Опишите процесс образования почвы кратко

Обновлено: 02.07.2024

Фактором, который связывает живую и неживую природу и значительно влияет на жизнедеятельность в первую очередь организмов суши, является почва.

Почва — это особое природное образование, сформировавшееся из поверхностных слоёв горных пород под воздействием микроорганизмов, растений, животных, климата и воды.

Процесс образования почв происходит так. На голых скалах поселяются микроорганизмы, использующие для жизнедеятельности углекислый газ, воду и атмосферный азот, а также минеральные соединения горной породы. Образующиеся в результате их жизнедеятельности органические кислоты и другие вещества разрушают горные породы и изменяют их химический состав. Далее там поселяются низшие растения — лишайники, неприхотливые к воде и пище, затем мхи и, наконец, высшие растения, которые вместе с животными окончательно завершают процесс почвообразования.

Почва состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и живой частей.

Твёрдая часть (это от 80 до 98% почвенной массы) состоит из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от исходной горной породы. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы.

Жидкая часть почвы (40—60%), которая так и называется — почвенный раствор, состоит из воды с растворёнными в ней органическими и минеральными соединениями.

Газообразная часть — это воздух, который заполняет поры между комочками почвы. По сравнению с атмосферным воздухом в почвенном содержится больше углекислого газа, а также присутствует метан и другие летучие органические соединения.

К организмам, населяющим почву, относятся микроорганизмы, простейшие, лишайники (рис. 179), грибы, водоросли, живущие в ней беспозвоночные (черви, моллюски, насекомые и их личинки) и роющие позвоночные (кроты, слепыши, грызуны; рис. 180).

Какие условия влияют на формирование?

Почва — природная оболочка земли, верхний слой суши, покрывающей поверхность нашей планеты. Почвообразование происходило на протяжении многих миллионов лет под действием внешних природно-климатических факторов на горные породы. Земля обладает своим уникальным составом и строением. Почва является одной из важнейших составляющих биоценоза, именно в ней осуществляется поддержание экологических связей живых существ с жидкой, газообразной и твердой оболочкой Земли.

На процессы почвообразования прямо влияют внешние природные факторы, в которых он протекает, а также их сочетания.

Остановимся подробнее на каждой составной части схемы почвообразования.

Почвообразующие породы. Весь почвенный покров на нашей планете сформировался из горных пород, именно поэтому их химический состав играет определяющую роль в формировании свойств земли и ее качества. На направленность процесса почвообразования влияют такие свойства материнских пород, как их плотность, пористость, теплопроводность и габариты микрочастиц.
Климат. Воздействие климата на формирование грунтов многообразно. Ключевыми факторами становятся тепловой режим и уровень влажности, а также перераспределение воздушных масс в пространстве. От климата косвенно зависит и плодородие, поскольку определяет присутствие растительных сообществ особых типов.
Флора и фауна. По мере развития корневая система растений пронизывает материнскую породу и доставляет на поверхность грунта минеральные вещества. Соединяясь с продуктами жизнедеятельности животных, они формируют органические соединения и обуславливают плодородие земли.
Рельеф. Это косвенный фактор. Он влияет не на сам процесс почвообразования, а на перераспределение тепла и влаги в окружающей материнскую породу среде. Так, в низинах скапливается вода, а на возвышенностях и холмах она не задерживается — уровень влаги влияет на скорость разложения растительных остатков в земле. Южные склоны обычно получают больше тепла, чем северные — в теплой среде почвенные микроорганизмы более активны. На высоких участках более выражены процессы выветривания, а значит, горные породы быстрее растрескиваются и рассыпаются.
Возраст почвы. Почвенный покров, как любое другое природное тело, постоянно развивается, изменяет свой состав и структуру. Тот тип грунта, который мы видим сейчас — лишь один из этапов непрерывного процесса почвообразования. Даже если внешние факторы останутся неизменными, то верхний слой земли все равно будет подвергаться преобразованиям. Возраст может быть абсолютным и относительным. Под абсолютным подразумевается время с момента образования почвенного покрова до нынешней ступени развития. Однако далеко не все части суши на протяжении истории своего формирования были ею, многие образованы на месте бывших морей и океанов. Относительный возраст рассчитывают как разницу в развитии плодородного верхнего слоя в рамках одной территории.

В последнее столетие большое влияние на почвообразование влияет человек. Мелиоративные мероприятия, культивация полей, вырубка лесов, выбросы химических отходов — все это вносит свою лепту в изменение структуры и химического состава земли.

Как образуется почва?

Вопросы о том, как и в какой последовательности происходило образование почвы, занимает не одно поколение ученых-исследователей. Известно, что наша планета имеет плотное ядро, окруженное раскаленной мантией с вязкой структурой. Выше расположена внешняя кора, она состоит из горных пород. Около 4 миллиардов лет назад планета начала остывать, это сопровождалось выходом магмы на поверхность. В этом месте образовывались базальты, а под ними — граниты. На протяжении миллионов лет под действием внешних факторов происходил синтез новых веществ и изменял первичную материнскую породу.

После того как в земной атмосфере появился кислород, началось активное формирование осадочного слоя. В результате сильного нагрева горных пород в дневное время и последующего резкого охлаждения ночью происходило интенсивное выветривание. Оно привело к появлению трещин, со временем они углублялись и расширялись. В них проникала вода и замерзала, приводя к еще большему разрушению породы изнутри. Все эти физические воздействия приводят к тому, что горные породы дробились на обломки разной величины, постепенно они становились рыхлыми. Таким образом сформировались пески, гипс, известняк, а также глины.

Согласно данным исследований, в тот период на планете уже существовали простейшие одноклеточные и бактерии. Они питались атмосферным азотом и углеродом, поглощали минеральные компоненты материнской породы и довольно легко приспосабливались к изменяющимся условиям внешней среды.

В ходе жизнедеятельности они выделяли особые ферменты, способные растворять горные породы. Постепенно на их месте появлялись мхи и лишайники, которые продолжали разрушать горные породы. Отмирая, низшие растения разлагались микроорганизмами — это дало начало формированию первых плодородных горизонтов.

В этом слое содержались микро- и макроэлементы, необходимые для полноценного питания высших древесных и травянистых растений. Отмирающие части растений становились пищей для животных и бактерий. В процессе переработки они выделяли еще больше органических веществ, разрушающих горную породу. Благодаря этому в верхних слоях земли накапливался перегной. Таким образом, попадание растительных остатков в землю влекло за собой обогащение верхнего слоя биологически важными для растений элементами. Именно так происходила окончательная трансформация горных пород в землю. Этот процесс продолжается и по сей день.

В процессе биологических, физических и химических процессов формируется структура почвы — ее внутреннее строение из земляных комочков разной величины. Самые плодородные земли имеют мелкокомковатую или зернистую структуру, комочки в ней не превышают 1 см. В таких почвах образуется много пустот, они создают условия для поступления влаги и воздуха, что стимулирует усиленный рост числа полезных бактерий. Такой структурой отличаются черноземные грунты и близкие к ним почвы.

Какова роль живых организмов?

Большую роль в формировании почвы играют животные и растения. Листья, травинки, хвоя и ветки деревьев, попадая на землю, скапливались в верхнем слое. Они довольно быстро разлагаются и уже спустя 6 месяцев превращаются в удобрение высокого качества. В таком виде они расходуются растениями, а затем снова возвращаются в почву — происходит так называемый почвенный круговорот, который связывает в единое целое живую и неживую природу.

В процессе почвообразования активно участвуют и животные — полевки, кроты, суслики, а также черви и насекомые. По мере передвижения по грунту они разрыхляют землю и смешивают ее с гниющими растительными остатками. В результате улучшается химический состав почвы, она становится плодородной. Исследователи подсчитали, что, к примеру, кроты, прокапывая глубокие ходы, выкидывают на поверхность землю, богатую магнием, кальцием, железом и другими минералами.

За год в березовом лесу кроты поднимают наверх до 10 т гумусной земли на каждый гектар площади. Кроме того, в кротовинах накапливается вода, которая увлажняет землю и ускоряет процесс разложения растительных остатков.

Совокупность животных и растительных сообществ оказывает существенное влияние на почвообразование, улучшая структуру грунта, насыщая полезными веществами и тем самым повышая плодородие земли.

Почва — это особое природное тело, образующееся при длительном взаимодействии компонентов живой и неживой природы.

климат;
растительность;
животный мир;
вода;
рельеф;
горные породы;
хозяйственная деятельность человека;
время.

Главными почвообразующими факторами являются климат и растительность. В местах с достаточным количеством тепла, осадков и богатой растительностью формируются мощные плодородные почвы.

Плодородие — способность почвы обеспечить растения питательными веществами, водой, воздухом и приносить урожай.

Почвообразование начинается с разрушения горных пород под воздействием физического и химического выветривания. Микроорганизмы и растения измельчают горные породы. Растения оставляют после себя органические остатки, животные разрыхляют породы своими ходами и норами, способствуя проникновению воды и воздуха. Бактерии и грибы осуществляют разложение органического вещества. В результате этих процессов формируется перегной — важная составляющая почвы, которая обеспечивает её плодородие.

Почвообразование или почвообразовательный процесс – совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии, формирующих самостоятельное биокосное тело – почву.

Первичное почвообразование – развитие почвообразовательного процесса на обнаженной горной породе, сложный комплекс одновременно идущих физических, химических и биологических процессов.

Почвообразовательные процессы объединяют в три группы: общие (тотальные) макропроцессы, элементарные почвенные процессы (ЭПП), микропроцессы.

Общие (тотальные) почвообразовательные макропроцессы – подзолообразование, черноземообразование, буроземообразование, они формируют конкретные почвенные индивидуумы.

Элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП, частные, признакообразующие, специфические) – сочетание взаимосвязанных биологических, химических, физических явлений, приводящих к образованию конкретного признака почвы, простые элементы общего процесса и типовых микропроцессов.

Элементарные почвообразовательные процессы

Биогенно-аккумулятивные процессы – накопление в верхней части профиля веществ, прежде всего органических.

Биогенный синтез глинных минералов – вторичное глинообразвание, результат взаимодействия освобождающихся при разложении остатков простых соединений или ионов.

Гумусообразование – разложение растительных остатков на месте их отмирания (in situ) и последующего новообразования гумуса без его перемещения по профилю.

Гумусонакопление – аккумуляция гумуса в верхних горизонтах и постепенное пропитывание им почвенного профиля.

Дерновый процесс – интенсивное гумусообразование и гумусонакопление под действием травянистой растительности. Происходит накопление гумуса, биогенная аккумуляция азота и зольных элементов в верхнем слое. Почвы приобретают благоприятные физико-химические свойства, формируется водопрочная зернисто-комковатая структура

Подстилкообразование – формирование на поверхности лесной подстилки или степного войлока.

Торфообразование (оторфовывание, оторфянивание, торфонакопление) – 1) накопление медленно гумифицирующихся и почти не минерализующихся растительных остатков. Процесс протекает в анаэробной среде при избыточном увлажнении; 2) консервация отмерших органических остатков при незначительной гумификации.

Иллювиально-аккумулятивные почвообразовательные процессы – аккумуляция веществ ниже элювиальных горизонтов, отложение, преобразование, закрепление привнесенных сверху веществ.

Глинисто-, железисто-, карбонатноиллювиальные процессы – соответственно накопление глинистых, железистых, карбонатных частиц.

Солонцово-иллювиальный процесс – иллювиальное накопление глинистых частиц и аморфных полуторных окислов, гумуса.

Гидрогенно-аккумулятивные почвообразовательные процессы связаны с влиянием грунтовых вод на формирование почвенного профиля.

Засоление – накопление водорастворимых солей в профиле почвы.

Загипсование – вторичная аккумуляция гипса при его отложении из минерализованных грунтовых вод.

Латеритизация – формирование железистых и железисто-кварцевых каменных конкреций, слоев (панцирей) в мелкоземистой толще почв под действием притока соединений Fe и АI с кислыми водами. Широко проявляется в условиях сезонно-влажных тропиков.

Окарбоначивание – вторичная аккумуляция карбонатов в почвенном профиле при его отложении из минерализованных грунтовых вод.

Элювиальные почвообразовательные процессы связаны с разрушением или преобразованием минеральных и органических компонентов в элювиальном горизонте и выносом образованных продуктов.

Оглинивание (сиаллитизация, оглинение, метаморфизация, внутрипочвенное выветривание, неосинтез глин) – образование вторичных глинистых минералов и других компонентов илистой фракции из первичных, а также из продуктов распада минералов.

Слитогенез. Слитые почвы – плотные образования, в сухом состоянии обладают очень высокой твердостью, во влажном – низкой твердостью и высокой пластичностью. Слитые почвы склонны к сильному растрескиванию при высыхании.

Глееобразование – сложный биохимический восстановительный процесс (маслянокислое брожение), протекающий в анаэробных условиях при обязательном присутствии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов. Сущность процесса – под воздействием неспецифических гетеротрофных анаэробных микроорганизмов Fe свободных окисных соединений восстанавливается до закисного 2-х валентного, вступает в комплексные связи с органическими соединениями и алюмосиликатами.

Аллитизация (ферраллитизация) – совокупность явлений почвообразования и выветривания, результатом которых является накопление в почвах окисных минералов Fe и АI (гетит, гидрогетит, лимонит, гидрогелит, гиббсит), вторичного алюмосиликата каолинита, а также потеря кремнезема и остальных окислов.

Выщелачивание – обеднение горизонта почвы основаниями в результате их выхода из кристаллической решетки минералов или органических соединений, растворения и выноса (вымывания) за пределы почвы и коры выветривания простых солей щелочных и щелочноземельных металлов (Na, К, Са, Mg).

Солончаковый процесс – накопление легкорастворимых солей в верхней части профиля. Проявляется в условиях с КУ менее 1.

Солонцовый процесс (осолонцевание) связан с внедрением обменного Na в почвенно-поглощающий комплекс (ППК). Свойства солонцеватости: пептизация коллоидов, обесструктуривание, появление в почвенном растворе Nа2СО3, NаНСО3, щелочная реакция.

Осолодение (щелочной гидролиз) проявляется в степных депрессиях, западинах в условиях лесостепи, степи, сухой степи при близком залегании слабоминерализованных грунтовых вод или при периодическом передвижении растворов водами поверхностного стока. Ион натрия вытесняется из ППК, затем разрушается кристаллическая решетка минералов и происходит аккумуляция кремнезема. У почв рН слабощелочная

Подзолистый процесс (оподзоливание), кислотный гидролиз – формирование осветленного белесого горизонта. Среди образующихся органических соединений преобладают фульвокислоты, уксусная, муравьиная и другие вещества, агрессивные к большинству минералов почвы. Органические кислоты, фильтрующиеся из лесной подстилки, в условиях кислой рН, разрушают минералы. Промывной режим – важнейшее условие развития процесса.

Лессиваж (иллимеризация, лессивирование) – процесс пептизации, отмывки илистых частиц (перенос) с поверхности зерен грубозернистого (песчаного и крупно пылеватого) материала или из микроагрегатов и выноса в неразрушеннном состоянии из элювиального горизонта без изменения их химического состава, проявления гидролиза, растворения.

Микропроцессы – наиболее простые и многочисленные процессы и явления в почвах, идущие на молекулярном, ионном, атомном уровнях (Апарин и др., 2006). Это различные противоположно направленные явления. Их отличие: микропроцессы не оставляют видимых морфологических следов в почвах.

1. Поглощение живыми организмами из почвы минеральных соединений и синтез органического вещества. Выделение живыми организмами в почву и почвенную атмосферу органических и минеральных соединений.

2. Разложение и минерализация органических остатков. Синтез из органических и минеральных соединений гумусовых веществ.

3. Подкисление почвенных растворов органическими кислотами, выделяемыми организмами при жизни и освобождающимися после их отмирания, а также образующимися при гумификации. Нейтрализация почвенных растворов при обменных реакциях водорода органических кислот с основаниями, освобождающимися при минерализации органических остатков и разложение первичных минералов.

4 Разрушение первичных минералов породы. Синтез вторичных минералов и органо-минеральных комплексов.

5. Коагуляция органических, органо-минеральных и минеральных коллоидов, образование устойчивых агрегатов. Пептизация почвенных коллоидов, разрушение агрегатов.

6. Гидратация минеральных соединений. Их дегидратация.

7. Окислительные процессы, идущие при свободном доступе кислорода в почву. Восстановительные процессы идут при постоянном или периодическом застое влаги и недостатке кислорода.

8. Движение растворов вверх (восходящий ток влаги) и накопление подвижных соединений в верхней части профиля. Движение растворов вниз (нисходящий ток влаги), растворение и вынос подвижных соединений.

9. Поглощение элементов-органогенов живыми организмами и биогенное их накопление в верхних горизонтах почв. Растворение и вынос элементов биогенной аккумуляции.

10. Адсорбция почвенными коллоидами и живыми организмами газов почвенной атмосферы. Десорбция газов, их выделение в процессе дыхания и при разложении растительных остатков.

Читайте также: