Литосфера • Литосфе ра (от греч. λίθος

Литосфера • Литосфе ра (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород.

Слои земли (на основании данных о скоростях прохождения сейсмических волн) • При переходе от земной коры к внутренней оболочке (B) происходит скачкообразное изменение в распространении сейсмических волн. Эта граница - поверхность Мохоровича. • Слои B и C отличаются друг от друга скоростью распространения волн друг от друга и от слоя D.

Строение земной коры по Гутенбергу

А. Е. Ферсман предложил назвать Кларком среднее содержание элементов в земной коре, на Земле в целом или других телах, выраженное в процентах. Кларк Массовый%(мас. ) Объемный%(об. ) Элемент По А. В, Виноградову По в. Гольдшмидту Кислород 47 91, 97 Кремний 29, 5 0, 89 Алюминий 8, 05 0, 77 Железо 4, 65 0, 68 Кальций 2, 96 1, 48 Калий 2, 5 2, 14 Натрий 2, 5 1, 6 Магний 1, 87 0, 56 Титан 0, 45

Почва • – это слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры • особое природное образование, играющее очень важную роль в наземных экосистемах. • Почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим факторами биогеоценоза.

• Изучением почв занимается почвоведение, основателем которого является Василий Докучаев

Процессы почвообразования 1. Трансформация минералов. 2. Накопление органических остатков и их трансформация. 3. Образование органоминеральных соединений. 4. Накопление элементов питания (азот, фосфор, калий). 5. Миграция продуктов трансформации вглубь слоя и по поверхности.

Процесс разрушения минералов и горных пород на поверхности Земли обычно называют выветриванием, хотя ветер почти никакого отношения к этому процессу не имеет. • А. Е. Ферсман в 1922 г. Предложил другое название этого процесса – гипергинез. • В настоящее время под гипергинезом понимают сумму процессов преобразования твердого вещества земной коры на поверхности суши под влиянием воды, воздуха, колебаний температуры и жизнедеятельности организмов. • Различают два типа выветривания: 1. Физическое или механическое Приводит к чисто механическому разрушению пород. Частые изменения температуры, морозное выветривание с образованием морозоустойчивых трещин и солевое растрескивание пород обуславливает разрыхление структуры и распад пород на минеральные зерна. 2. Химическое Разрыхление коренных пород под действием кислорода воздуха, диоксида углерода, воды, органических кислот, сопровождающееся изменением их состава. Выделяют еще биологическое, но процесс связан либо с физическим действием (действие корней растений), либо с химическим воздействием(воздействие органических кислот, выделяемое корнями растений).

Почвообразоанием называют сложный природный процесс перехода горной породы в качественно новое состояние. • Этот процесс протекает при взаимодействии минерального вещества земной коры с живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности. Такое взаимодействие в земных условиях происходит при прямом и косвенном влиянии других факторов внешней среды. • Растительные сообщества извлекают из горных (материнских) пород питательные элементы, синтезируют сложные органические соединения – биомассу – и возвращают это в почву в виде отмершей и опавшей на землю растительной массы корней. • Одним из главных факторов являются дождевые черви , личинки насекомых и микроорганизмы. В процессе питания они измельчают растительную массу, перемещают ее, перемешивая органические и минеральные вещества. • Находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью горных пород и почв, живые организмы активно участвуют в малом биологическом круговороте веществ. В результате этого процесса в верхних горизонтах, почвообразующих породах и почвах накапливаются биогенные элементы (азот, углерод, фосфор, сера и др. ), происходит образование и дальнейшее развитие почв.

Возраст почв Абсолютный возраст –время прошедшее с начала формирования почв до настоящего времени. Колеблется от нескольких лет до миллионов лет. Относительный возраст почв – характеризует скорость почвообразовательного процесса, стадия развития почв.

Мощность почвы Толщина от её поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательным процессом материнской породы. Наиболее хорошие почвы имеют мощность от 100 до 150 см.

Окраска почв 1. Соединения железа – красный, оранжевый, желтый цвет. 2. Диоксид кремния и Са. СО 3 , гипс, каолинит – белая или белёсая окраска. 3. Гумус – чёрная или тёмно серая окраска.

Один из главных признаков, определяющих многие свойства почв является их механический состав

Мокрый способ определения механического состава почв в поле

• Все частицы диаметром больше 1 мм называют Скелетной частью. • Менее 1 мм. – мелкоземом. • Влагоемкость почвы – способность почвы удерживать влагу, поступающую извне. • Капилярная влагоемкость – запас влаги, удерживаемой над уровнем грунтовых вод капиллярными силами • Полевая влагоемкость – количество влаги, которая почва в естественных условиях способна длительно удерживать. • Полная влагоемкость – количество влаги, когда все ее поры полностью насыщены водой и отток отсутствует • Водопроницаемость – способность почв впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности.

Структура почв По форме различают агрегаты: кубовидные, призмовидные, плитовидные По размерам агрегатов: Глыбистые –более 10 мм; Макроструктуры 0, 25 – 10 мм; Грубая микроструктура 0, 1 – 0, 25 мм; Тонкая микроструктура – менее 0, 1 мм. Песок - бесструктурный.

Сложение почв Сложение – внешнее выражение плотности и пористости почв. По плотности раличают: 1. Очень плотные – копать лопатой почти невозможно. 2. Плотные – требуют больших усилий при копании лопатой, но можно обойтись без лома. 3. Рыхлые – яму копать легко, почва легко рассыпается на мелкие отдельности. 4. Рассыпчатые – в сухом состоянии сыпучая масса.

Сложение почв Сложение – внешнее выражение плотности и пористости почв. По пористости различают почвы по диаметру пор: Тонкопористая диаметр пор менее 1 мм ; Пористая 1 - 3 мм; Губчатая 3 – 5 мм; Ноздреватая 5 -10 мм.

Новообразования Различают химические и биологические новообразования. Химические – результат химических процессов. Это соли (гипс, кальцит), оксиды железа, алюминия, марганца и др. Биологические – канальцы червей и роющих животных, корневины(крупные корни, частично сгнившие)и др.

Включения Это тела не связанные с почвообразовательным процессом – валуны, раковины, кости и т. п.

ФАЗОВЫЙ состав почв Для типичных почв характерно следующее соотношение объемов твердой, жидкой и газообразной фазы: Т: Ж: Г = 2: 1: 1

Почвенный раствор – жидкая фаза почвы, существующая в природных условиях • Состав почвенных растворов меняется в очень широких пределах. • Наиболее типичные катионы – Са+, Mg+, K+, NH 4+, Na+ • Наиболее типичные анионы – HCO 3 -, SO 42 -, NO 3 -, Cl-

Почвенный воздух • СО 2 выше, чем в атмосферном (от0, 1 до 12%), а О 2, наоборот, ниже(на 0, 5 -1, 5% ниже, чем в атомсферном). • В почвенном воздухе могут содержаться сероводород, метан, гемиоксид и органические соединения.

Твердая фаза почв • 5% - органика • 95% - неорганика

Классификация органических соединений почвы

• Гумус – часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических веществ почвы, за исключением соединений, входящих в состав живых организмов и их остатков. – Неспецифические гумусовые соединения синтезируются в живых организмах и поступают в почву в состве растительных и животных остатковю – Специфические гумусовые вещества образуются непосредственно в почве в результате протекания процессов гумификации. • Гумин – часть органического вещества почвы, которая нерастворима в кислотах, щелочах и органических соединениях. • Прогуминовые вещества сходны с промежуточными продуктами органических остатков. • Гумусовые кислоты – класс высокомолекулярных азотосодержащих оксикислот с ароматическим ядром, входящим в состав гумуса и образующийся в результате гумификации.

Круговорот азота.

Нитрификация • NH 4+ + 2 O 2 = NO 3 - + H 2 O + 2 H+

Денитрификация – процесс восстановления, в результате которого происходит образование газообразных соединений азота, выделяющихся в атмосферу. Два типа – химический и биологический. Химический тип денитрификации – • R-NH 2 + HNO 2 = R-OH+N 2+H 2 O • (NH 2)2 CO+HNO 2 = 2 N 2+CO 2+3 H 2 O • 2 HNO 3 = NO+NO 2+O 2 • 3 HNO 2 = 2 NO + HNO 3+H 2 O

Круговорот фосфора

Соединения фосфора в почве • Минерализация – процесс превращения органических соединений фосфора в минеральные. (в результате деятельности микроорганизмов) • Иммобилизация – превращение неорганических соединений фосфора в органические формы в процессе развития живых организмов. • Мобилизация – увеличение подвижности соединений фосфора, связанное с превращением труднорастворимых соединений в более растворимые или переход их в почвенный раствор. • Фиксация фосфора – переход растворимых фосфорных соединений в менее растворимые за счет образования прочных связей с минеральными компонентами почвы.

Экологическая роль почвы • Способность обеспечивать урожай (98 -99% продуктов питания, в т. ч. 87% белкового человек получает за счет использования почвы в земледелии и животноводстве) • Регулятор количества и химического состава грунтовых и речных вод • Влияние на состав и динамику приземных слоев атмосферы • Главная и уникальная среда обитания жизни на Земле

• Деградация почвы – это постепенное ухудшение ее свойств, которое сопровождается уменьшением содержания гумуса и снижением плодородия. • Деградация почв происходит вследствие различных причин природного и антропогенного характера.

Процессы деградации почвы • Водная эрозия почв • ветровая эрозия почв • ухудшение структуры почвы, • техногенное загрязнение, • засоление, • заболачивание • подтопление

Основные причины деградации почв мира • сведение лесов, главным образом для сельского хозяйства; • перевыпас скота; • несовершенное и неправильное сельское хозяйство; • переэксплуатация почв

Методы борьбы с эрозией • Контурная вспашка (перпендикулярно склону) • Узкополосный посев (чередование полос сельскохозяйственной культуры и травы) • Полезащитные полосы из деревьев • Террасирование – формирование склонов в виде ступеней

Устойчивое с/х производство v. Сохранение и восстановление почвы v. Упор на мелко- и среднемасштабное производство фруктов, овощей, различные породы животных. Отказ от монокультур. v. Использование местных биологических ресурсов v. Минеральные удобрения и пестициды использовать в min количествах v. Использование альтернативной энергии