В почвообразовании важную роль играет. Основные факторы почвообразования. Растительность, как фактор почвообразования

Почва как особое природное тело формируется в результате тесного взаимодействия следующих факторов -- климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). Сочетания факторов почвообразования -- это комбинации экологических условий развития почвообразовательного процесса и почв.

Климат как фактор почвообразования

Под атмосферным климатом понимается среднее состояние атмосферы той или иной территории (земного шара, материков, стран, областей, районов и т.п.), характеризуемое средними показателями метеорологических элементов (температура, осадки, влажность воздуха и т.д.) и их крайними показателями, дающими амплитуды колебаний в течение суток, сезонов и целого года.

Главным источником энергии для биологических и почвенных процессов является солнечная радиация, а основным источником увлажнения -- атмосферные осадки. Солнечная радиация поглощается земной поверхностью, а затем постепенно излучается и нагревает атмосферу. Влага осадков, попадая в почву, поглощается растениями и возвращается в атмосферу через транспирацию или в результате физического испарения. Основой для выделения главных термических групп климатов являются суммы среднесуточных температур выше 10° С за вегетационный период.

По условиям увлажнения осадками при почвенных исследованиях различают шесть главных групп климатов.

Критерием для такого разделения служит отношение количества осадков к испаряемости*, получившее название коэффициента увлажнения.

Большую роль при формировании почв играют распределение осадков по сезонам года, интенсивность выпадения осадков, определяющая их промачивающую и размывающую силу, относительная влажность воздуха и сила ветра также по сезонам. Все эти явления влияют на многие особенности биологических и почвенных процессов и обусловливают развитие водной и ветровой эрозии почв.

Климат оказывает прямое и косвенное влияние на почвообразование. Прямое влияние сказывается в непосредственном воздействии элементов климата (увлажнение почвы влагой осадков и ее промачивание, нагревание и охлаждение и т.п.). Косвенное влияние проявляется через воздействие климата на растительный и животный мир.

*Испаряемость -- испарение с открытой водной поверхности, мм.

Рельеф как фактор почвообразования

Характеристика рельефа основывается на изучении его генезиса (тектонические, суффозионные, ледниково-аккумулятивные, ледниково-эрозионные, эоловые формы и т.д.) и форм (геоморфология). Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, горные системы. Возникновение макрорельефа связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.

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

Под микрорельефом понимают мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади (от нескольких квадратных дециметров до нескольких сотен квадратных метров), с колебаниями относительных высот в пределах одного метра. Сюда относятся бугорки, понижения, западины, возникающие на ровных поверхностях рельефа из-за просадочных явлений, мерзлотных деформаций или других причин.

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.

В настоящее время различают по положению в рельефе и по определяемому им перераспределению осадков 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 па глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т. е. смыва и размыва почвы.

Почвообразующие породы как фактор почвообразования

Почвообразующие породы характеризуются по их происхождению, составу, строению и свойствам.

Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические и химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса.

Свойства и состав материнских пород влияют на состав поселяющейся растительности, ее продуктивность, на скорость разложения органических остатков, качество образующегося гумуса, особенности взаимодействия органических веществ с минералами и другие стороны почвообразовательного процесса.

Почвообразующие породы влияют на направление и скорость почвообразовательного процесса.

Биологический фактор почвообразования

Под биологическим фактором почвообразования понимается многообразное участие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в почвообразовательном процессе.

Возраст почв

Процесс почвообразования протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годичный, многолетний) вносит определенные изменения в превращения органических и минеральных веществ в почвенном профиле. Различают понятие абсолютного и относительного возраста почв.

Абсолютный возраст -- время, прошедшее с начала формирования почвы до настоящего времени. Он колеблется от нескольких лет до миллионов лет. Наибольший возраст имеют почвы тропических территорий, не претерпевших различного рода нарушений (водная эрозия, дефляция и т.п.).

Самые молодые почвы развиты в современной пойме. Как отмечалось выше, за длительный период своего развития почвы проходят путь от начальной («молодой») фазы до зрелой почвы. При этом они могут изменяться в своих свойствах и признаках в связи с изменением природных условий (климата, растительности, гидрологических условий). В связи с этим в профиле почв могут сохраняться реликтовые признаки.

Относительный возраст характеризует скорость почвообразовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, условий рельефа на скорость и направление почвообразовательного процесса.

Производственная деятельность человека

Производственная деятельность человека -- специфический мощный фактор воздействия на почву (обработка, удобрения, мелиорация и т. п.) и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразовательного процесса (растительность, элементы климата, гидрологию). Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызывающий изменение ее свойств и режимов (реакции при известковании, питательного режима при внесении удобрения, водно-воздушного и окислительно-восстановительного режимов при осушительных и оросительных мелиорациях и т.п.) значительно более быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования.

Взаимосвязь факторов почвообразования

Факторы почвообразования оказывают специфическое воздействие на образование почв и не могут быть заменены друг другом. В этом смысле они равнозначимы . Выделяются два главных цикла в развитии природных экосистем, ландшафтов и почв -- биоклиматический и биогеоморфологичоский.

Биоклиматический цикл развития обусловлен космическими и общепланетарными явлениями, распределением на поверхности планеты солнечной радиации и динамикой атмосферы; растительность и почвы в этом цикле эволюционируют вместе с климатом.

Биогеоморфологический цикл развития обусловлен геологическими, геоморфологическими и геохимическими процессами; в нем развитие растительности и почвенного покрова связано с формированием рельефа и поверхностных отложений.

Задание 2 Факторы почвообразования солонцов

Солонцы являются интрозональными почвами.

Солонцами называют почвы, содержащие в поглощенном состоянии большое количество обменного натрия, а иногда и магния в иллювиальном горизонте (В). Они имеют резкую дифференциацию профиля. Солонцы, как и солончаки, относятся к категории засоленных почв, однако в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем горизонте, а на некоторой глубине.

По вопросу происхождения солонцов имеется несколько теорий. Общим для них является признание ведущей роли иона натрия в развитии неблагоприятных солонцовых свойств.

Согласно коллоидно-химической теории К. К. Гедройца, солонцы образовались при расселении солончаков, засоленных нейтральными солями натрия.

В почвах, содержащих большое количество натриевых солей, создаются условия для насыщения поглощающего комплекса ионами натрия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвижность. При высоком содержании иона натрия резко возрастает также растворимость органических и минеральных соединений почвы в результате появления щелочной реакции. Эта реакция образуется вследствие гидролиза минералов и обменной реакции между натрием, находящимся в поглощающем комплексе, и кальцием углекислых солей почвенного раствора:

[ППК - ] + Са (НСО 3) 2 - [ППК - ] Са 2+ + 2NaHCO 3 .

Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхнего горизонта и на некоторой глубине под действием солей электролитов из золеобразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального (солонцового) горизонта.

К- К. Гедройц различает две стадии в развитии солонцовых почв: первая -- засоление почв нейтральными солями натрия, т.е. образование солончаков, и вторая -- расселение, солончаков и развитие солонцовых почв с характерными для них строением профиля и свойствами. В стадии расселения солончаков Гедройц выделял три фазы: удаление растворимых солей; образование соды; диспергирование почвенных частиц и вынос их вниз по профилю.

Близкие взгляды на генезис солонцов развивал К. Д. Глинка, который считал, что для образования этих почв попеременно необходимы процессы засоления почв натриевыми солями и их расселения. Глинка писал, что идущее веками чередование этих процессов приводит к формированию солонцов.

Последующими исследованиями (Е. Н. Иванова, 1932) было установлено, что солонцы при расселении солончаков могут образовываться только в том случае, если в составе солей солончака отношение Na + : (Ca 2+ +Mg 2+) ?4.

В природных условиях такое соотношение солей в почвенном растворе встречается очень редко. При расселении солончаков, засоленных нейтральными солями, в составе которых содержится более 20% кальциевых солей, солонцовые свойства не проявляются. Таким образом, теория образования солонцов из солончаков, засоленных нейтральными солями, не может быть признана универсальной.

Биологическая теория образования солонцов развита В. Р. Вильямсом, который считал, что источником солей натрия служит степная и полупустынная растительность -- полыни, солянки, камфоросма, кермек и др. При минерализации растительных остатков образуется большое количество солей, в том числе и соды.

Обогащение почв легкорастворимыми солями приводит к насыщению поглощающего комплекса натрием, и несолонцеватая почва постепенно превращается в солонец.

Эта почва имеет плотно-слитое сложение, резко дифференцирована. Это говорит о низком плодородии почвы, и не урожайности.

В.В. Докучаев заложил начало учения о факторах почвообразования. Он первым установил, что формирование почвы тесно связано с физико-географической средой.

В.В. Докучаев выделил пять факторов почвообразования – климат, почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности. В современном почвоведении к перечисленным факторам добавляют хозяйственную деятельность человека, грунтовые воды. При изучении почв важно учитывать взаимные связи и влияние всех факторов почвообразования.

Функциональную зависимость почвы от факторов почвообразования можно показать схематичной формулой:

Почва = f (К+П+О+Р+ХД+ГВ) t,

где f – функция; К – климат; П – порода; О – организмы; Р – рельеф;
ХД – хозяйственная деятельность; ГВ – грунтовые воды; t – время.

Функциональная зависимость между почвой и факторами почвообразования настолько сложна, что решение вышеприведенной формулы пока не представляется возможным. Однако В.В. Докучаев указывал, что затруднения эти временные и есть все основания ожидать, что сложные зависимости между почвой и факторами, ее образующими, будут найдены. В настоящее время основанием для такого заключения являются, во-первых, нарастающие темпы получения количественных (цифровых) данных о в различных условиях и, во-вторых, широкая компьютеризация и использование математических методов изучения массовых цифровых данных.

Почвообразующие породы

Почвообразующие породы . Горные породы, на которых формируются , называют почвообразующими или материнскими. Самыми распространенными являются рыхлые осадочные породы. Имеют плейстоценовый (четвертичный) возраст. Покрывают 90 % территории внетропической части северного полушария. Осадочные породы отличаются рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью и другими благоприятными для почвообразования свойствами. Мощность их может достигать больше сотни метров.

Встречаются следующие генетические типы осадочных пород: элювиальные, делювиальные, аллювиальные, моренные, водно-ледниковые, озерно-ледниковые, эоловые и др.

Материнская порода является материальной основой, субстратом, на котором формируется почва. Почва в значительной мере наследует от исходной породы ее гранулометрический, минералогический, химический состав и свойства. Однако почвообразующая порода не есть скелет почвы, инертный к развивающимся в ней процессам. Она состоит из разнообразных минеральных компонентов, различным образом участвующих в процессе почвообразования. Среди них имеются частицы, практически инертные к химическим процессам, но играющие важную роль в образовании физических свойств почвы. Другие составные части почвообразующих пород легко разрушаются и обогащают почву определенными химическими элементами, таким образом, состав и строение почвообразующих пород оказывает чрезвычайно сильное влияние на процесс почвообразования.

Так, например, в условиях хвойно-лиственных (смешанных) лесов обычно формируются почвы. Однако, когда в пределах лесной зоны почвообразующие породы содержат повышенное количество карбонатов кальция, то образуются почвы, резко отличающиеся от дерново-подзолистых. Но в ландшафтах, где расположены лёссовидные отложения, содержащие повышенное количество карбонатов кальция, формируются своеобразные дерново-карбонатные почвы, резко отличающиеся внешним видом и свойствами от . Таким образом, существенное значение имеет карбонатность породы, на которых могут образовываться почвы с хорошими физико-химическими свойствами. Лучшими почвообразующими породами являются лессы и лессовидные суглинки, а также карбонатные породы – на них образуются относительно плодородные почвы.

Рельеф принадлежит к числу важнейших факторов почвообразования. Влияет на почвообразование главным образом косвенно, перераспределяя воду, тепло и твердые частицы почвы. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий, сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков, экспозиция склона имеет большое значение для перераспределения солнечной энергии, определяет степень воздействия на почву грунтовых вод.

Роль и значение макро-, мезо- и микрорельефа заметно отличается. С формами макрорельефа (равнины, горы, низины) может быть связано изменение количества осадков по мере распространения воздушных масс, приносящих их. Это создает условия для постепенной смены типов растительности, а значит, и почв. В горах при изменении высоты местности изменяется температура воздуха, характер увлажнения, что и обусловливает вертикальную зональность климата, растительности и почв.

Элементы мезорельефа (холмы, гряды, водоразделы, овраги) перераспределяют солнечную энергию и атмосферные осадки на ограниченной территории. На равнинных участках рельефа почти все атмосферные осадки воспринимаются почвой; склоны из-за стока теряют воду, а в понижениях она может излишне накапливаться, вызывая заболачивание.

Существенно различие в инсоляции южных и северных склонов – до 10°С, что отражается на водном режиме и характере растительности.

Отрицательные и положительные элементы рельефа, рядом находящиеся, имеют, как правило, разный водно-воздушный и пищевой режим, неодинаковую реакцию (рН).

Поверхностный и внутренний сток вызывает направленную миграцию твердых частиц (растворенных веществ) – устанавливается обмен веществ между формами мезо- и микрорельефа. В итоге мощность гумусового горизонта на склоне может в 2–3 раза меньше, чем в понижении. Сильный сток воды с крутых склонов вызывает , создает тяжелые условия для поселения растений.

Формы микрорельефа (мелкие западины, кочки, пригорки) содействуют возникновению отличий в среде обитания растений, формированию микроструктуры растительного покрова и большого разнообразия почвенных сочетаний и комплексов.

В зависимости от положения в рельефе и степени увлажнения различают автоморфные (почвы водоразделов, склонов), полугидроморфные (заболачиваемые) и гидроморфные почвы. Последние две группы (ряды) почв находятся в сопряженной зависимости от автоморфных почв, то есть почвы понижений испытывают воздействие поверхностных и грунтовых вод, обогащенных химическими элементами и соединениями, извлеченными из почв выше расположенных участков. Геохимическая зависимость полу- и гидроморфных почв от автоморфных называется геохимическим сопряжением .

Геохимическая связь в условиях мезорельефа имеет одностороннюю направленность.

В условиях микрорельефа эта связь имеет двухстороннюю направленность – химические элементы, мигрирующие с поверхностным стоком в микрозападины, обогащает их. Но иссушение микроповышений вызывает капиллярное подтягивание почвенных вод из понижений – некоторая часть элементов тоже подтягивается.

Климат . Большое влияние на развитие почвообразовательных процессов оказывает климат. С ним связано обеспечение почвы энергией (теплом) и водой. Именно они определяют гидротермический режим почвы.

От годового количества поступающего тепла и влаги, особенностей их суточного и сезонного распределения зависит развитие почвообразовательного процесса. Водный и тепловой режимы почвы непосредственно влияют на развитие и разнообразие организмов, величину их биомассы, на скорость и характер разложения органических веществ, на образование гумуса, разрушение минеральной части почвы. Так, в условиях сухого горячего климата большого количества гумуса в почве не накапливается – образуется небольшое количество опада, органическое вещество его быстро минерализуется. В засушливых районах в период отсутствия осадков наблюдается замедление биологических и физико-химических процессов. Иная картина наблюдается в условиях холодного, бореального климата – здесь идет замедленное разложение опада и может образовываться даже торф. Наличие морозного периода обусловливает промерзание почвы, прекращение биологических и резкую подавленность физико-химических процессов.

Гидротермический режим также обусловливает скорость и направленность процессов перемещения водорастворимых солей по профилю. Так, в условиях умеренно холодного влажного климата происходит значительный вынос органических и минеральных соединений в нижнюю часть почвенного профиля или в грунтовые воды. По-иному идут процессы перемещения солей в условиях горячего сухого климата – вода поднимается по капиллярам с нижних слоев, что может вызвать засоление почвы.

Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частицы почвы в виде пыли. Ветер вызывает процесс физического выветривания горных пород. Выдувает с поверхности почвы глинистые и пылеватые частицы, опесчанивает ее, обусловливает эрозию. Ветер может содействовать также засолению почв, занося соли с поверхности соленых водных бассейнов.
Климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, воздействуя на биологические процессы (распределение высших растений, интенсивность микробиологической деятельности).

Климатические условия земного шара закономерно изменяются от экватора к полюсам, а в горных странах – от подножия к вершине. В этом же направлении закономерное изменение испытывает состав растительности и животных. Взаимосвязанные изменения столь важных факторов почвообразования влияют на распространение основных типов почв. Следует подчеркнуть, что влияние элементов климата, так же как и всех других факторов почвообразования, проявляется лишь во взаимодействии с другими факторами. Так, например, в условиях высокогорной альпийской зоны количество осадков примерно такое же, как в условиях таежной зоны, однако одинаковое количество осадков в первом и во втором случаях не обусловливает одинаковый тип почв: в альпийской зоне развиты горно-луговые, а в таежной – подзолистые почвы, благодаря существенному различию многих факторов почвообразования.

Воды . Формирование почв происходит под влиянием поверхностных и грунтовых вод. Их роль сводится главным образом к перемещению взмученных веществ, растворенных соединений под влиянием гравитационных и капиллярных сил, гидролизу почвенных минералов; при застое воды развиваются глеевый и процессы.

Определенное влияние на почвообразование оказывают почвенно-грунтовые воды . Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Для большей части почв на междуречных пространствах основным источником воды служат атмосферные осадки. Однако там, где грунтовые воды расположены неглубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почв. Грунтовые воды обогащают почвы химическими соединениями, которые в них содержатся, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате воздействия грунтовых вод формируются особые почвы.

Биологический фактор . Является ведущим в процессе почвообразования. Его развитие стало возможно только после возникновения жизни. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород.

В почвообразовании участвуют следующие группы организмов: микроорганизмы, зеленые растения и животные . Действуя совокупно, они образуют сложные биоценозы. Вместе с тем каждая из этих групп выполняет специфические функции.

Благодаря деятельности микроорганизмов происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями. К микроорганизмам относятся бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли и простейшие. Их количество в 1 г почвы колеблется от миллионов до миллиардов особей. Масса микроорганизмов составляет от 3 до 8 т/га, или около 1–2 т/га сухого вещества. Особенно много микроорганизмов в верхних горизонтах почвы, в прикорневой зоне. Микроорганизмы – пионеры почвообразования, они первыми поселяются на материальной породе.

Бактерии – самая распространенная группа микроорганизмов в почве. Осуществляют разнообразные процессы преобразования органических и минеральных соединений. Благодаря их деятельности осуществляется грандиозный процесс переработки колоссального количества мертвого органического вещества, которое ежегодно поступает в почву. При этом происходит высвобождение химических элементов, которые были прочно связаны с органическим веществом.

Большое значение имеет деятельность гетеротрофов, которые обусловливают процесс аммонификации – разложение органического вещества с образованием аммонийных форм азота. Полезной является и нитрификация – деятельность автотрофных аэробных бактерий, окисляющих аммонийный азот сначала до азотистой, а потом до азотной кислоты. В результате этого растения получают такой необходимый им элемент питания, как азот. За один год деятельности нитрифицирующих бактерий может образоваться до 300 кг солей азотной кислоты на 1 га почвы.

Вместе с тем в почве с недостатком кислорода может происходить денитрификация – восстановление нитратов почвы до молекулярного азота, что ведет к потере его почвой.

Определенные группы бактерий способны поглощать молекулярный азот воздуха и переводить его в белковую форму. Этой способностью владеют свободноживущие в почве и клубеньковые бактерии, которые живут в симбиозе с бобовыми растениями. После смерти азотфиксирующих бактерий почва обогащается биологическим азотом – до 200 кг/га.

С помощью бактерий осуществляются процессы окисления различных веществ. Так, серобактерии окисляют сероводород до серной кислоты – в результате в почве за год накапливается до 200 кг/га сульфатов.

Большая группа железобактерий для поглощения углерода использует энергию окисления закисного железа.

Актиномицеты , или лучистые грибы, разлагают клетчатку, лигнин, перегнойные вещества почвы, участвуют в образовании гумуса.

Грибы . Содержание их измеряется десятками тысяч экземпляров в одном грамме почвы. Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах – гриб-мукор. Грибы разлагают лигнин, клетчатку, белки, дубильные вещества. При этом образуются органические кислоты, способные преобразовать почвенные минералы. Часто грибы вступают в симбиоз с зелеными растениями, образуя при этом на корнях микоризу, улучшающую азотное питание растений.

Водоросли развиваются на поверхности почвы. Максимальное количество их наблюдается во влажные периоды. В лесных почвах преобладают диатомовые, сине-зеленые водоросли. Они обогащают почву органическим веществом, активно участвуют в выветривании горных пород.

Лишайники – сложное симбиотическое образование гриба и водоросли. Встречаются повсюду – на почве, на деревьях, голых скалах. Разрушают породы, воздействуя на них механически и химически. Органические остатки лишайников и минеральные зерна горной породы являются по существу примитивной почвой для поселения на ней высших организмов.

Высшие растения . Зеленым растениям принадлежит главная роль в почвообразовании. На суше ежегодно образуется 15 1010 т биомассы, синтезируемой зелеными растениями за счет фотосинтеза.

Биомасса – общее количество живого органического вещества растительного сообщества. Наибольшая биоомасса в лесных сообществах – 1–4 тыс. ц/га. Травянистые сообщества образуют меньшую биомассу. Луговые степи – 250 ц/га, сухие степи – 100 ц/га, пустыни – 43 ц/га. Часть биомассы в виде корневых остатков и наземного опада возвращается в почву. Ежегодно поступает в почву (опад, корни): таежный лес – 4–6 т/га, луговые степи – около 14 т/га, агрофитоценоз – 3–8 т/га. Растения в процессе своей жизнедеятельности синтезируют органическое вещество и определенным образом распределяют его в почве в виде корневой массы, а после отмирания надземной части – в виде растительного опада. Составные части опада после минерализации поступают в почву, способствуя накоплению перегноя и приобретению характерной темной окраски верхнего горизонта почвы. Кроме того, растения аккумулируют отдельные химические элементы, в небольшом количестве содержащиеся в почвообразующих породах, но необходимые для нормальной жизнедеятельности растений. После отмирания растений и разложения их остатков эти химические элементы остаются в почве, постепенно ее обогащая.

Вторая важная функция зеленых растений – концентрация зольных элементов и азота. До 95 % массы сухого вещества растений приходится на углерод, кислород, водород и азот. Кроме того, в растениях накапливаются так называемые зольные элементы (около 5 %) – кальций, магний, калий, натрий, сера, хлор и др. – около 70 химических элементов. Многие химические элементы накапливаются в почве (в составе органических веществ) за счет биогенной аккумуляции. Установлено, что бобовые растения в своем составе больше накапливают кальция, магния, азота; злаки – фосфора, кремнезема, т.е. имеет место избирательность в поглощении химических элементов.

Лесной опад хвойных пород, разлагаясь, образует много фульвокислот, что способствует развитию подзолистого процесса почвообразования. Под луговой травянистой растительностью развивается процесс почвообразования. Мхи выделяются высокой влагоемкостью и поэтому способствуют заболачиванию почв.

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 , который образуется под воздействием лугово-степной травянистой формации.

Животные организмы (насекомые, дождевые черви, мелкие позвоночные и др.), обитающие в почве, также участвуют в почвообразовании. Их в почве огромное количество. Их основная роль – преобразование органического вещества почвы. Важна и роющая деятельность почвенных животных.

Зоомасса на Земле меньше фитомассы и составляет несколько миллиардов тонн. Наибольшую зоомассу имеют широколиственные леса– 600–2000 кг/га, в тундре – 90 кг/га.

Дождевые черви – наиболее распространенная группа почвенных животных – на одном гектаре их тысячи – миллионы особей. Они составляют 90 % зоомассы в таежных и лиственных лесах. За год перерабатывают на 1 га 50–380 т почвы. При этом улучшается , ее пористость, физические свойства. Ч. Дарвин установил, что в условиях Англии на каждом гектаре черви ежегодно пропускают через свой организм 20–26 т почвы. Ч. Дарвин считал, что почва есть результат деятельности животных, и даже рекомендовал ее именовать животным слоем .

Почвенные насекомые разрыхляют почву, перерабатывают растительные остатки, обогащают почву растительным веществом, элементами минерального питания.

Землерои (суслики, кроты, мыши и др.) перерывают почву, создают в почве норы, перемешивают почву, тем самым способствуют лучшей аэрации и быстрейшему развитию почвообразовательного процесса, а также обогащают органическую массу почвы продуктами своей жизнедеятельности, изменяют ее состав.

Совершенно особый фактор почвообразования – время . Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время. Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени. Возраст почвы – продолжительность существования почвы во времени. Почвообразовательный процесс, как и всякий другой, протекает во времени. Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годовой, многолетний) вносит определенные изменения в преобразование минеральных и органических веществ в почве. Степень накопления веществ в почве или их вымывания может определяться продолжительностью этих процессов, Поэтому фактор времени («возраст страны», по В.В. Докучаеву) имеет определенное значение в формировании и развитии почв.

Исследованиями установлена продолжительность протекания отдельных процессов почвообразования. Так, определенный уровень накопления, гумуса в почве устанавливается из 100–600 лет. На молодых горных моренах, отложениях спущенных озер достаточно сформированная почва образуется за 100–300 лет.

Различают понятие абсолютного и относительного возраста почв. Абсолютный возраст – это время, которое прошло с начала формирования почвы до современной стадии ее развития. Он может колебаться от нескольких тысяч до миллиона лет.

Почвообразовательный процесс начался раньше на тех территориях, которые быстрее освободились от водного и ледникового покрова. Так, на территории Беларуси молодыми являются почвы ее северной части (в границах последнего валдайского (поозерского) оледенения) - их возраст около 10–12 тыс. лет; почвы южных территорий республики имеют более зрелый возраст. Вместе с тем в границах одной и той же территории, одного абсолютного возраста почвообразовательный процесс может идти с различной скоростью. Это обусловлено территориальной неоднородностью почвообразующей породы, рельефа и др. В итоге образуются почвы с разной степенью развитости почвенного профиля – их относительный возраст будет неодинаковым.
Для определения абсолютного возраста почв и органического вещества используют радиоактивный изотоп 14С и его соотношение с 12С. Период полураспада 14С составляет 5600 лет. Изотоп 12С стабильный. Зная радиоуглеродную активность гумуса, можно определить его возраст в пределах до 40–50 тыс. лет.

Хозяйственная деятельность человека – мощный фактор воздействия на почву, особенно в условиях возрастающей интенсификации сельского хозяйства. От всех остальных факторов резко отличается по своему влиянию на почву. Если влияние природных факторов на почву проявляется стихийно, то человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет ее в соответствии со своими потребностями. С развитием науки и техники, с развитием общественных отношений использование почвы и ее преобразование усиливаются.

Человек и его вооруженность мощными средствами воздействия на окружающую среду, в том числе и на почву (удобрения, машины, осушение, орошение, химизация и др.) существенно изменяют природные экологические системы.

Мелиорация земель, вырубка или посадка леса, создание искусственных водоемов – все это соответствующим образом воздействует на водный режим территории, а значит, и почв.

Внесение минеральных и органических удобрений, известкование кислых почв, торфование песчаных и пескование глинистых почв изменяет химический состав почв, их свойства. Механическая обработка почвы вызывает смену комплекса физических, химических и биологических свойств почвы.

Систематическое применение мероприятий по повышению почвы ведет к их окультуриванию.

Однако неправильная реализация тех или иных мероприятий, нерациональное использование почв может вызвать существенное их ухудшение – привести к заболачиванию, развитию эрозии, загрязнению почвенной среды, резкому ухудшению химических и физических свойств. Поэтому воздействие человека на почву должно быть научно обосновано; направленно на повышение ее плодородия, на формирование устойчивых высокопродуктивных агроэкосистем.

На протяжении последних десятилетий было установлено, что взаимодействие факторов почвообразования приводит в движение огромные массы вещества. В результате взаимодействия горных пород и живых организмов происходит закономерное перераспределение химических элементов, своеобразный обмен вещества. То же самое имеет место в системах живые организмы – атмосфера, горные породы – выпавшая атмосферная вода и т.п. В почве эти процессы миграции протекают особенно напряженно, так как в них участвуют одновременно все факторы почвообразования. Первоначально полагали, что движение химических элементов осуществляется в виде более или менее замкнутых кругооборотов. В дальнейшем выяснилось, что движение вещества в почве многообразно, но основное значение имеют незамкнутые циклы миграции. Процессы миграции, протекающие при почвообразовании, в свою очередь, входят в общепланетарные циклы, охватывающие всю биосферу.

Следовательно, можно заключить, что почва – это особое природное образование, где процессы цикличной миграции химических элементов на поверхности суши, обмена веществ между компонентами ландшафта достигают наивысшего напряжения. Одновременно с энергичным перераспределением вещества в почве активно трансформируется и аккумулируется солнечная энергия .

Почвы развиваются под влиянием общеизвестных факторов почвообразования, установленных со времен В.В. Докучаева. Эти факторы так тесно взаимодействуют, что с изменением одного из них изменяется воздействие на почву и остальных факторов.

Рельеф - совокупность всех форм земной поверхности. Он оказывает исключительно большое влияние на формирование почвенного покрова. Различают рельеф положительный (выпуклые формы рельефа) и отрицательный (вогнутые формы рельефа), внешний и внутренний. Существуют группы или категории рельефа, такие как холмистый рельеф (чередование возвышенностей и равнин), волнистый (равнинный чередуется с возвышенным), пологоволнистый (широкие повышения сменяются широкими понижениями), равнинный. Выделяют 3 формы рельефа:

· Макрорельеф - крупные формы земной поверхности, занимающие большие площади (равнины, платы, долины, балки, котловины). Влияние форм макрорельефа следующее: регулирование распределения атмосферной влаги; изменение термического режима в зависимости от абсолютной высоты; на равнинах по мере продвижения с севера на юг изменяется количество атмосферных осадков, что создаёт условие смены растительности и почв.
· Мезорельеф - сочетание средних форм рельефа с колебаниями высоты до 10 м, занимают менее значительные площади (холмы, бугры, гряды).
· Микрорельеф - небольшие формы рельефа, высотой до 1 м, занимают небольшие площади (кочки, бугорки, кочки на болотах).
· Нанорельеф - участки рельефа высотой до 25 см (мелкие кочки, повышения у стволов деревьев).

Значение форм мезорельефа, микрорельефа и нанорельефа: перераспределение солнечной энергии и атмосферных осадков; осадки стекают в понижения, что ведёт к неравномерному распределению влаги; поверхностный сток, внутрипочвенный сток.

Рельеф оказывает прямое и косвенное действие на почвообразование. Прямое обуславливает уровень грунтовых вод (в понижениях развивается заболачивание); обеспечивает сток и перемещение почвенных частиц. Косвенное оказывает влияние на температурный, водный, воздушный режимы почв; влияет на распределение растительности.

Климат - это среднее состояние атмосферы в определенной точке земного шара. Он характеризуется понятиями лучистая энергия солнца и атмосфера.

Лучистая энергия солнца - источник энергии для всех процессов на Земле. Затраты энергии на почвообразование в разных климатических условиях отличаются: в тундре и пустыне 1000 - 5000 ккал/см?; в лесах и степях умеренного пояса 10000 - 40000 ккал/см?. Основная часть энергии тратится на испарение и транспирацию (95 - 99%), остальное - на биологические процессы.

Атмосфера является источником осадков, и выделяются 3 основных фактора: температура, осадки, ветер. Температура определяет протекание всех процессов, влияет на процесс гумусообразования, на скорость химических реакций. Влага (осадки) просачивается через почву, образует почвенный раствор, способствует перераспределению почвенных частиц и гумуса по профилю. Ветер вызывает развеивание почв, выдувает частицы почвы, переносит с одного места на другое. Регулирует температурный и водный режим почвы.

Климат оказывает как непосредственное, так и косвенное влияние. Непосредственное - через увлажнение, нагревание, охлаждение. Косвенное - воздействуя на другие факторы почвообразования. Климат ведёт к смене растительности, следовательно и почв.

Время - фактор существования любой материи, включая почву. Говоря о времени, выделяют следующие понятия:

· Время образования почв. Почва считается образовавшейся, когда она достигнет равновесия с условиями ландшафта, этот процесс может совершаться быстро (20 - 30 лет). О полном образовании почв судят о выраженности горизонта.
· Время существования почв. Начинается после образования и по времени длиться дольше (может тысячелетиями). При этом может происходить ее эволюция, так как может сменится рельеф, растительность, климат и все это отразиться на почве.
· Возраст почв. Принято различать абсолютный возраст - время от начала формирования почвы до настоящего времени и относительный возраст, характеризуется степень развития данной почвы, быстроту смены стадий, поэтому об относительном возрасте можно судить по степени развития профиля почв.
· Скорость почвообразования. Ученые считают скорость по почвенному покрову кургана.

Горные породы являются основой почвы. Толщина их от нескольких сантиметров до нескольких метров. Они передают почвам, которые на них формируются, свои свойства: морфологические (цвет); химические (чем сложнее по химическому составу горная парода, тем сложнее состав почвы и больше питательных элементов в ней); минералогические (оказывает влияние на направление почвообразовательного процесса, способствует образованию структуры почвы и накопление гумуса); физические (песчаные горные пароды способствуют промыванию почв, глинистые - застой влаги и развитию процесса заболачивания, определяет плодородие, минералогический состав). Грануло-метрический состав влияет на формирование профиля почвы. На тяжелых горных пародах образуются тяжелые по механическому составу почвы.

Зеленым растения принадлежит ведущая роль в почвообразовании, они извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезируют в процессе фотосинтеза органическое вещество, которое вместе с зольными элементами через опад и отпад попадает в почву и на почву. Каждая растительная формация обладает своими особенностями трансформации и взаимодействия продуктов распада с минеральной частью почвы, образуя определенный тип почвы. Микроорганизмам принадлежит главная роль в процессах гумификации и минерализации растительных остатков и гумуса, в разрушении и новообразовании почвенных минералов. Они оказывают большое влияние на состав почвенного воздуха, регулируя в нем соотношение между и.Выделяя гидролитические и окислительно-восстановительные ферменты, микроорганизмы катализируют процессы расщепления белков, углеводов, лигнина, липидов, смол, дубильных веществ и других сложных органических соединений до простых, влияют на окисление и восстановление органических соединений до простых минеральных солей. При их участии в анаэробных условиях протекают процессы оглеения, торфонакопления, осолодения.

Почвенная фауна ускоряет гумификацию растительных остатков, а в почве под ее влиянием накапливается больше биологически активных веществ. В пронизанной ходами почве меняется водопроницаемость, аэрация.

Деятельность человека является мощным фактором воздействия на почву в целях повышения ее плодородия, ее окультуривания, а так же просто изменяет облик почвенного покрова (добыча и переработка полезных ископаемых, утилизация отходов и так далее). Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызывающий изменение ее свойств и режимов (питательного режима при внесении удобрения, водно-воздушного и окислительно-восстановительного режимов при осушительных и оросительных мелиорациях и т. п.) значительно более быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования.

гумус почва лесной органический

Из всего изложенного видно, что почвообразовательный процесс слагается из многих частных процессов, взаимно обусловленных и противоречивых.

В почве происходит:

Разрушение минеральных и органических веществ, - как тех, которые были в материнской породе, так и тех, которые вносятся в почву во время её существования и развития.
Перемещение первоначальных веществ почвы и продуктов их разрушения.
Накопление этих перемещаемых веществ в разных частях почвы вследствие выпадения из растворов и коагуляции.
Образование новых соединений как результат взаимодействия перемещаемых веществ друг с другом и с исходными веществами материнской породы.
Обмен веществ между растением и почвой, обусловливающий непрерывный переход органического вещества в минеральное и минерального в органическое.

Если эти процессы длятся некоторое время, почва приобретает определённый профиль, делится на горизонты, причём устойчивость каждого горизонта и степень его выраженности обусловлена балансом определённых соединений. Генетический горизонт - это нечто непрерывно изменяющееся. Почвообразовательный процесс во времени непрерывен. В своём развитии он проходит через ряд стадий, причём каждой стадии отвечает определённый тип почвы.

Нетрудно прийти к заключению, что в почвообразовании принимают участие следующие факторы.

Горные породы . Они служат источником образования минеральной части почвы, а также источником связанной с ними энергии (химической, поверхностной, тепловой), принимающей участие в почвообразовании. Их состав, несомненно, оказывает влияние на характер почвы. Характер и степень выраженности почвообразовательного процесса в тех или иных гидротермических условиях в известной мере предопределяется химическим и механическим составом горных пород. Однако при одинаковых прочих факторах почвообразования на разных материнских породах образуются почвы одного и того же типа, и, наоборот, при различии почвообразователей из одной и той же горной породы образуются различные почвы.

Организмы . Роль растительности в почвообразовании колоссальна, так как отмершие растения или их части служат основным источником почвенного перегноя, живые растения извлекают из почвы минеральные вещества, концентрируют рассеянные соединения и превращают их в органическое вещество своего тела. Посредниками между живыми и мёртвыми деятелями почвообразования служат микробы. Они минерализуют органические вещества, делая их вновь доступными для растений. В отсутствии микроорганизмов разложение происходило бы очень медленно. Гораздо меньшее значение в жизни почвы имеют животные, но их деятельность тоже нельзя игнорировать: землерои перемешивают почву и, проделывая в ней ходы, облегчают туда доступ влаги и воздуха; черви, заглатывая почву и затем, пропустив её через пищевой тракт, извергая наружу, тем самым увеличивают количество органического вещества в почве. Почвенное «население», состоящее из муравьёв, улиток, клещей, паучков, мокриц, многоножек, дождевых червей и других беспозвоночных, если взять только верхний слой почвы мощностью 20-25 см, колеблется, в зависимости от условий, от 3,5 до 38 млн. особей на каждый гектар.

Климат - один из важнейших факторов почвообразования, влияющий на весь процесс и прямо, и косвенно. Он влияет на характер и интенсивность выветривания, значит - на создание того или иного типа минеральной почвенной массы. Он влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, значит, на создание того или иного качества и количества органической массы почвы. Он определяет в значительной мере влажность и водный режим почвы, т. е. управляет перемещением веществ и дифференцировкой почвы на горизонты. Наконец, от климата зависит большее или меньшее богатство данного района растительностью и характер этой растительности.

Рельеф . Характер рельефа сказывается на почвообразовании, так как от высоты форм рельефа зависит распределение климатов и растительности, от крутизны склонов - степень проникновения влаги в почву (или её скатывания вниз по склону), от экспозиции - условия освещения и нагревания.

Человек сознательно и активно вмешивается в процесс почвообразования путём орошения почв или их осушения, насаждения или уничтожения растительности, механической обработки почв и введения в них различных удобрений и т. п. На земном шаре под влиянием человека в населённых местах возникают особые культурные почвы.

Почва со временем изменяется, проходя через определённые стадии. Формирование почвы следует считать довольно быстрым процессом. При раскопках курганов в степи между Изюмом и Артёмовском было установлено, что мощность чернозёма в целинной степи (0,75 м) вдвое больше, чем мощность под курганами (0,33-0,40 м). Так как курганы здесь стоят около 6 тыс. лет, то легко подсчитать, что мощность чернозёма увеличивалась на 5-6 мм в столетие, а начало чернозёмообразования имело место около 12 тыс. лет назад. Вместе с тем скорость образования того или иного типа почвы не следует смешивать с возрастом почвенного покрова данной местности, который может быть продуктом длительной закономерной эволюции почвенного покрова в течение предшествующих геологических периодов.

Приобретая в процессе развития известные особенности и свойства, почва активно реагирует на всякие внешние воздействия, изменяя их и преломляя в себе. В зависимости от своей окраски, структуры, водопроницаемости, механического состава и пр. почва, несмотря на обилие влаги, может остаться относительно сухой или, наоборот, быть относительно влажной в сухом климате; несмотря на большое количество получаемого тепла, может остаться сравнительно холодной, так как, например, светлые почвы много отражают солнечных лучей, влажные много тратят тепла на испарение и т. п. Следовательно, говоря о значении климата, мы должны помнить, что для процесса почвообразования имеет значение не атмосферный климат, но климат почвы, который, хотя всегда зависит от климата атмосферного, в то же время всегда от него чрезвычайно сильно отличается.

Для почвообразования важна вся совокупность перечисленных выше факторов, весь комплекс их. В результате взаимодействия и борьбы этих факторов процесс почвообразования приобретает то или иное реальное направление. Сущность почвообразовательного процесса заключается в разрешении противоречий, создаваемых совместным существованием и взаимодействием различных факторов.

Обратимся теперь к конкретному анализу отдельных главнейших типов почв и условий, наиболее благоприятствующих их возникновению.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Возможно, будет полезно почитать: