Сущность болотного процесса почвообразования реферат

Обновлено: 29.06.2024

В процессе развития почва приобретает характерное для нее строение, которое выражается в чередовании различных по составу, свойствам и внешним признакам генетических горизонтов, отличных от слоев подстилающих пород. Совокупность подстилающих горизонтов образует генетический профиль почвы.
Одновременно с развитием почвы растет ее плодородие, т. е. способность обеспечивать растения пищей, водой и другими условиями.

Содержание
Прикрепленные файлы: 1 файл

почвообразование.doc

Процесс почвообразования…………………………………… …………..6

Факторы почвообразования…………………………………… ………….9

Наука о происхождении и развитии почв, закономерности их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия называется почвоведением. Эта наука является отраслью естествознания и тесно связана с физико- математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования. Вместе с тем, как любая другая теоретическая наука, почвоведение развивается на основе непосредственного взаимодействия с практикой, которая проверяет и использует выявленные закономерности и, в свою очередь, стимулирует новые поиски в области теоретических знаний. К настоящему времени сформировались крупные прикладные разделы почвоведения для сельского и лесного хозяйств, ирригации, строительства, транспорта, поиска полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды.

К середине 19 в. накопился обширный материал по изучению почв, однако данные эти были разрознены, не приведены в систему и не обобщены. Не было и единого для всех исследователей определения термина почва.

Основоположником науки о почве как самостоятельной ес тественноисторической науки стал выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846–1903). Докучаев впервые сформулировал научное определение почвы, назвав почву самостоятельным естественноисторическим телом, которое является продуктом совокупной деятельности материнской горной породы, климата, растительных и животных организмов, возраста почвы и отчасти рельефа местности. Все факторы почвообразования, о которых говорил Докучаев, были известны и до него, их последовательно выдвигали разные ученые, но всегда в качестве единственного определяющего условия. Докучаев первый сказал, что возникновение почвы происходит в результате совместного действия всех факторов почвообразования. Он установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело, равнозначное понятиям растение, животное, минерал и т.д., которое возникает, развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве, и этим он заложил прочный фундамент новой науки.

Почва.

Почва – самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

В состав почвы входят четыре важнейших компонента:

  • минеральная основа (50–60 % от общего объёма);
  • органическое вещество (до 10 %);
  • воздух (15–25 %);
  • вода (25–35 %).

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Процесс почвообразования.

Процесс почвообразования – превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота. Основные процессы, способствующие превращению горной породы в почву, следующие:

  1. Выветривание горной породы и минералов, приводящее к образованию новых минералов и освобождению в доступной форме элементов зольного питания растений;
  2. Извлечение из материнской горной породы, а в дальнейшем из почвы элементов питания;
  3. Синтез и накопление в верхних слоях породы остатков растений и животных, минерализация и превращение их в гумусовые вещества (гумификация), сопровождающиеся освобождением и аккумуляцией элементов зольного и азотного питания;
  4. Взаимодействие минеральных и органических веществ, образование органоминеральных соединений разной степени подвижности;
  5. Перемещение и осаждение минеральных, органических и органоминеральных продуктов почвообразования в почвенной толще.

Все горные породы, покрывающие поверхность земного шара, с первых же моментов их образования под влиянием различных процессов начинали немедленно разрушаться. Сумма процессов преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием или гипергенезом. Совокупность продуктов выветривания называется корой выветривания. Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные процессы и явления. В зависимости от характера и причин разрушения горных пород различают физическое, химическое и биологическое выветривание, которое сводится обычно к физическому и химическому воздействию организмов на горные породы.

Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Нижнюю (и большую) часть зоны гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами выветривания. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры выветривания, сформированные в более древние геологические периоды. Поверхностный слой зоны гипергенеза является тем субстратом, на котором происходит образование почвы. Как же происходит процесс почвообразования?

В процессе выветривания (гипергенеза) изменялся первоначальный облик горных пород, как и их элементный и минеральный состав. Первоначально массивные (т.е. плотные и твердые) горные породы постепенно переходили в раздробленное состояние. Примерами раздробленных в результате выветривания горных пород могут служить дресва, песок, глина. Становясь раздробленными, горные породы приобретали ряд новых свойств и особенностей: они становились более проницаемыми для воды и воздуха, в них увеличивалась общая поверхность их частиц, усиливавшая химическое выветривание, образовывались новые, в том числе и легко растворимые в воде соединения и, наконец, горные породы приобретали способность удерживать в себе влагу, имеющую большое значение для обеспечения растений водой.

Однако сами по себе процессы выветривании не могли привести к накоплению в горной породе элементов пищи растений, а следовательно, и не могли превратить горную породу в почву. Образующиеся в результате выветривания легко растворимые соединения могут только вымываться из горных пород под влиянием атмосферных осадков; а такой биологический важный элемент, как азот, потребляемый растениями в больших количествах, совершенно не содержится в изверженных горных породах.

Рыхлые и способные впитывать воду горные породы становились благоприятной средой для жизнедеятельности бактерий и различных растительных организмов. Постепенно происходило обогащение верхнего слоя коры выветривания продуктами жизнедеятельности организмов и их отмирающими остатками. Разложение органических веществ и присутствие кислорода приводило к сложным химическим процессам, в результате которых происходило накопление в горной породе элементов зольной и азотной пищи. Таким образом, горные породы поверхностного слоя коры выветривания (их еще называют почвообразующими, коренными или материнскими породами) стали почвой. В состав почвы, таким образом, входит минеральная компонента, соответствующая составу коренных пород, и органическая компонента.

Поэтому началом процесса почвообразования нужно считать тот момент, когда на продуктах выветривания горных пород поселились растительность и микроорганизмы. С этого момента раздробленная горная порода стала почвой, т.е. качественно новым телом, обладающим рядом качеств и свойств, самым существенным из которых является плодородие. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре представляют собой естественноисторическое тело, образование и развитие которого связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Один раз зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращался.

Факторы почвообразования.

На развитие почвообразовательного процесса самое непосредственное влияние оказывают те природные условия, в которых он протекает, от того или иного их сочетания зависят его особенности и то направление, в котором этот процесс будет развиваться.

Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования, являются следующие: материнские (почвообразующие) породы, растительность, животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв. К этим пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Ведущее значение всегда имеет биологический фактор, остальные же факторы представляют собой лишь фон, на котором происходит развитие почв в природе, однако они оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного процесса.

Почвообразующие породы.

Все существующие почвы на Земле произошли из горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов.

Климат.

Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки. Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и сезонного распределения обуславливают совершенно определенные процессы почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена именно климатическими условиями.

Растительность, животные и микроорганизмы.

Значение растительности в почвообразовании чрезвычайно велико и многообразно. Пронизывая корнями верхний слой почвообразующей породы, растения извлекают из ее нижних горизонтов питательные вещества и закрепляют их в синтезированном органическом веществе. После минерализации отмерших частей растений заключенные в них зольные элементы отлагаются в верхнем горизонте почвообразующей породы, создавая этим благоприятные условия для питания следующих поколений растений. Так, в результате постоянного создания и разрушения органического вещества в верхних горизонтах почвы, приобретается наиболее важное для нее свойство – накопление, или концентрация элементов зольной и азотной пищи для растений. Это явление называется биологической поглотительной способностью почвы.

Вследствие разложения растительных остатков в почве накапливается перегной, имеющий огромное значение в плодородии почвы. Растительные остатки в почве являются необходимым питательным субстратом и важнейшим условием развития многих почвенных микроорганизмов.

В процессе распада органического вещества почвы выделяются кислоты, которые, воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание.

Сами растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют своими корнями различные слабые кислоты, под влиянием которых труднорастворимые минеральные соединения частично переходят в растворимую, а, следовательно, в усвояемую растениями форму.

Кроме того, растительный покров существенно изменяет микроклиматические условия. Например, в лесу, по сравнению с безлесными территориями, понижена летняя температура, увеличена влажность воздуха и почв, уменьшена сила ветра и испарение воды над почвой, накапливается больше снега, талых и дождевых вод – все это неизбежно отражается на почвообразовательном процессе.

Благодаря деятельности населяющих почву микроорганизмов происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями.

Высшие растения и микроорганизмы образуют определенные комплексы, под воздействием которых формируются различные типы почв. Каждой растительной формации соответствует определенный тип почв. Например, под растительной формацией хвойных лесов никогда не сформируется чернозем, который образуется под воздействием лугово-степной растительной формацией.

Важное значение для почвообразования имеют животные организмы, которых в почве очень много. Наибольшее значение имеют беспозвоночные животные, живущие в верхних почвенных горизонтах и в растительных остатках на поверхности. В процессе своей жизнедеятельности они значительно ускоряют разложение органических веществ и часто производят весьма глубокие изменения в химических и физических свойствах почвы. Большую роль играют и норные животные, такие как кроты, мыши, суслики, сурки, и пр. Многократно перерывая почву они способствуют смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо- и воздухопроницаемости почвы, что усиливает и ускоряет процессы разложения в почве органических остатков. Также они обогащают почвенную массу продуктами своей жизнедеятельности.

Основными условиями проявления болотного процесса является переувлажнение почвы за счет застоя поверхностных вод или близкого залегания подгрунтовых вод и наличие болотной растительности.

Сутью болотного почвообразовательного процесса является особенная трансформация в аэробных условиях растительных органических остатков (торфообразования) и минеральной части почвы (оглеенния).

Торфообразование — это процесс накопления на поверхности почвы неразложившихся или полуразложившихся решеток болотной (гигрофитной) растительности в результате слабой их минерализации и гумификации в анаэробных условиях избыточного увлажнения. В торфообразовании принимают участие сфагновые мхи, кукушкин лен, осоки, камыш, рогоз, клюква, багульник, из деревьев и кустарников — ива, ольха, береза, осина, сосна и др.

Образование торфа — это сложный биохимический процесс консервирования решеток болотной растительности органическими кислотами, которые выделяют анаэробные микроорганизмы во время брожения. Сопровождается этот процесс образованиям недоокисленных токсичных газов: метан, аммиак, фосфин, сероводород и тому подобное.

В состав торфа входят решетки растений, которые сохранили клеточное строения, разные промежуточные органические продукты распада, небольшое количество гумусоподобнных, и минеральных веществ, которые попадают в растения из подгрунтовых вод. Глубина торфа увеличивается очень медленно (1,5— 2,0 мм за год). За длительное время слой торфа может достигать больше 10 м. В этом случае нижние слои торфа превращаются в органогенную горную породу.

При образовании торфа биологический круговорот биофильних веществ сужается. Зольные элементы и азот на длительное время остается в форме органических соединений и постепенно выходит из процесса почвообразования.

Оглеенние — это сложный биохимический восстановительный процесс, который происходит в анаэробных условиях при наличии органических веществ и при участии анаэробных микроорганизмов.

Органические кислоты и сероводород, которые образовались в результате анаэробной трансформации остатков болотной растительности, разрушают минеральную часть почвы. В первую очередь разрушаются кристаллические решетки алюмине-ферумсиликатов. При этом накапливается токсичный подвижной алюминей, который вызывает подкисление почвы. Освобожденные из силикатов катионы образуют коллоидные и ионные растворы гидрооксидов железа, алюминия, кремневую кислоту и другие соединения. Из этих веществ в почве образуются вторичные глинистые минералы. Благодаря дисперсии этих минералов и накоплению кремневой кислоты переувлажненная оглеенная почва приобретает липкость, пластичность, вязкость, и теряет пористость.

Освобожденые из минералов и органических соединений элементы с непостоянной валентностью (Fe, Mn, P, S, N, C) в анаэробных условиях переходят в форму закиси. В процессе возобновления этих элементе принимают участие анаэробные микроорганизмы, которые используют химически связанный кислород из окислительных соединений для дыхания. Процессы возобновления также осуществляются химическим путем благодаря продуктам жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов (H2s, H2).

Самой характерной особенностью глинистого процесса является возобновление окислительного железа к токсичной закиси. При длительном переувлажнении защитное железо реагирует с гидрооксидами кремния и алюминия, в результате чего образуются вторичные алюмине-ферумсиликаты. Накопление их в почве обусловливает формирование глинистых горизонтов.

В результате взаимодействия защитного железа с фосфатами в оглееных горизонтах также образуется вивианит Fe3(PО4) 2 · 8Н2О. Этот минерал вместе со вторичными алюмине-ферумсиликатами предоставляет глинистым горизонтам сизый, зеленоватый и голубой оттенок. При взаимодействии железа с углекислым газом в анаэробных условиях образуется двууглекислое железо Fe(HСО3) 2.

В условиях периодического переувлажнения почвы соединения железа могут находиться то в закиси, то в окислительной, формах. При изменении анаэробных условий на аэробные соединения закисей железа окисляются с образованием минералов группы лимониту Fe2О3 · NН2О. В местах аэрации оглееных горизонтов эти минералы обусловливают наличие ржаво-охровых пятен, пунктаций, прослоек, конкреций, в виде бобовой руды.

В переувлажненной почве при участии анаэробных микроорганизмов нитраты возобновляются к аммиаку, или в почве происходят процессы денитрификации. Эти процессы ведут к потере азота почвой. В анаэробных условиях сульфаты возобновляются к H2S, фосфаты — к PН3, образуются токсичные подвижные соединения. В целом оглеенние значительно ухудшает агрономический свойства почв за счет создания неблагоприятных водно-воздушного и питательного режимов, накопление токсичных веществ и повышение кислотности.

За болотным процессом почвообразования формируются интразональные почвы: болотные, торфово-болотные и лучно-болотные.

Роль языка в формировании личности: Это происходит потому, что любой современный язык – это сложное .

Средневековье: основные этапы и закономерности развития: Эпоху Античности в Европе сменяет Средневековье. С чем связано.

Тема 5. Подряд. Возмездное оказание услуг: К адвокату на консультацию явилась Минеева и пояснила, что.

Болотный процесс почвообразования и болотные почвы (часть 1)

Причины развития, условия и сущность болотного процесса почвообразования. Общая площадь в мире, занятая болотными почвами, по данным Л. Хейкурайнена составляет 150 млн га, Н. Я. Каца — 175 млн. га, В. Бэрка и П. О’Хара — 220 млн. га. Преобладающая часть этих площадей находится в России. Только болотных торфяных почв с мощностью торфяного горизонта более 50 см (Ат>50 см), состоящих на 50—95 % из органического вещества, в нашей стране около 100 млн. га. Площадь заболоченных и болотных почв в России превышает 200 млн. га. Мировые запасы торфа составляют около 275 млрд т, из них на долю России приходится 158 млрд. т, или 57 % от мировых запасов. Болотные почвы встречаются во многих почвенно-климатических зонах и относятся к интразональным, хотя в каждой зоне имеют свои зональные особенности. Основные площади их сосредоточены в таежно-лесной зоне России. В европейской части России находится 25 442 тыс. га болот, наибольшие площади болот сосредоточены в Западной Сибири — 36 448 тыс. га, в Восточной Сибири насчитывается 2870 тыс. га, на Дальнем Востоке — 6700 тыс. га.
В России процессы заболачивания впервые описаны в конце XIX в. ботаником и географом Г. И. Танфильевым. В результате обширных исследований болот и заболоченных лесов, он пришел к выводу, что заболачивание суши связано с вырубками леса и лесными пожарами. Он установил, что на лесосеках почти сразу же после сведения леса, ранее не имевшего и следов заболачивания, поселяются влаголюбивые растения (кукушкин лен); через 3 года и позднее поселяются уже сфагновые мхи, занимающие все большие и большие площади. Большая влагоемкость сфагновых мхов и является, по Г. И. Танфильеву, причиной заболачивания лесосек. Заболачивание пожарищ ои также связывает с поселением на этих местах влаголюбивой растительности, ее эволюцией и накоплением этой растительностью избытка воды.
В самом конце XIX и начале XX вв. исследованием процессов заболачивания занимался А. Ф. Флеров. Будучи ботаником, он рассматривал болота как образования растительности болотного типа, требующей для своего развития избыточного увлажнения.
Значительный вклад в изучение болот внесли исследования В. С. Доктуровского, который считал, что процессы заболачивания развиваются при застаивании воды и появлении болотной растительности. Накопившиеся отложения торфа (торфяники) В. С. Доктуровский относит к геологическим образованиям.
Р. И. Аболин, открывший своими работами ландшафтно-географическое направление в изучении болот, отметил, что при развитии болот как географического ландшафта происходят специфические почвенные процессы, обусловленные переувлажнением и анаэробиозисом.
Наиболее стройная теория заболачивания суши и зарастания водоемов была разработана В. Н. Сукачевым. Заболачивание суши он объясняет гидрологическими условиями местности и считает, что это явление происходит лишь при застаивании и накоплении влаги в почве.
Постоянное избыточное увлажнение обусловливает появление болотной растительности. По его мнению, растения впоследствии могут лишь усиливать этот процесс. Он считал, что заболачивание лесосек и пожарищ происходит вследствие уменьшения испарения воды из почвы после уничтожения леса. Эта теория согласуется с ранее проведенными исследованиями П. Отоцкого, показавшего, что на безлесных пространствах уровень грунтовых вод находится выше, чем под лесом. В. Н. Сукачев отмечает, что постоянное переувлажнение обусловливает развитие особого почвообразовательного процесса.
Р. И. Аболин и В. Н. Сукачев в самом общем плане отметили специфическое, особое почвообразование при развитии болота как географического ландшафта.
Л. С. Берг считал все почвы неотъемлемой частью географического ландшафта, а болотные — обязательным элементом болотного ландшафта.
Следовательно, можно признать и наличие почвообразовательного процесса при развитии болот.
Многие ученые-геологи и даже один из ведущих почвоведов — Н. М. Сибирцев — не считали торфяные образования почвами, а относили их к поверхностным геологическим породам. Противоположной точки зрения придерживался В. В. Докучаев. В классификации почв 1886 г. среди нормальных почв им выделен III класс — типичных болотных почв.

Болотный почвообразовательный процесс характеризуется накоплением в почве органического вещества в виде торфа и оглеением минеральной части почвы. Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.

Поверхностные воды могут застаиваться в отрицательных элементах рельефа (котловины, западины и др.), куда вода притекает с окружающей местности. Застаивание воды атмосферных осадков может иметь место и на равнинных элементах рельефа в случае слабо выраженного или совсем отсутствующего поверхностного стока при слабой водонепроницаемости почв и особенно при наличии плотного водоупорного горизонта в толще почвы или почвообразующей породы [2].

Торфообразование

В начальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зелеными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом-сфагнумом. Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительности, но и на темпах и характере разложения растительных остатков.

В анаэробных условиях, при недостатке кислорода воздуха, интенсивность окислительных процессов сильно уменьшается и минерализация органических веществ до конца не идет. Разложение органических остатков приводит к образованию промежуточных продуктов в виде низкомолекулярных органических кислот (масляная, уксусная, молочная и др.), которые еще более замедляют процесс минерализации, подавляя жизнедеятельность микроорганизмов, которым принадлежит основная роль в процессах превращения органических веществ в почве [3].

Разложение органических остатков в анаэробных условиях приводит к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся органических веществ в виде торфа, который составляет неотъемлемую часть всякой болотной почвы (рис.2). Мощность слоя торфа может достигать в отдельных случаях десятка метров и более.


(Рис.2 Торфяное болото. Практика 2012)

В образовании торфа важная роль принадлежит разнообразным почвенным микроорганизмам. Наиболее активный биохимический процесс превращения органического вещества торфа протекает в самом верхнем его слое, где создаются условия некоторой аэрации. В нижних горизонтах масса торфа не претерпевает существенных изменений. Об этом, в частности, свидетельствует содержание микроорганизмов в разных горизонтах торфа [2].

В превращении органических веществ в болотных почвах принимают участие представители многих групп почвенных микроорганизмов. При этом на отдельных стадиях превращения органических остатков ведущее место принадлежит определенным группам организмов. Вначале на отмершей растительности активно развиваются неспороносные бактерии и грибы. В дальнейшем по мере разрушения органических веществ значительное развитие получают спорообразующие бактерии, которых сменяют целлюлозоразлагающие и другие микроорганизмы.

Следовательно, торфообразование – это биохимический процесс, в котором принимают участие многочисленные микроорганизмы, выполняющие сложные функции по разложению и синтезу органического вещества, приводящие в конечном счете к образованию торфа болотных почв.

Изменение условий аэрации и питательного режима является причиной развития определенных групп болотной растительности и ее эволюции.

Схема постепенной эволюции луговой почвы в болотную: в развитии луговой стадии дернового периода главное значение принадлежит трем типам злаков: корневищным, рыхлокустовым и плотнокустовым. За время господства корневищной и особенно рыхлокустовой злаковой растительности происходит прогрессивное накопление органических остатков и перегноя в массе почвы.Наибольшее накопление органического вещества происходит в верхних горизонтах почвы. Это обстоятельство приводит к ограничению притока кислорода к почве, чему особенно способствует большая влагоемкость органического вещества.

Происходит резкое затормаживание разложения органического вещества, вследствие чего возникает относительный недостаток элементов зольной пищи и азота для растений. В результате недостатка элементов пищи и кислорода в почве луга, рыхлокустовые злаки вытесняются плотнокустовыми злаками, которые могут развиваться в условиях бедности почвенной среды элементами минеральной пищи. Но в силу своей биологической природы плотнокустовые злаки во все возрастающей степени накапливают органическое вещество на поверхности почвы. В этих условиях корни плотнокустовых злаков, отделяясь от минеральной части почвы, распространяются в массе органического вещества, которое по мере прироста вверх становится все беднее элементами зольной пищи, в результате чего плотнокустовые злаки начинают отмирать. И чем больше прирост органического вещества и его отложение на поверхности почвы, тем сильнее его верхние горизонты обедняются элементами зольной пищи и азотом [5].

В этих условиях на смену плотнокустовым злакам приходят еще менее требовательные к минеральной пище болотные растения и среди них такие олиготрофы, каким является мох сфагнум.

В различных условиях заболачивания территории может иметь место и иной характер развития и смены болотной растительности [2].

Так, при развитии болотного процесса в понижениях, куда с почвенно-грунтовыми водами приносится значительное количество элементов питания, могут устойчиво развиваться более требовательные к условиям питательного режима травянистые растения-торфообразователи – плотнокустовые злаки, осоки, пушицы, вейники, камыши и др.

Заболачивание бедных подзолистых почв на водоразделах в таежно-лесной зоне обычно начинается с поселения зеленых мхов и быстро вступает в фазу сфагнового болота [4].

Наиболее распространенными растениями-торфообразователями из травянистых являются: осоки (Garex L.), пушицы (Eriophorum L.), камыш (Scirpus L.), тростник (Phragmites communis Trin.), вейник (Calamagrostis Adans.), шейхцерия (Schenchzeria L.), рогоз (Typha L.), канареечник (Phalazis L.), хвощовые (Equesetaceae L.) и др.

Среди полукустарников и древесных наиболее часто в торфообразовании учавствуют: багульник (Ledum palustre L.), клюква (Oxycoccus palustris Pers.), вереск (Calluna vulgaris L.), ива (Salix L.), береза (Betula L.), ольха черная (Alnus glutinos (L.) Hulb.) и серая (Alnus incana (L.) Mecnch), сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.), ель (Picea excelsa L.), лиственница (Larix sibirica Ledeb.) и др.

Особенно большую роль в торфообразовании играют мхи – гипновые зеленые (Bryales), кукушкин лен (Polytrichum commune L.) и белые сфагновые (Sphagnales) [1].

В процессе развития почва приобретает характерное для нее строение, которое выражается в чередовании различных по составу, свойствам и внешним признакам генетических горизонтов, отличных от слоев подстилающих пород. Совокупность подстилающих горизонтов образует генетический профиль почвы.
Одновременно с развитием почвы растет ее плодородие, т. е. способность обеспечивать растения пищей, водой и другими условиями.

Содержание
Прикрепленные файлы: 1 файл

почвообразование.doc

Процесс почвообразования…………………………………… …………..6

Факторы почвообразования…………………………………… ………….9

Наука о происхождении и развитии почв, закономерности их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия называется почвоведением. Эта наука является отраслью естествознания и тесно связана с физико- математическими, химическими, биологическими, геологическими и географическими науками, опирается на разработанные ими фундаментальные законы и методы исследования. Вместе с тем, как любая другая теоретическая наука, почвоведение развивается на основе непосредственного взаимодействия с практикой, которая проверяет и использует выявленные закономерности и, в свою очередь, стимулирует новые поиски в области теоретических знаний. К настоящему времени сформировались крупные прикладные разделы почвоведения для сельского и лесного хозяйств, ирригации, строительства, транспорта, поиска полезных ископаемых, здравоохранения и охраны окружающей среды.

К середине 19 в. накопился обширный материал по изучению почв, однако данные эти были разрознены, не приведены в систему и не обобщены. Не было и единого для всех исследователей определения термина почва.

Основоположником науки о почве как самостоятельной ес тественноисторической науки стал выдающийся русский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846–1903). Докучаев впервые сформулировал научное определение почвы, назвав почву самостоятельным естественноисторическим телом, которое является продуктом совокупной деятельности материнской горной породы, климата, растительных и животных организмов, возраста почвы и отчасти рельефа местности. Все факторы почвообразования, о которых говорил Докучаев, были известны и до него, их последовательно выдвигали разные ученые, но всегда в качестве единственного определяющего условия. Докучаев первый сказал, что возникновение почвы происходит в результате совместного действия всех факторов почвообразования. Он установил взгляд на почву как на самостоятельное особое природное тело, равнозначное понятиям растение, животное, минерал и т.д., которое возникает, развивается, непрерывно изменяется во времени и пространстве, и этим он заложил прочный фундамент новой науки.

Почва.

Почва – самый поверхностный слой суши земного шара, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мертвых организмов (растительности, животных, микроорганизмов), солнечного тепла и атмосферных осадков. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования – воды и минеральных веществ.

В состав почвы входят четыре важнейших компонента:

  • минеральная основа (50–60 % от общего объёма);
  • органическое вещество (до 10 %);
  • воздух (15–25 %);
  • вода (25–35 %).

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Процесс почвообразования.

Процесс почвообразования – превращение горной породы в почву. Он осуществляется в результате длительного взаимодействия массы материнской горной породы с живыми организмами, продуктами их жизнедеятельности и элементами гидро- и атмосферы. В основе процесса почвообразования лежит малый биологический круговорот веществ, развивающийся на фоне большого геологического круговорота веществ.

Почвообразовательный процесс относится к категории био-физико-химических процессов. Агентами почвообразования являются живые организмы и продукты их жизнедеятельности, вода, кислород воздуха и углекислота. Основные процессы, способствующие превращению горной породы в почву, следующие:

  1. Выветривание горной породы и минералов, приводящее к образованию новых минералов и освобождению в доступной форме элементов зольного питания растений;
  2. Извлечение из материнской горной породы, а в дальнейшем из почвы элементов питания;
  3. Синтез и накопление в верхних слоях породы остатков растений и животных, минерализация и превращение их в гумусовые вещества (гумификация), сопровождающиеся освобождением и аккумуляцией элементов зольного и азотного питания;
  4. Взаимодействие минеральных и органических веществ, образование органоминеральных соединений разной степени подвижности;
  5. Перемещение и осаждение минеральных, органических и органоминеральных продуктов почвообразования в почвенной толще.

Все горные породы, покрывающие поверхность земного шара, с первых же моментов их образования под влиянием различных процессов начинали немедленно разрушаться. Сумма процессов преобразования горных пород на поверхности Земли называется выветриванием или гипергенезом. Совокупность продуктов выветривания называется корой выветривания. Процесс преобразования исходных пород в кору выветривания чрезвычайно сложен и включает в себя многочисленные процессы и явления. В зависимости от характера и причин разрушения горных пород различают физическое, химическое и биологическое выветривание, которое сводится обычно к физическому и химическому воздействию организмов на горные породы.

Процессы выветривания (гипергенеза) распространяются на некоторую глубину, образуя зону гипергенеза. Нижняя граница этой зоны условно проводится по кровле верхнего горизонта подземных (пластовых) вод. Нижнюю (и большую) часть зоны гипергенеза занимают горные породы, в той или иной степени измененные процессами выветривания. Здесь выделяют новейшую и древнюю коры выветривания, сформированные в более древние геологические периоды. Поверхностный слой зоны гипергенеза является тем субстратом, на котором происходит образование почвы. Как же происходит процесс почвообразования?

В процессе выветривания (гипергенеза) изменялся первоначальный облик горных пород, как и их элементный и минеральный состав. Первоначально массивные (т.е. плотные и твердые) горные породы постепенно переходили в раздробленное состояние. Примерами раздробленных в результате выветривания горных пород могут служить дресва, песок, глина. Становясь раздробленными, горные породы приобретали ряд новых свойств и особенностей: они становились более проницаемыми для воды и воздуха, в них увеличивалась общая поверхность их частиц, усиливавшая химическое выветривание, образовывались новые, в том числе и легко растворимые в воде соединения и, наконец, горные породы приобретали способность удерживать в себе влагу, имеющую большое значение для обеспечения растений водой.

Однако сами по себе процессы выветривании не могли привести к накоплению в горной породе элементов пищи растений, а следовательно, и не могли превратить горную породу в почву. Образующиеся в результате выветривания легко растворимые соединения могут только вымываться из горных пород под влиянием атмосферных осадков; а такой биологический важный элемент, как азот, потребляемый растениями в больших количествах, совершенно не содержится в изверженных горных породах.

Рыхлые и способные впитывать воду горные породы становились благоприятной средой для жизнедеятельности бактерий и различных растительных организмов. Постепенно происходило обогащение верхнего слоя коры выветривания продуктами жизнедеятельности организмов и их отмирающими остатками. Разложение органических веществ и присутствие кислорода приводило к сложным химическим процессам, в результате которых происходило накопление в горной породе элементов зольной и азотной пищи. Таким образом, горные породы поверхностного слоя коры выветривания (их еще называют почвообразующими, коренными или материнскими породами) стали почвой. В состав почвы, таким образом, входит минеральная компонента, соответствующая составу коренных пород, и органическая компонента.

Поэтому началом процесса почвообразования нужно считать тот момент, когда на продуктах выветривания горных пород поселились растительность и микроорганизмы. С этого момента раздробленная горная порода стала почвой, т.е. качественно новым телом, обладающим рядом качеств и свойств, самым существенным из которых является плодородие. В этом отношении все существующие почвы на земном шаре представляют собой естественноисторическое тело, образование и развитие которого связано с развитием всей органической жизни на земной поверхности. Один раз зародившись, почвообразовательный процесс никогда не прекращался.

Факторы почвообразования.

На развитие почвообразовательного процесса самое непосредственное влияние оказывают те природные условия, в которых он протекает, от того или иного их сочетания зависят его особенности и то направление, в котором этот процесс будет развиваться.

Важнейшими из этих природных условий, называемых факторами почвообразования, являются следующие: материнские (почвообразующие) породы, растительность, животный мир и микроорганизмы, климат, рельеф местности и возраст почв. К этим пяти основным факторам почвообразования (которые назвал еще Докучаев) сейчас добавляют действие вод (почвенных и грунтовых) и деятельность человека. Ведущее значение всегда имеет биологический фактор, остальные же факторы представляют собой лишь фон, на котором происходит развитие почв в природе, однако они оказывают большое влияние на характер и направление почвообразовательного процесса.

Почвообразующие породы.

Все существующие почвы на Земле произошли из горных пород, поэтому очевидно, что в процессе почвообразования они принимают самое непосредственное участие. Наибольшее значение имеет химический состав горной породы, поскольку минеральная часть любой почвы содержит в себе, в основном, те элементы, которые входили в состав материнской породы. Большое значение имеют и физические свойства материнской породы, поскольку такие факторы как гранулометрический состав породы, ее плотность, пористость, теплопроводность самым непосредственным образом оказывают влияние не только на интенсивность, но и на характер протекающих почвообразовательных процессов.

Климат.

Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки. Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и сезонного распределения обуславливают совершенно определенные процессы почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена именно климатическими условиями.

Растительность, животные и микроорганизмы.

Значение растительности в почвообразовании чрезвычайно велико и многообразно. Пронизывая корнями верхний слой почвообразующей породы, растения извлекают из ее нижних горизонтов питательные вещества и закрепляют их в синтезированном органическом веществе. После минерализации отмерших частей растений заключенные в них зольные элементы отлагаются в верхнем горизонте почвообразующей породы, создавая этим благоприятные условия для питания следующих поколений растений. Так, в результате постоянного создания и разрушения органического вещества в верхних горизонтах почвы, приобретается наиболее важное для нее свойство – накопление, или концентрация элементов зольной и азотной пищи для растений. Это явление называется биологической поглотительной способностью почвы.

Вследствие разложения растительных остатков в почве накапливается перегной, имеющий огромное значение в плодородии почвы. Растительные остатки в почве являются необходимым питательным субстратом и важнейшим условием развития многих почвенных микроорганизмов.

В процессе распада органического вещества почвы выделяются кислоты, которые, воздействуя на материнскую горную породу, усиливают ее выветривание.

Сами растения в процессе своей жизнедеятельности выделяют своими корнями различные слабые кислоты, под влиянием которых труднорастворимые минеральные соединения частично переходят в растворимую, а, следовательно, в усвояемую растениями форму.

Кроме того, растительный покров существенно изменяет микроклиматические условия. Например, в лесу, по сравнению с безлесными территориями, понижена летняя температура, увеличена влажность воздуха и почв, уменьшена сила ветра и испарение воды над почвой, накапливается больше снега, талых и дождевых вод – все это неизбежно отражается на почвообразовательном процессе.

Благодаря деятельности населяющих почву микроорганизмов происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями.

Высшие растения и микроорганизмы образуют определенные комплексы, под воздействием которых формируются различные типы почв. Каждой растительной формации соответствует определенный тип почв. Например, под растительной формацией хвойных лесов никогда не сформируется чернозем, который образуется под воздействием лугово-степной растительной формацией.

Важное значение для почвообразования имеют животные организмы, которых в почве очень много. Наибольшее значение имеют беспозвоночные животные, живущие в верхних почвенных горизонтах и в растительных остатках на поверхности. В процессе своей жизнедеятельности они значительно ускоряют разложение органических веществ и часто производят весьма глубокие изменения в химических и физических свойствах почвы. Большую роль играют и норные животные, такие как кроты, мыши, суслики, сурки, и пр. Многократно перерывая почву они способствуют смешиванию органических веществ с минеральными, а также повышению водо- и воздухопроницаемости почвы, что усиливает и ускоряет процессы разложения в почве органических остатков. Также они обогащают почвенную массу продуктами своей жизнедеятельности.

Читайте также: