Факторы почвообразования это кратко

Обновлено: 05.07.2024

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.

Факторы почвообразования — элементы природной среды, под влиянием которых образуются п. Представление о Ф. п. создано В. В. Докучаевым и является частью докучаевского учения о п. Им выделено пять Ф. п. — почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, климат, возраст страны и рельеф местности. В современном почвоведении к указанным Ф. п. добавляется еще хозяйственная деятельность человека, оказывающая существенное влияние на почвообразование.

Толковый словарь по почвоведению. — М.: Наука . Под редакцией А.А. Роде . 1975 .

Смотреть что такое "Факторы почвообразования" в других словарях:

факторы почвообразования — Элементы природной среды, под влиянием которых образуется почва. Представление о факторах почвообразования создано В.В.Докучаевым. Им выделено пять Ф.п. почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, климат, возраст страны и рельеф местности … Справочник технического переводчика

Условия почвообразования — см. факторы почвообразования … Толковый словарь по почвоведению

ЭДАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ — (от греч. edaphos земля, почва), почвенные условия, к рые влияют на жизнь и распространение живых организмов. К Э. ф. относят водный, газовый и температурный режимы почвы, её хим. состав и структуру, к рая обусловлена преим. органич. в вами.… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

эдафические факторы — (от греч. édaphos — земля, почва), почвенные условия, которые влияют на жизнь и распространение живых организмов. К Э. ф. относят водный, газовый и температурный режимы почвы, её химический состав и структуру, которая обусловлена… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

Почва — У этого термина существуют и другие значения, см. Почва (значения). Профиль пахотной каштановой почвы, Волгоградская область … Википедия

Почва — особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе; состоит из генетически связанных горизонтов (образуют почвенный профиль), возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под… … Большая советская энциклопедия

почва — ы; ж. 1. Верхний слой земной коры, в котором развивается растительная жизнь; земля. Повышение плодородия почвы. Глинистая, песчаная, чернозёмная п. Ощупывать почву ногами. Зондировать почву (также: пытаться предварительно прояснить что л.).… … Энциклопедический словарь

География почв — раздел почвоведения (См. Почвоведение), изучающий закономерности распределения почв на поверхности Земли в целях почвенно географического районирования. Делится на общую и региональную. Общая Г. п. изучает факторы почвообразования и… … Большая советская энциклопедия

Докучаев, Василий Васильевич — профессор минералогии СПб. университета. Род. в 1846 г.; среднее образование получил в Смоленской духовной семинарии, а высшее на физико математическом факультете СПб. университета. С 1870 г. хранителем геологического кабинета того же… … Большая биографическая энциклопедия

СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия


Источником энергии внешних процессов является солнечная радиация, превращающаяся на Земли в энергию воды, ветра.

Экзогенные – это процессы преобразования поверхностной части земной коры под действием лучистой энергии Солнца, силы тяжести, воды, воздуха, живых организмов.

Рис. 1. Выветривание

рушения и химического изменения горных пород на суше при их взаимодействии с атмосферой, гидросферой и живыми организмами, одно из основных звеньев круговорота веществ в литосфере (рис.1).

Выветривание + сила тяжести = перемещение масс

Выветривания + сила тяжести + движущая жидкость = эрозия (Уильмс, 2009).

Продукты выветривания разделяют по размерам: глыбы – более 20 см, щебень 20–1 см, дресва 1–0,2 см, песок 2–0,1 мм, алеврит 0,1–0,01 мм, целит (глина) – менее 0,01 мм.

Дезинтеграция – физическое дробление и выветривание минеральной части почвы.

Гальмиролиз – подводное выветривание, преобразование морских осадков под действием соленой воды (рис. 2).

Рис. 2. Гальмиролиз

Корразия – механическая обработка обнаженных горных пород при помощи переносимых ветром твердых частиц, шлифовка, высверливание обтачивание (рис. 3).

Причины возникновения выветривания

1. Колебания температур в течение суток, сезонов. Суточные колебания наиболее сильны на поверхности породы, годичные – до глубины 10–20 м. В морском климате они минимальны, в континентальном разница доходит до десятка градусов.

Горные породы расширяются при повышении температуры и сжимаются при охлаждении. Их теплопроводность мала, поверхностные и более глубокие слои нагреваются неодинаково. Из-за этого в породе создается механическое напряжение, которое вызывает появление разрывов между отдельными слоями массивной породы, что является началом дробления. Происходит десквамация - отшелушивание

Рис. 4. Десквамация

2. Изверженные породы неоднородны, они состоят из зерен минералов различного размера, у них разный коэффициент теплового расширения.

При изменении температуры напряжения возникают не только между слоями, но и отдельными зернами различных минералов по поверхности их соприкосновения.

3. Вода капиллярно всасывается в трещины. При замерзании она расширяется на 1/10 своего объема и раздвигает частицы породы, разрушая ее. Вода с большой силой притягивается поверхностями кристаллов, поэтому входит в трещины с усилием и оказывает расклинивающее действие, заставляя отдельности, разделенные трещиной, еще более отодвигаться.

В трещины попадают корни, которые тоже разрушают породу. Лишайники, растущие на поверхности скал, при периодическом увлажнении и высушивании то набухают, то съеживаются, отрывают небольшие частицы породы, с которыми прочно скреплены.

4. Оторвавшиеся от основного массива обломки породы скатываются по склону, сносятся водами и дробятся.

5. Ледники захватывают обломки, измельчают и истирают их. В итоге увеличивается общая поверхность породы. Чем она больше, тем большее число ионов находится на поверхностном слое и может участвовать в химическом выветривании (рис. 5).

Рис. 5. Деятельность ледников

Рис. 6. Физическое выветривание

де концентрических слоев – скорлупок (явление десквамации). Физическое выветривание ускоряется при наличии влаги (рнис. 6).

Морозное – разновидность физического. Разрушение пород происходит под воздействием замерзающей воды, проникающей в трещины и поры. Объем льда увеличивается на 9 %. Проявляется в арктических и субарктических зонах. Интенсивно при –45 °С, когда вода замерзает не только в трещинах, но и в капиллярах, разрывая породу и доводя ее до лессовидной (рис. 7).

Рис. 7. Морозное выветривание

Химическое – это совокупность различных химических процессов (гидролиз, окисление), в результате которых минералы, слагающие породы подвергаются распаду, изменяют свой химический состав и строение, формируют новые минералы и соединения (рис. 8).

Рис. 8. Химическое выветривание

Растворение и выщелачивание – итог действия воды. Дождевые капли захватывают из атмосферы газы, обогащают ими породу.

Окисление – переход элементов с низкой валентностью в высоковалентные:

Fes2 + nH2O = mO2 → FeSO4 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 + H2SO4

пирит сульфат сульфат гидроокись

закиси железа окиси железа трехвалентного Fe

Восстановление – элементы с высокой валентностью переходят в соединения с более низкой валентностью (рис. 9):

Рис. 10. Зона оксиления и восстановления

Рис.11. Гидратация и растворение

Рис. 12. Гидролиз

До глубины 30 м основные агенты химического выветривания – вода, СО2, О2, температура (рис. 34). Сульфат кальция с водой образует гипс и увеличивается в объеме на 33 %. В кристаллах каждого типа минералов существует определенная геометрическая пространственная система – кристаллическая решетка.

Растворение и выщелачивание – итог действия воды, которая за период циркуляции обогащается растворимыми солями, которые также усиливают разложение (рис. 10-12).

Химическое изменение и разрушение пород с образованием новых минералов и соединений. Интенсивно на экваторе и в тропиках, приводит к накоплению в озерах и болотах полезных ископаемых: бокситов, фосфоритов, никеля, кобальта, осадочного железа.

Живые организмы активно участвуют в химическом выветривании. Выделяя СО2, усиливают его действие на породу. Лишайники ускоряют действие влаги на породу.

• глина → алевролит → глинистый сланец → кристаллический сланец → гнейс. При воздействии органических растворов – вместо глинистого сланца – горючий;

• остатки раковин → известняк → мрамор;

• бурый уголь → каменный → антрацит → графит.

Органическое (биологическое) выветривание (рис. 13). Происходит под действием дробления пород корнями растений и кислот, образующихся при разложении растительных и животных остатков, экскрементов животных, микроорганизмов, грибов, лишайников.

Рис. 13. Органическое выветривание

Диатомовые водоросли, которые строят свой панцирь из кремнезема, разлагают алюмосиликаты, выделяя А1 в виде гидроокиси. Слизистые выделения бактерий разрушают полевые шпаты, грибы рода пенициллин выделяют вещество, разрушающее минералы. Бактерии-нитрификаторы окисляют аммиак, продуцируют азотную кислоту, которая вытесняет из минералов щелочи. Древесные растения на песках превращают биотит в каолинит.

Органические кислоты, образующиеся при разложении биоты, поступают в водные растворы, омывающие частицы минералов, вытесняют катионы из решетки минералов.

Экзогенные процессы Волгоградской области

Выветривание распространено по долинам рек, овражно-балочным системам. Оттепели и весенне-зимние заморозки вызывают растрескивание и разрушение пород, просадку и обрушение стен оврагов. Темно-серые майкопские глины, вязкие в выветренном состоянии, рассланцовываются на мелкие чешуи, образуя осыпи щебнистой глины. При увлажнении набухают, уплотняются, заполняют трещины в породе.

С геологической точки зрения Волгоградская область осложнена большим количеством рек, очень много разветвлений и подвижный водный бассейн. Русла – проекция геологических разломов. Регион пересекает большая сеть водотоков. Они разрезают область на отдельные геологические блоки, устойчивость которых зависит от ряда факторов. Равновесие было нарушено после строительства двух ВДХ (Волгоградское и Цимлянское). Это вызвало дополнительную перегрузку поверхностных слоев, поднялся уровень грунтовых вод.

В результате строительства на Волге каскада ВДХ отступление берегов в Самаре – 16 м в год, на Саратовском ВДХ – на 7,5 м, Волгоградском –20 м.

Горные породы, на которых формируется почва – почвообразующие или материнские. Это материальная основа почвы. От нее почва наследует более 90 % своего состава, физический, механический, химический состав и свойства. Остальная часть – органические соединения, корни растений, живые организмы.

Осадочные породы (рис. 11) образуются из магматических и метаморфических пород в результате длительных процессов их разрушения и неоднократного перемещения продуктов выветривания водой, льдом, ветром (пески, глины и др.), а также из отложений остатков различных организмов (известняк и др., рис. 11)

Рис. 11. Осадочные породы

Кора выветривания – верхние горизонты горных пород, в которых протекают процессы физического, химического и биологического выветривания. Почвообразование приурочено к верхней части коры выветривания или во всей – при формировании почв на каменистых субстратах (рис. 12).

Рис. 12. Кора выветривания

Почвообразующая (материнская) порода – часть коры выветривания, из которой образовалась почва, иначе геологические породы, находящиеся у дневной поверхности, из которых образовалась почва в ходе жизнедеятельности поселившихся на них организмов.

Подстилающая порода – геологическое образование, на которой залегают материнские породы.

Основные почвообразующие породы четвертичных отложений осадочных пород:

1. Элювиальные, элювий – продукты выветривания коренных пород, оставшиеся на месте образования (рис. 16, 17).

Рис. 17. Строение элювия

2. Делювиальные, делювий – наносы, отложенные на склонах дождевыми или талыми водами в виде пологого шлейфа (рис. 18).

3. Пролювий формируется в горных странах временными водными и селевыми потоками значительной силы (рис. 19).

Рис. 19. Пролювий

4. Аллювиальные породы, аллювий – осадки речных водных систем (рис. 20).

5. Озерные ленточные отложения накапливаются в озерных депрессиях древнего происхождения.

6. Ледниковые моренные отложения – продукты выветривания пород, перемещенные и отложенными ледниковыми массами.

7. Флювиогляциальные или водно-ледниковые наносы песчаного состава образованы потоками воды тающих ледников.

8. Покровные суглинки и глины – отложения, остающиеся на месте тающих масс льда.

9. Лессы и лессовидные породы – суглинки и глины вне ледниковых равнин различного генезиса, расположенные в суббореальном и субтропическом поясах вне лесных зон (рис. 21).

Рис. 21. Лёссовые породы

Однородность лёссовидных и покровных глин и суглинков вызвана тем, что в свое время они были почвенными горизонтами (Вальков и др., 2006). Нижние горизонты постепенно превращались в породу, биологическое и физическое активное почвообразование показывало однородные гумусовые горизонты.

10. Эоловые пески – формируются под воздействием ветра в рельефных формах бугров, дюн, барханов.

Морские отложения, часто засоленные, формируются в ходе поднятия и выхода на поверхность морского дна.

Дочетвертичные древние коры выветривания встречаются чаще аллитного типа.

Почвообразующие породы Волгоградской области по содержанию основных компонентов разделяют следующим образом (Дегтярева, Жулидова, 1970):

– на кремнеземистые (пески и опоки), они почти полностью состоят из двуокиси кремния;

– глиноземно-кремнеземистые – из двуокиси кремния и алюминия (глины, суглинки, алевролиты);

– карбонатные (мел, известняк, мергель).

Рельеф формируется в результате взаимодействия внешних и внутренних процессов (рис. 22).

Рис. 22. Формирование рельефа

Он находится в постоянном развитии, и современный облик территории имеет длительную историю. Главная роль в формировании рельефа в послеледниковый период принадлежала эрозионным процессам, которые действовали совместно с выветриванием, накоплением рыхлого материала в речных долинах, на террасовых участках в нижних частях склонов.

Макрорельеф – самые крупные формы, определяющие облик большой территории (равнины, плато, горные системы, возвышенности, речные долины, приморские низменности, комплексы морских террас). Его возникновение связано с тектоническими движениями земной коры.

Мезорельеф – формы средних размеров: увалы, холмы, лощины, долины, террасы и их элементы (плоские участки, склоны разной крутизны).

При характеристике склонов как мезорельефных элементов учитывают их крутизну. По шкале С. А. Захарова пологие – 5°, покатые – 5–20°, крутые 20–45°, обрывистые – более 45°.

Микрорельеф – мелкие формы небольшой площади с колебаниями относительных высот в пределах одного метра: бугорки, понижения, западины, возникающие на ровных поверхностях из-за просадок, мерзлотных деформаций.

Элементы мезо- и микрорельефа, особенно склоны, перераспределяют влагу осадков на земной поверхности и регулируют соотношение вод, стекающих по поверхности и просачивающихся в почву. Поверхности разного наклона и экспозиции (направление по частям света) получают неодинаковое количества солнечной радиации, влаги. Сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает различную скорость создания и разрушения органических веществ, состава и интенсивности деятельности микрофлоры и фауны, разнообразие растительности, формирование разных типов почв.

Экспозиция – определенное расположение элементов рельефа по отношению к частям света или преобладающим ветрам.

Грунтовые и поверхностные воды как фактор почвообразования

Геологическая работа подземных вод

Суффозия (подкапывание) – растворение и вынос растворенных и мелких частиц подземными водами. Интенсивна в осадочных породах. Сопровождается образованием суффозионных воронок, западин и блюдец, в результате проседания пластов пород над образовавшимися пустотами. Растворяющая способность воды значительно растет, если в ее составе много СО2, О2 и других газов и растворенных солей. СО2 увеличивает растворимость в воде известняка в 2-3 раза.

Суффозионные явления в карбонатных породах называют карстовыми по месту Карст в Югославии, близ Триеста. В итоге образуются карстовые пещеры, пустоты в слоях известняка, доломита. Над карстовыми пещерами возникают провальные воронки.

ОПОЛЗНИ – результат суффозии, смещение масс горных пород под действием силы тяжести. Мелкие перемещения поверхностных слоев – оплывины.

Классификации подземных вод

По качественному составу: сульфатные, сероводородные (Мацеста), железистые и мышьяковистые (Кавказ), бромистые, йодистые (Трускавец), радоновые (Цхалтуба, Пятигорск), серные (Пятигорск), углекислые (Кисловодск).

По количеству солей: пресные содержат меньше 1г/л, солоноватые – 1-25, соленые – 25-50, рассолы – более 50.

Минерализация – количество растворенных веществ в воде, их состав.

В подземных водах содержится более 60 элементов. В виде газов – тяжелый водород, азот, сероводород, аммиак, углекислый и угарный газы, кислород, радон. Бактериальная жизнедеятельность значительно преобразует их солевой состав. Качественный состав подземных од и их минерализация влияют на химический состав почв.

По положению в рельефе выделяют три группы перераспределения осадков, которые называют рядами увлажнения и соответствующие им типы почв.

1. Автоморфные – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод – ниже 6 м.

2. Полугидроморфные – при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых на глубине менее 3–6 м, капиллярная кайма может достигать корней растений.

3. Гидроморфные – при длительном поверхностном застое или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м, капиллярная кайма может достигать поверхности почвы.

Грунтовые воды, залегающие на 3–4 м глубине могут вызвать переувлажнение и засоление почв. Уровень грунтовых вод, при котором начинается угнетение растений – критический.

Атмосфера и климатические условия

Определенное сочетание температурных условий и увлажнения обусловливает тип растительности, темпы создания и разрушения органических веществ, состав и интенсивность деятельности микрофлоры и фауны, интенсивности биологических и биохимических процессов в почве.

Климатические условия – это поступление на поверхность Земли световой и тепловой энергии, воды. Из всего многообразия климатических факторов почвоведы, прежде всего, используют температуру, количество атмосферных осадков (рис. 23, табл. 1).

Рис. 23. Зональность климата

Рис.24. Альбедо почв

Объективная мера потенциальной биологической и агрономической оценки термического режима – сумма активных температур выше 10 °С.

Временное варьирование температур, характерное для приземного слоя, ослабевает и затухает в коре выветривания на глубине 2,5–3,5 м. Здесь устанавливается постоянная температура, типичная для данной территории, она совпадает со среднегодовой температуры атмосферы (табл. 1). При минусовых среднегодовых температурах воздуха характерно распространение вечной мерзлоты.

Приземный слой – воздух от поверхности Земли до высоты 30-50 м, наиболее загрязненный, в нем содержатся продукты горения, загрязняющие вещества, семена, споры и пыльца растений, микроорганизмы.

Показатели температуры воздуха и различных поверхностей, наблюдающиеся в солнечные дни июня, июля и августа

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.

Читайте также: