Факторы почвообразования. Рельеф, почвообразующие породы, грунтовые воды, растительность, хозяйственная деятельность человека. Почвообразующие растения
Почвоведение
Факторы почвообразования
Формирование и развитие почвенного покрова, тесно связано с конкретным сочетанием природных факторов почвообразования и влиянием хозяйственной деятельности человека.
В.В. Докучаев выделял пять факторов почвообразования: материнская (почвообразующая) порода; климат; растения; животные организмы; рельеф и время. В настоящее время они пополнились еще двумя: водами (почвенными и грунтовыми) и хозяйственной деятельностью человека.
Почвообразующие породы (или материнские) – это горные породы, из которых почвы формируются. Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса придавая определённую специфику каждому виду почв.
Почвообразующие породы различаются по происхождению, составу, строению и свойствам. Они делятся на магматические, метаморфические и осадочные горных пород.
Минералогический, химический и механический состав пород определяет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формированию гумусового горизонта, его оструктуренности. На кислых породах эти процессы идут значительно медленнее. Повышенное содержание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения породы различаются по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы.
Значение рельефа в формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.
Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, растительности и почв вследствие понижения температуры воздуха с высотой и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам, медленно поднимаются, и постепенно охлаждаются, что способствует достижению точки росы и выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы, опускаясь, нагреваются и становятся сухими. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.
Поверхности разного наклона и экспозиции получают в течение гола неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима.
Все это приводит к возникновению различных растительных формаций, и следовательно неодинаковым условиям гумусонакопления и разложения органического вещества, изменению почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.
В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.
Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).
Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).
Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).
Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов (особенно на склонах с крутизной более 3 0. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почвы. На выровненных территориях в условиях засушливого климата большее значение имеет ветровая эрозия.
Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки, пойменная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к изменению режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных процессов, понижению грунтовых вод) и, как следствие, к развитию почв не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.
Биологический фактор в образовании каждой почвы является ведущим. Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов. Почвообразование происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между растительными, животными организмами и внешними факторами. При этом происходит значительное преобразование материнской породы. Главным условием, обеспечивающим непрерывность этого процесса, является приток лучистой солнечной энергии на поверхность Земли.
В формировании почв принимает участие растительность, животные и микроорганизмы, перерабатывающие минералы горных пород и атмосферные газы. Энергетической основой почвообразовательного процесса является солнечная радиация. На земной поверхности мертвая минеральная природа переходит в органическую и живую, а последняя, отмирая и разлагаясь, снова переходит в мертвую минеральную материю. В процессе постоянного взаимодействия между мертвой и живой природой, а также при их переходе друг в друга в поверхностном слое литосферы происходит формирование разнообразных почв и развивается основное и специфическое свойство каждой почвы – ее плодородие.
Роль растительности. Зеленые растения служат основным поставщиком почв свежими органическими веществами. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия, количество которой может равняться 9,33 ккал на 1 г углерода, что при средней величине накопления растительных остатков 10 т/га составляет 9,33.107 ккал солнечного тепла. Такие огромные ресурсы энергии включаются в естественные процессы почвообразования, а также могут использоваться людьми.
Растительные сообщества извлекают из материнских пород (а в дельнейшем из почв) элементы питания, синтезируют биомассу и тем самым переводят эти легкоподвижные химические элементы в состав сложных органических соединений (гумус), а также возвращают в формирующуюся почву эти соединения в виде отмирающего наземного опада и корней.
Леса характеризуются наибольшей биомассой по сравнению с остальными фитоценозами. Но в лесах (за исключением субтропиков) ежегодный прирост ее меньше, чем в луговых степях, причем в травянистых сообществах до 85 % биомассы составляют корни, органические вещества здесь почти целиком возвращаются в почву. Поэтому под луговыми травянистыми ассоциациями почвы бывают более плодородные, чем под лесами и сухими степями.
В лесных фитоценозах происходит глубокое промачивание почвенной толщи, в результате чего из почвы элювируются (вымываются) растворимые формы органических и минеральных соединений. В травянистых фитоценозах обильные ежегодные растительные остатки концентрируются в верхней части почвенного профиля, образуя перегнойно-аккумулятивный горизонт. Под моховым покровом накапливаются растительные остатки в виде торфа (из-за переувлажнения и медленного разложения их).
Процесс разложения органических остатков зависит также от химического состава: в хвойных лесах зольность опада составляет 1-2 %, в лиственных – увеличивается до 4 %, в степях и полупустынях – 2-4 %, а в опаде галофитной растительности солончаковых пустынь она достигает 14 %.
Растения обладают избирательной поглотительной способностью, которая выражается в том, что их корни извлекают из минерального субстрата химические элементы в нужных соотношениях. Например, в золе растений (особенно в злаках, осоках, хвощах, диатомовых) скапливается очень много кремнезема, в то время как почвенный раствор содержит его ничтожно малое количество. В растениях пустынь накапливается большое количество минеральных солей.
Роль животных в почвообразовании неотделима от существенного влияния растительности и микроорганизмов. Почва является жизненной средой для огромного числа позвоночных и беспозвоночных животных организмов. В процессе питания они измельчают растительную массу и перемещают ее в нижележащие горизонты, перемешивая органические вещества с минеральной частью.
Позвоночные животные (суслики, хомяки, сурки, кроты, слепыши, мыши, тушканчики, ящерицы, змеи, ужи и др.) создают в почвах свои норы и гнезда. Землерои перемещают минеральную массу из глубины почвенного профиля и выносят ее на поверхность. Например, в степной полосе в местах поселения этих животных образовались перерытые черноземы, каштановые и другие почвы.
Особенно большую работу по преобразованию органических остатков в почве производят дождевые черви, а также отчасти личинки многочисленных насекомых. Они осуществляют механическую и химическую переработку органо-минеральной части почвы.
Распространение животных в природе подчиняется закону зональности и имеет тесную связь с характером растительного покрова, климатом, почвообразующими породами.
Все организмы растительного и животного происхождения активно участвуют в малом биологическом круговороте веществ, и, находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью, они способствуют развитию почвенного плодородия.
Климат является одним из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв. От угла наклона солнечных лучей к земной поверхности зависит поступление на нее солнечного тепла. На экваторе такой приток максимальный, а на полюсах Земли – минимальный. В связи с этим совокупность погодных условий на различных географических широтах подчиняется закону климатической зональности.
На почвообразование климат влияет как прямо (определяя энергетический уровень и гидротермический режим почвы), так и косвенно, воздействуя на изменение почв через растительность, жизнедеятельность животных и микроорганизмов.
Многолетний режим погоды (климат) зависит от высоты над уровнем моря и форм рельефа.
Различают две формы проявления климата – макроклимат и микроклимат. Из элементов климата на образование почв наибольшее влияние оказывают температура, атмосферные осадки, ветер. Различные соотношения между элементами климата и другими рассмотренными факторами почвообразования способствуют формированию пестрого почвенного покрова.
С климатом тесно связаны водные, воздушные и тепловые свойства почв. Именно тепловой режим почв определяет общую широтно-зональную закономерность распространения их на равнинных территориях. В горных условиях вертикальная зональность почв зависит от высоты местности и экспозиции склонов. С притоком на земную поверхность солнечного излучения тесно связан тепловой режим почв и энергетика почвообразования.
Совершенно особый фактор почвообразования – время. Длительность процессов почвообразования накладывает определенный отпечаток на свойства и облик каждой почвы, развивающейся из конкретной горной породы. В связи с этим почвы могут различаться по абсолютному и относительному возрасту.
Абсолютный возраст почв связан с геологическим прошлым в каждом регионе. С тех пор, когда любая конкретная территория стала сушей и на ней поселились растения и животные, началось наземное почвообразование. Однако в определении понятия абсолютного почвенного возраста следует также учитывать подводный период почвообразования, который связан с возрастом материнских пород.
Относительный почвенный возраст характеризуется разновременностью и различными скоростями протекания биологических, физико-химических и других процессов в сравниваемых почвах. Относительный возраст почв тесно связан с сельскохозяйственной деятельностью человека. Учет почвенного возраста важен для оценки результатов мелиорации земель, а также перспективных возможностей в деле повышения почвенного плодородия.
Хозяйственная деятельность человека – один из факторов почвообразования. В настоящее время почти не осталось девственных почв в зоне деятельности человека. Механическая обработка (вспашка), удобрение, осушение, орошение, сенокошение, выпас скота, вырубка лесов и другие приемы резко изменяют как направление и скорость естественного почвообразования, так и качество почвы. Человек теперь может сознательно управлять естественными процессами почвообразования, улучшая почвенное плодородие в антропогенном ландшафте. С развитием научно-технического прогресса и общественных отношений усиливается использование почв и их преобразование.
Т.о., сложная взаимосвязь всех перечисленных факторов почвообразования обусловливает формирование пестрого почвенного покрова. Взаимодействие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности с материнской породой обычно проявляется по-разному. Но во всех случаях почвообразование является следствием биологического круговорота веществ в природе.
5
studfiles.net
Растительность как фактор почвообразования
Высшие растения как продуценты и главный источник поступления в почву органического вещества играют особую роль в почвообразовании.
Они являются своеобразным мощным насосом, перекачивающим химические элементы и воду из почвы в свои органы. Корни растений, проникая в почву, разрыхляют ее и активно воздействуют на ее фазовый состав.
Площадь лесов на планете составляет около 30 %. Оптимальные условия для лесной растительности — превышение суммарного количества осадков над испарением. Избыток влаги при господстве древесной, особенно хвойной растительности способствует интенсивному выщелачиванию растворенных соединений, глубокому разрушению минералов и выносу продуктов почвообразования за пределы профиля.
Под лесной растительностью в почвах формируется специфический биоценоз из позвоночных, беспозвоночных, грибов. Общая фитомасса лесной растительности колеблется от 3 до 5 тыс. ц/га, при этом около 500 ц/га приходится на долю ризомассы, т. е. корней.
Главная роль в лесном почвообразовании принадлежит наземному опаду и тонким корням. Общая поверхность сосущих корневых окончаний столетнего древостоя сосны на 1 га может составить до 1,5 га. У хвойных пород до 95% ризомассы сосредоточено в верхнем слое почвы (0—30 см). С корнями деревьев всегда связана микориза. Поэтому в ризосфере деревьев обитает значительное количество микроорганизмов, а численность простейших в 5—10 раз выше по сравнению с их средним содержанием в почвах.
Кислотность почвы в хвойных лесах усиливается за счет выщелачивания дождевыми водами веществ кислотной природы из живых листьев, хвои и коры. Подкисление до pH 3,3—4,5 может быть вызвано жизнедеятельностью мхов и лишайников. В ризосфере хвойных пород концентрация водородного иона всегда выше (pH ниже на 0,2—0,6), чем вне ризосферы. Водная вытяжка из хвои ели имеет pH около 4, из подстилки сосны — 4,5, а листья широколиственных пород — около 7. Резкие различия в реакции растворов продуктов из листьев и хвои объясняются тем, что для листьев и хвои характерны разные зольность и содержание оснований. При низкой зольности подстилка может иметь pH около 4,5—4,6. Нейтральная реакция типична для лесной подстилки лиственных лесов.
Роли древесной и травянистой растительности в почвообразовании существенно различны. Это связано с глубиной проникновения в почвенную толщу и распределением корневой системы, а также с различиями в величине и характере поступления растительных остатков в почву, их зольном составе.
Совокупность процессов поглощения растениями химических элементов из почвы, синтеза и разложения органического вещества, возврата химических элементов в почву называется биологическим круговоротом веществ в системе «растение — почва».
Элементы биологического круговорота веществ в различных экосистемах (по Л.Е. Родину и Н.Е. Базилевич, 1965)
Некоторые химические элементы, участвующие в биологическом круговороте, не удерживаются почвой, выносятся геохимическим внутрипочвенным стоком за пределы почвенного профиля и включаются в большой геологический круговорот химических элементов.
Для характеристики биологического круговорота веществ используются следующие показатели: запасы фитомассы (ц/га) в надземной и подземной частях растений, величина годичного прироста фитомассы и опада, содержание зольных химических элементов в разных частях растений и в опаде. Отношение массы подстилки к массе ежегодного опада служит показателем интенсивности биологического круговорота.
Корневая система растений поглощает из почвенного раствора макроэлементы (Са, N, К, Р, S, Al, Fe) и микроэлементы (Zn, В, Мn…) минерального питания и выделяет в эквивалентном количестве ионы (Н+, ОН—), ферменты и другие органические соединения, активно участвующие в почвенных процессах. В среднем растительность умеренного климата поглощает из почвы ежегодно 100—600 кг/га минеральных веществ. Количество поглощаемых из почвы и возвращаемых в нее с растительным опадом химических элементов зависит от типа фитоценозов.
Агроценозы, приходящие на смену биогеоценозам, вносят огромные изменения в биологический круговорот веществ. С урожаем культурных растений из почвы безвозвратно выносится колоссальное количество зольных элементов. Так, с урожаем пшеницы 20—25 ц/га отчуждается из почвы до 150—200 кг/га основных элементов минерального питания (N, P, K, Ca, Mn, Fe, S, Si, Al, Mg).
Скорость разложения органических остатков и характер образующихся в результате этого процесса веществ зависят от климатических условий и состава растительности. Химический состав органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза, зависит от типа растений. Мхи и древесина отличаются высоким содержанием лигнина. В злаках много гемицеллюлозы, в иглах сосны — воска, жиров и смол.
В процессе разложения органических остатков в почву возвращаются зольные элементы, поглощенные растениями из почвы.
Содержание зольных элементов и азота в биоценозах, кг/га (по Д.С. Орлову, 1990)
| Биоценозы | Зольные элементы | Азот |
| Арктическая тундра | 0,37 | 0,20 |
| Хвойные леса | 0,60-1,20 | 0,16-0,35 |
| Луговые степи | 6,80 | 1,61 |
| Пустыни | 0,59 | 0,18 |
| Субтропические лиственные леса | 7,95 | 2,26 |
Индекс интенсивности биологического круговорота веществ максимален в заболоченных ландшафтах (более 50), где происходит прогрессивное накопление торфа и образование болотных торфяных почв. В темнохвойных таежных лесах индекс интенсивности биологического круговорота значительно меньше (10—17). Минерализация опада в хвойных лесах происходит замедленно и на поверхности почвы формируются органические горизонты, часто наблюдается образование торфяного слоя. Интенсивность биологического круговорота в степях составляет 1,0—1,5. Образующийся в естественных степных экосистемах степной войлок из травянистой растительности разлагается в течение года.
Продукты разложения хвои, листьев, трав, стволов различны по химизму и влиянию на почвообразование. Так, продукты разложения степных трав имеют близкую к нейтральной реакцию (pH = 7). Экстракты из хвои ели, вереска, лишайников, сфагнового мха имеют кислую реакцию (pH 3,5—4,5). Экстракты из полыни имеют щелочную реакцию (pH 8,0—8,5).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Факторы почвообразования
Почвой является слой земли, покрывающий горные породы земли. Она играет важную роль для различных наземных экосистем. Факторы почвообразования – это различные растительные и животные организмы, породы почвообразующие, рельеф, вода, климат, возраст. Так же, с появлением человечества, его хозяйственная деятельность стала одним из основных. Рассмотрим факторы почвообразования.
Почвообразующие породы
Почвообразующие породы – это питательная среда, в которой происходит процессы образования почвы, в состав которых входят многочисленные минеральные компоненты, участвующие в почвообразовании. Примерно 60-90 процентов от всего веса почвы – это минеральные вещества. Физические свойства почвы (содержание питательных элементов для растений, скорость движения веществ в почве, а также ее химический и минералогический состав) напрямую зависят от характера материнских пород.
Характер материнских пород достаточно сильно влияет на тип почв. Почвы золистого типа зачастую можно обнаружить в условиях лесной зоны. Почвы подзолистого типа могут быть сформированы в почвообразующих породах, содержащих большое число карбонатов калия. А вот если почвообразующие породы содержали большое количество карбонатов кальция, то почвы будут иметь значительное отличие от почв подзолистого типа.
Растительность, как фактор почвообразования
В процессе жизнедеятельности различных живых организмов, растений, а также микроорганизмов происходит формирование органических соединений в почве. Главная роль принадлежит растительности. Зеленые растения – это, можно сказать, единственные создатели самых первых органических веществ. Из атмосферы они поглощают углекислый газ, а воду и минеральные вещества они берут из почвы, при помощи солнечной энергии они образовывают различные не простые, обогащенные энергией, органические соединения. Самое большое содержание органических веществ в лесных сообществах и тропиках, с повышенной влажностью. А вот тундры, пустыни и болотистые места обделены содержанием органических веществ.
Когда происходит отмирание растения, как целого, так и отдельных его частей, органические вещества попадают в почву. Под воздействиями животных, бактерий и различных химических и физических агентов, происходит разложение на поверхности почвы, с дальнейшим образованием гумуса. Минеральную часть почвы обогащают зольные вещества. Растительный материал, который еще не успел разложиться, образует защитную подстилку. Именно такие образования влияют на процессы газообмена в почве, жизнедеятельность микроорганизмов, тепловой режим самого верхнего слоя почвы, проницаемость осадков.
Растительность способна воздействовать на структуру и характер органических веществ в почве, а также ее влажностный режим. Степень влияния растительности на характер и структуру органических веществ от состава и состояния растений, а также от многочисленного количества других факторов.
Животные организмы
Животные организмы предназначены для того, чтобы преобразовывать органические вещества в почве. В процессе преобразования задействованы и надземные и почвенные животные организмы. Основная функция в почвенной среде отдана простейшим и беспозвоночным. Однако некоторые позвоночные, проводящие большое время в почве, такие как кроты, также играют немаловажную функцию. Всех почвенных животных можно разделить на две группы: биофаги и сапрофаги. Первые питаются исключительно живыми организмами или их тканями, а вторые предпочитают органические вещества.
Основное количество почвенных животных представлено сапрофагами (дождевые черви). Большое число сапрофагов питается мертвыми остатками растительности, а затем выбрасывает в почву свои экскременты. Если довериться подсчетам Дарвина, то за несколько лет вся почвенная масса проходит через пищеварительных тракт червей. Сапрофаги играют огромную роль в создании почвенного профиля и содержании гумуса.
Мелкие грызуны являются многочисленными надземными участниками процесса почвообразования. Попавшие в почву растительные и животные остатки, начинают участвовать в достаточно сложном процессе их изменения. Некоторая их часть распадается до воды, солей и углекислот, а определенные части переходят в сложные органические вещества почвы.
Микроорганизмы
Микроорганизмы – это основные факторы почвообразования, они исчисляются даже не тысячами, а миллиардами на один гектар почвы. Они разнообразны и по составу и по своей биологической деятельности. Это различные бактерии, грибы, вирусы, одноклеточные водоросли и многие другие. Они учувствуют в биологическом круговороте веществ. При помощи микроорганизмов происходят процессы разложения сложных органических и минеральных веществ на простые вещества. Затем простые вещества утилизируются либо самими микроорганизмами, либо растениями. Именно органическое вещество, образовавшееся при разложении растительных и животных остатков, называется перегноем или гумусом.
Климат как фактор почвообразования
Климат является немаловажным фактором, влияющим на почвообразование. Только от него зависят биологические и физические процессы, происходящие в почве. Он влияет на тепловой и водяной режимы почвы. Тепловой режим – это совокупность процессов теплообмена между «приземным слоем – почвой – почвообразующей природой». Тепловой режим отвечает за процессы переноса и накопления тепла в почве. Характер теплового режима можно определить, исходя из соотношения поглощенной солнечной энергии и теплового излучения почвы. Характер зависит от теплоемкости, окраски почвы, ее влажности и других различных факторов. Большое воздействие на тепловой режим оказывает растительность.
Водный режим
В основном, водный режим почвы можно определить количеством атмосферных осадков и процессом их испарения. Кроме того, существует особенность их распределения в течение всего года. Вода, вымывая почву, оказывает значительное влияние не нее и ее состав.
Климатические условия
Климатические условия способны воздействовать на почвообразующие породы, растительный и животный мир и многое другое, но это воздействие лишь косвенное. Потому что с климатическими условиями связано только распространение основных видов почв.
Рельеф, как фактор почвообразования
Рельеф – это фактор почвообразования, участвующий в перераспределении тепла и воды по поверхности земли. Если происходит изменение высоты местности, то происходит и изменение теплового и водного почвенных режимов. Поясность горного покрова почвы обусловлена рельефом. Рельеф так же влияет на характер влияния грунтовых и дождевых вод на почву и миграцию водорастворимых веществ.
Время как фактор почвообразования
Время тоже является немаловажным фактором почвообразования, ведь это один из самых важных процессов в природе. Возраст почв Западной Сибири, Северной Америки, а также Западной Европы был определен при помощи радиоуглеродного метода – от нескольких сотен до нескольких тысяч лет. Кроме того, в современное время, особенно существенным фактором является хозяйственная деятельность человека.
Теперь вы знаете, какими являются факторы почвообразования.
elhow.ru
Биология для студентов - 03. Почвообразующие породы, их влияние на факторы и процессы почвообразования. Выветривание. Горные породы и рельеф как факторы почвообразования.
Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят:
- физические свойства почвы — водный и тепловой ее режимы,
- скорость передвижения веществ в почве,
- минералогический и химический состав,
- первоначальное содержание элементов питания для растений.
Почвообразующие (материнские) породы в формировании почв играют одну из важнейших ролей как субстрат для поселения живых организмов. Они выполняют роль твердой фазы — каркаса в вертикально-профильном строении почвенного тела и определяют исходные составляющие почвы: минеральную, химическую, физико-химическую и др. Почвообразующие породы влияют на исходный уровень плодородия почв и служат своеобразным банком и резервом, откуда в процессе непрекращающегося во времени почвообразования почва обогащается новыми порциями первичных и глинистых минералов разного химического состава и механических свойств.
Материнские породы обусловливают следующие важнейшие свойства почв:
- гранулометрический (механический) состав почв;
- химический и минералогический составы почв;
- физические и физико-механические свойства почв;
- водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы почв.
В то же время почвообразующие породы, определяя строение почв, характер их эволюции, пестроту почвенного покрова, существенно влияют на многие факторы и процессы почвообразования:
- на скорость почвообразовательного процесса, обусловливающую разную мощность почвенных профилей;
- на уровень плодородия, прямо зависящий от исходного состава пород, богатых или бедных химическими элементами, разной степени устойчивости в зоне формирования почв — зоне гипергенеза;
- на характер орошаемого земледелия и осушительных мелиорации, а также на фильтрационную составляющую почв, дозы полива, водоудерживающую способность почвенного профиля и т.д.;
- на структуру почвенного покрова, определяющую разную мозаичность, сложность и контрастность почвенного покрова.
По своему составу почвообразующие породы чрезвычайно разнообразны. Как правило, они делятся на группы пород разного генезиса, физико-механических и химических свойств и потенциального плодородия.
Выветривание (гипергенез) — это совокупность абиотических и биологических процессов разрушения и образования горных пород и слагающих их минералов под воздействием агентов атмосферы, биосферы, гидросферы в верхних слоях земной коры. Неотъемлемой частью процессов выветривания являются процессы денудации — переноса продуктов разрушения горных пород в пониженные участки под действием внешних сил (вода, тепло, ветер и др.). В результате этих процессов образуется кора выветривания. Мощность современной коры выветривания составляет от нескольких метров до десятков метров. Выделяют три вида выветривания:
- физическое,
- химическое,
- биологическое.
Физическое выветривание — это процесс разрушения (растрескивания, дробления) минералов под воздействием давления, возникающего за счет суточных и сезонных колебаний температуры (тепловое расширение и сжатие минералов, замерзание и оттаивание воды), механической деятельности ветра, потоков воды, корней растений. В результате увеличивается дисперсность и удельная поверхность пород, снижается их плотность.
Химическое выветривание — процесс химического изменения и разрушения горных пород и минералов с образованием новых минералов и, в конечном итоге, новых пород. Химические реакции происходят при участии воды, углекислого газа, кислорода и других веществ. Вода растворяет вещества, содержащиеся в горных породах и минералах, при этом в раствор поступают катионы и анионы, изменяющие кислотно-щелочные условия. Это увеличивает растворяющую способность воды. В преобразовании минералов в присутствии угольной кислоты большую роль играют реакции карбонатизации (образования карбонатов) и декарбонатизации (разрушение карбонатов). Реакции окисления-восстановления принимают активное участие в процессах гипергенеза.
Биологическое выветривание — это процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов под действием растительных и животных организмов и продуктов их жизнедеятельности.
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.
Роль и значение макро-, мезо- и микрорельефа заметно отличается. С формами макрорельефа (равнины, горы, низины) может быть связано изменение количества осадков по мере распространения воздушных масс, приносящих их. Это создает условия для постепенной смены типов растительности, а значит, и почв. В горах при изменении высоты местности изменяется температура воздуха, характер увлажнения, что и обусловливает вертикальную зональность климата, растительности и почв. Элементы мезорельефа (холмы, гряды, водоразделы, овраги) перераспределяют солнечную энергию и атмосферные осадки на ограниченной территории. На равнинных участках рельефа почти все атмосферные осадки воспринимаются почвой; склоны из-за стока теряют воду, а в понижениях она может излишне накапливаться, вызывая заболачивание.
Поверхностный и внутренний сток вызывает направленную миграцию твердых частиц (растворенных веществ) – устанавливается обмен веществ между формами мезо- и микрорельефа. В итоге мощность гумусового горизонта на склоне может в 2–3 раза меньше, чем в понижении. Сильный сток воды с крутых склонов вызывает эрозию почв, создает тяжелые условия для поселения растений. Формы микрорельефа (мелкие западины, кочки, пригорки) содействуют возникновению отличий в среде обитания растений, формированию микроструктуры растительного покрова и большого разнообразия почвенных сочетаний и комплексов..
vseobiology.ru
Что такое фактор почвообразования? Какие существуют факторы почвообразования?
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 плодородие почвы 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 горные породы 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
В настоящее время принято считать, что в результате естественных процессов могут образовываться три типа почв, которые еще называют «горизонтами увлажнения»:
- 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 антропогенный фактор 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 почвенные горизонты. 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. Дождевые черви 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 как образуется почва? 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.
fb.ru
Факторы почвообразования. Рельеф, почвообразующие породы, грунтовые воды, растительность, хозяйственная деятельность человека.
Почвообразующие породы – это горные породы, из которых почвы формируются. Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса придавая определённую специфику каждому виду почв.
Почвообразующие породы различаются по происхождению, составу, строению и свойствам. Они делятся на магматические, метаморфические и осадочные горных пород.
Минералогический, химический и механический состав пород определяет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формированию гумусового горизонта, его оструктуренности. На кислых породах эти процессы идут значительно медленнее. Повышенное содержание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения породы различаются по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы.
Значение рельефав формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.
Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, растительности и почв вследствие понижения температуры воздуха с высотой и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам, медленно поднимаются, и постепенно охлаждаются, что способствует достижению точки росы и выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы, опускаясь, нагреваются и становятся сухими. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.
Поверхности разного наклона и экспозиции получают в течение гола неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима.
Все это приводит к возникновению различных растительных формаций, и следовательно неодинаковым условиям гумусонакопления и разложения органического вещества, изменению почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.
В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.
Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).
Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).
Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).
Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов (особенно на склонах с крутизной более 3 0. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почвы. На выровненных территориях в условиях засушливого климата большее значение имеет ветровая эрозия.
Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки, пойменная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к изменению режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных процессов, понижению грунтовых вод) и, как следствие, к развитию почв не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.
Роль растительности.Зеленые растения служат основным поставщиком почв свежими органическими веществами. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия, количество которой может равняться 9,33 ккал на 1 г углерода, что при средней величине накопления растительных остатков 10 т/га составляет 9, 33.107 ккал солнечного тепла. Такие огромные ресурсы энергии включаются в естественные процессы почвообразования, а также могут использоваться людьми.
Растительные сообщества извлекают из материнских пород (а в дельнейшем из почв) элементы питания, синтезируют биомассу и тем самым переводят эти легкоподвижные химические элементы в состав сложных органических соединений (гумус), а также возвращают в формирующуюся почву эти соединения в виде отмирающего наземного опада и корней.
Леса характеризуются наибольшей биомассой по сравнению с остальными фитоценозами. Но в лесах (за исключением субтропиков) ежегодный прирост ее меньше, чем в луговых степях, причем в травянистых сообществах до 85 % биомассы составляют корни, органические вещества здесь почти целиком возвращаются в почву. Поэтому под луговыми травянистыми ассоциациями почвы бывают более плодородные, чем под лесами и сухими степями.
В лесных фитоценозах происходит глубокое промачивание почвенной толщи, в результате чего из почвы элювируются (вымываются) растворимые формы органических и минеральных соединений. В травянистых фитоценозах обильные ежегодные растительные остатки концентрируются в верхней части почвенного профиля, образуя перегнойно-аккумулятивный горизонт. Под моховым покровом накапливаются растительные остатки в виде торфа (из-за переувлажнения и медленного разложения их).
Процесс разложения органических остатков зависит также от химического состава: в хвойных лесах зольность опада составляет 1-2 %, в лиственных – увеличивается до 4 %, в степях и полупустынях – 2-4 %, а в опаде галофитной растительности солончаковых пустынь она достигает 14 %.
Растения обладают избирательной поглотительной способностью, которая выражается в том, что их корни извлекают из минерального субстрата химические элементы в нужных соотношениях. Например, в золе растений (особенно в злаках, осоках, хвощах, диатомовых) скапливается очень много кремнезема, в то время как почвенный раствор содержит его ничтожно малое количество. В растениях пустынь накапливается большое количество минеральных солей.
Почвенно-грунтовые воды.
Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почву химическими соединениями, которые в них содержатся, иногда вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что вызывает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов.
Хозяйственная деятельность человека влияет на некоторые факторы почвообразования, например на растительность (вырубка леса, замена его травянистыми фитоценозами и др.), и непосредственно на почвы путем ее механической обработки, орошения, внесения минеральных и органических удобрений и т. п. В результате часто почвообразовательные процессы и свойства почвы меняются. В связи с интенсификацией сельского хозяйства влияние человека на почвенные процессы непрерывно возрастает.
Воздействие человеческого общества на почвенный покров представляет собой одну из сторон общего влияния человека на окружающую среду. Сейчас особенно острой является проблема разрушения почвенного покрова в результате неправильной сельскохозяйственной обработки почв и строительной деятельности человека. Вторая важнейшая проблема – загрязнение почвенного покрова, вызываемое химизацией сельского хозяйства и индустриальными и бытовыми выбросами в окружающую среду.
Все факторы влияют не изолированно, а в тесной взаимосвязи и взаимодействии друг с другом. Каждый из них влияет не только на почву, но и друг на друга. Кроме того, и сама почва в процессе развития оказывает определенное влияние на все факторы почвообразования, вызывая в каждом из них определенные изменения. Так, вследствие неразрывной связи между растительностью и почвами, всякая смена растительности неизбежно сопровождается изменением почв, и, наоборот, изменение почв, в особенности, их режима влажности, аэрации, солевого режима и т.д. неизбежно влечет за собой смену растительности.
Хозяйственная деятельность человека– один из факторов почвообразования. В настоящее время почти не осталось девственных почв в зоне деятельности человека. Механическая обработка (вспашка), удобрение, осушение, орошение, сенокошение, выпас скота, вырубка лесов и другие приемы резко изменяют как направление и скорость естественного почвообразования, так и качество почвы. Человек теперь может сознательно управлять естественными процессами почвообразования, улучшая почвенное плодородие в антропогенном ландшафте. С развитием научно-технического прогресса и общественных отношений усиливается использование почв и их преобразование.
megalektsii.ru
Факторы почвообразования
В.В. Докучаев выделял пять факторов почвообразования: материнская (почвообразующая) порода; климат; растения; животные организмы; рельеф и время. В настоящее время они пополнились еще двумя: водами (почвенными и грунтовыми) и хозяйственной деятельностью человека.
Почвообразующие породы (или материнские) – это горные породы, из которых почвы формируются. Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса придавая определённую специфику каждому виду почв.
Почвообразующие породы различаются по происхождению, составу, строению и свойствам. Они делятся на магматические, метаморфические и осадочные горных пород.
Минералогический, химический и механический состав пород определяет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формированию гумусового горизонта, его оструктуренности. На кислых породах эти процессы идут значительно медленнее. Повышенное содержание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения породы различаются по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы.
Значение рельефа в формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.
Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, растительности и почв вследствие понижения температуры воздуха с высотой и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам, медленно поднимаются, и постепенно охлаждаются, что способствует достижению точки росы и выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы, опускаясь, нагреваются и становятся сухими. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.
Поверхности разного наклона и экспозиции получают в течение гола неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима.
Все это приводит к возникновению различных растительных формаций, и следовательно неодинаковым условиям гумусонакопления и разложения органического вещества, изменению почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.
В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.
Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).
Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).
Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).
Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов (особенно на склонах с крутизной более 3 0. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почвы. На выровненных территориях в условиях засушливого климата большее значение имеет ветровая эрозия.
Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки, пойменная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к изменению режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных процессов, понижению грунтовых вод) и, как следствие, к развитию почв не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.
Биологический фактор в образовании каждой почвы является ведущим. Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов. Почвообразование происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между растительными, животными организмами и внешними факторами. При этом происходит значительное преобразование материнской породы. Главным условием, обеспечивающим непрерывность этого процесса, является приток лучистой солнечной энергии на поверхность Земли.
В формировании почв принимает участие растительность, животные и микроорганизмы, перерабатывающие минералы горных пород и атмосферные газы. Энергетической основой почвообразовательного процесса является солнечная радиация. На земной поверхности мертвая минеральная природа переходит в органическую и живую, а последняя, отмирая и разлагаясь, снова переходит в мертвую минеральную материю. В процессе постоянного взаимодействия между мертвой и живой природой, а также при их переходе друг в друга в поверхностном слое литосферы происходит формирование разнообразных почв и развивается основное и специфическое свойство каждой почвы – ее плодородие.
Роль растительности. Зеленые растения служат основным поставщиком почв свежими органическими веществами. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия, количество которой может равняться 9,33 ккал на 1 г углерода, что при средней величине накопления растительных остатков 10 т/га составляет 9,33.107 ккал солнечного тепла. Такие огромные ресурсы энергии включаются в естественные процессы почвообразования, а также могут использоваться людьми.
Растительные сообщества извлекают из материнских пород (а в дельнейшем из почв) элементы питания, синтезируют биомассу и тем самым переводят эти легкоподвижные химические элементы в состав сложных органических соединений (гумус), а также возвращают в формирующуюся почву эти соединения в виде отмирающего наземного опада и корней.
Леса характеризуются наибольшей биомассой по сравнению с остальными фитоценозами. Но в лесах (за исключением субтропиков) ежегодный прирост ее меньше, чем в луговых степях, причем в травянистых сообществах до 85 % биомассы составляют корни, органические вещества здесь почти целиком возвращаются в почву. Поэтому под луговыми травянистыми ассоциациями почвы бывают более плодородные, чем под лесами и сухими степями.
В лесных фитоценозах происходит глубокое промачивание почвенной толщи, в результате чего из почвы элювируются (вымываются) растворимые формы органических и минеральных соединений. В травянистых фитоценозах обильные ежегодные растительные остатки концентрируются в верхней части почвенного профиля, образуя перегнойно-аккумулятивный горизонт. Под моховым покровом накапливаются растительные остатки в виде торфа (из-за переувлажнения и медленного разложения их).
Процесс разложения органических остатков зависит также от химического состава: в хвойных лесах зольность опада составляет 1-2 %, в лиственных – увеличивается до 4 %, в степях и полупустынях – 2-4 %, а в опаде галофитной растительности солончаковых пустынь она достигает 14 %.
Растения обладают избирательной поглотительной способностью, которая выражается в том, что их корни извлекают из минерального субстрата химические элементы в нужных соотношениях. Например, в золе растений (особенно в злаках, осоках, хвощах, диатомовых) скапливается очень много кремнезема, в то время как почвенный раствор содержит его ничтожно малое количество. В растениях пустынь накапливается большое количество минеральных солей.
Роль животных в почвообразовании неотделима от существенного влияния растительности и микроорганизмов. Почва является жизненной средой для огромного числа позвоночных и беспозвоночных животных организмов. В процессе питания они измельчают растительную массу и перемещают ее в нижележащие горизонты, перемешивая органические вещества с минеральной частью.
Позвоночные животные (суслики, хомяки, сурки, кроты, слепыши, мыши, тушканчики, ящерицы, змеи, ужи и др.) создают в почвах свои норы и гнезда. Землерои перемещают минеральную массу из глубины почвенного профиля и выносят ее на поверхность. Например, в степной полосе в местах поселения этих животных образовались перерытые черноземы, каштановые и другие почвы.
Особенно большую работу по преобразованию органических остатков в почве производят дождевые черви, а также отчасти личинки многочисленных насекомых. Они осуществляют механическую и химическую переработку органо-минеральной части почвы.
Распространение животных в природе подчиняется закону зональности и имеет тесную связь с характером растительного покрова, климатом, почвообразующими породами.
Все организмы растительного и животного происхождения активно участвуют в малом биологическом круговороте веществ, и, находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью, они способствуют развитию почвенного плодородия.
Климат является одним из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв. От угла наклона солнечных лучей к земной поверхности зависит поступление на нее солнечного тепла. На экваторе такой приток максимальный, а на полюсах Земли – минимальный. В связи с этим совокупность погодных условий на различных географических широтах подчиняется закону климатической зональности.
На почвообразование климат влияет как прямо (определяя энергетический уровень и гидротермический режим почвы), так и косвенно, воздействуя на изменение почв через растительность, жизнедеятельность животных и микроорганизмов.
Многолетний режим погоды (климат) зависит от высоты над уровнем моря и форм рельефа.
Различают две формы проявления климата – макроклимат и микроклимат. Из элементов климата на образование почв наибольшее влияние оказывают температура, атмосферные осадки, ветер. Различные соотношения между элементами климата и другими рассмотренными факторами почвообразования способствуют формированию пестрого почвенного покрова.
С климатом тесно связаны водные, воздушные и тепловые свойства почв. Именно тепловой режим почв определяет общую широтно-зональную закономерность распространения их на равнинных территориях. В горных условиях вертикальная зональность почв зависит от высоты местности и экспозиции склонов. С притоком на земную поверхность солнечного излучения тесно связан тепловой режим почв и энергетика почвообразования.
Совершенно особый фактор почвообразования – время. Длительность процессов почвообразования накладывает определенный отпечаток на свойства и облик каждой почвы, развивающейся из конкретной горной породы. В связи с этим почвы могут различаться по абсолютному и относительному возрасту.
Абсолютный возраст почв связан с геологическим прошлым в каждом регионе. С тех пор, когда любая конкретная территория стала сушей и на ней поселились растения и животные, началось наземное почвообразование. Однако в определении понятия абсолютного почвенного возраста следует также учитывать подводный период почвообразования, который связан с возрастом материнских пород.
Относительный почвенный возраст характеризуется разновременностью и различными скоростями протекания биологических, физико-химических и других процессов в сравниваемых почвах. Относительный возраст почв тесно связан с сельскохозяйственной деятельностью человека. Учет почвенного возраста важен для оценки результатов мелиорации земель, а также перспективных возможностей в деле повышения почвенного плодородия.
Хозяйственная деятельность человека – один из факторов почвообразования. В настоящее время почти не осталось девственных почв в зоне деятельности человека. Механическая обработка (вспашка), удобрение, осушение, орошение, сенокошение, выпас скота, вырубка лесов и другие приемы резко изменяют как направление и скорость естественного почвообразования, так и качество почвы. Человек теперь может сознательно управлять естественными процессами почвообразования, улучшая почвенное плодородие в антропогенном ландшафте. С развитием научно-технического прогресса и общественных отношений усиливается использование почв и их преобразование.
Т.о., сложная взаимосвязь всех перечисленных факторов почвообразования обусловливает формирование пестрого почвенного покрова. Взаимодействие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности с материнской породой обычно проявляется по-разному. Но во всех случаях почвообразование является следствием биологического круговорота веществ в природе.
Еще статьи по теме
www.geo-site.ru
