего плодородного слоя земли используются при решении проблем геологической разведки и добычи минеральных ресурсов, здравоохранения, экологии.
