Модуль 3 Почвенный покров природная система 1

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 2. Процессы почвообразования: ЭПП и типовые процессы 3. Классификация почв. Характеристика некоторых типов почв

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования П - f (К, Ж. О, Г. П, Р, Х. Д. Ч ) Т Сочетание ФП - это комбинация экологических условий развития почвообразовательного процесса и почв, определяет количество вещества и энергии, поступающих в почву. Количество вещества и энергии, поступающее в почвы различных территорий земной поверхности, неодинаково. На это обратил внимание первым В. В. Докучаев, доказав, что с многообразием ФП ( т. е. с количеством с вещества и энергии) связано различие и многообразие почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования Разнообразное сочетание ФП на земном шаре создает великое множество типов почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования Начало учения о ФП положил В. В. Докучаев. Все ФП равнозначны и незаменимы. Всеобщее признание получила точка зрения о ведущей роли в процессах почвообразования биологического фактора - высших зеленых растений, животных и микроорганизмов. По словам В. И. В на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей и потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем ЖО в целом.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система Факторы почвообразования 1. 1. Климат 1. 2. Биологический фактор (живые организмы, продукты жизнедеятельности, органические остатки) 1. 3. Горные породы 1. 4. Рельеф 1. 5. Время 1. 6. Хозяйственная деятельность человека

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат – многоаспектный фактор, прямо и косвенно управляет всеми процессами почвообразования. Влияние климата связано: Ø с количеством солнечной радиации, поступающей на земную поверхность; Ø с уровнем увлажнения, определяемом количеством атмосферных осадков.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Солнечная радиация – основной источник для большинства почвообразовательных процессов. Количество солнечной энергии закономерно нарастает от полюсов к экватору, в этом направлении нарастает тепловая энергия, поступающая в почву. Показатель термических условий для почвы - сумма активных Т > 10 о. С на глубине 20 см.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат В соответствии с этим выделяют термические или почвеннобиоклиматические пояса: Полярный ( холодный ) Бореальный холодный) 400 - 600 (умеренный 2400 Суббореальный (умеренный теплый) 4000 Субтропический (теплый ) 6000 - 8000 Тропический 8000 - 10

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Приход солнечной радиации на земную поверхность подчиняется ритмам различной продолжительности (суточные, сезонные, годовые, многолетние), поэтому и в почве чередуются процессы нагревания и охлаждения, промерзания и оттаивания. Различные комбинации этих ритмов в совокупности с конкретными температурными характеристиками формируют тепловые режимы почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Тепловой режим почв в значительной мере определяет интенсивность и продолжительность Ø физических, Ø химических, Ø биологических процессов в почве (возрастание Т на 10 о С сопровождается увеличением скорости всех химических реакций в 2 -3 раза - правило Вант - Гоффа, при увеличении Т от 0 до 50 о. С степень диссоциации возрастает в 8 раз, оптимум для биохимических реакций между о и 30 -40 о. С).

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Поэтому интенсивность процессов: Ø выветривание и синтез почвенных минералов; Ø разложение органического вещества; Ø состав и характер функционирования эдафона; Ø растворение газов в почвенном растворе; Ø соотношение твердой и жидкой фазы; Ø пептизация и коагуляция и др. процессов; Ø мощность почвы; Ø глубина преобразования исходной горной породы. ( при разнице в min и max Т в 130 - 150 о) в наиболее теплых областях земного шара в десятки тыс. раз больше, чем в наиболее холодных.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Длительные периоды с достаточно высокими положительными температурами в почвах благоприятствуют различным формам почвообразования. В почвах, которые большую часть года находятся в промерзшем состоянии, возможности для проявления различных почвообразовательных процессов значительно сужаются во времени, при низких температурах многие процессы замедляются или прекращаются вовсе, резко падает активность живых организмов.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат определяет поступление атмосферных осадков. По обеспеченности суши водой (условиям увлажнения) и особенностям почвообразования на земном шаре выделяют следующие области: Климатические область Аридные (сухие) Семиаридные – семигумидные (переменно-влажные) Гумидные (влажные) Кол-во осадков К увл. < 150 < 0, 5 200 - 500 0, 5 – 1, 0 > 500 > 1, 0

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат От годовой суммы осадков, распределения их по сезонам и величины испаряемости зависят: Ø степень промачиваемости почв; запасы продуктивной (доступной растениям) влаги; влагообеспеченность биологических процессов; растворение; выщелачивание (вымывание) элементов; эрозия; транспорт, миграция; Ø переотложение продуктов почвообразования и др. Ø Ø Ø

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат С градациями климата по атмосферному увлажнению и с учетом: Øглубины и интенсивности передвижения почвенной влаги, Øнаправления движения влаги сопряжен водный режим почв. К увл. Тип водного режима >1 Промывной, застойный 1 – 0, 5 Периодически промывной, непромывной, временно застойный, выпотной < 0, 5 Непромывной, аридный, выпотной

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат В зависимости от обеспеченности почвы водой и характера водного режима меняется: Ø скорость биохимических; Ø химических реакций; Ø дальность переноса веществ, т. е. интенсивность миграции; Ø окислительно - восстановительные условия; Ø степень выветрелости и выщелоченности горных пород; Ø меняется дифференциация почв на генетические горизонты; Ø свойства этих горизонтов.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат В пределах одного и того же термического пояса энергия почвообразования снижается от гумидных областей к аридным. В пределах одинаковых условий увлажнения наибольшие затраты энергии и следовательно наиболее высокая скорость процессов характерны для тропического пояса. Мак - жарких влажных и теплых областей Мин - для сухих и холодных.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Между процессами: Ø накопления и передвижения влаги, Ø температурными характеристиками почв существует тесная взаимосвязь, которая обуславливает гидротермический режим почв. Т. О. климат определяет различив в Ø количестве энергии и воды, участвующей в почвообразовании; Ø интенсивности процессов, протекающих в почве. Эти различия достигают десятки и тысячи раз и ведут к различию почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор - совместная роль живых организмов и органических остатков. Ж. О. и Орг. О. выступают: Ø как исходное сырье (вещество) для формирования почвы; Ø как источник энергии; Ø условия, агенты, факторы, влияющие на почвенные процессы. Процесс обмена веществом и энергией в системе «живые организмы – окружающая среда» - биологический круговорот (БИК).

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 1. Климат Показатели БИК: Ø Биомасса Ø Опад Ø Структура опада Ø Зольность Ø Емкость бик

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор (биомасса)

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор Тип растительности Биомасса, Ц/га Опад, Ц/га Стр-ра Опада Зольност ь, Емкость, Х. Э. в БИК, % Интенсив ность Кг/га Тундры аркт. 50 35 Н<П 2 100 Замедлен Тайга 1000 -3000 55 Н>П 3, 5 200 Замедлен Дубравы 4000 100 Н>П 5 - 6 500 -600 Умерен Субт. лист. 4100 250 Н>П 5 -6 1000 Энергич Вл. троп. л. 5000 300 Н>П 5 -6 1800 -2000 Энергич Степи луг 250 140 Н<П 5 -12 500 Умерен Саванны 170 120 Н < П 15 500 -750 Энергич Пустыни 137 12 Н < П 20 100 -150 энергич

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор (структура опада)

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор (структура опада)

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор Характер биологического круговорота в различных типах растительности существенно различается. Это определяет различия: Ø в количестве энергии и вещества, которые поступают с Ж. О. и органическими остатками в почву; Ø в интенсивности всех процессов, происходящих при участии Ж. О. Это ведет к разнообразию почв на суше.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 2. Биологический фактор Типы растительности и типы биологического круговорота тесно связаны с типами почвообразования. Поэтому география растительных сообществ в значительной степени обуславливает и географию почв. Причем эта зависимость прослеживается на самых различных уровнях, начиная с природных зон и кончая микробиогеоценозом элементарной западины.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Горные или почвообразующие породы коры выветривания - минеральный материал, на основе которого формируется почва. Это источник вещества и энергии для образования почвы. Процессы преобразования горных пород протекают очень медленно (большое характерное время), Г. П. очень разнообразны, поэтому роль их в почвообразовании велика.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Парадоксы: Ø Подзона дерново-подзолистых почв (Прибалтийская провинция): дерново-подзолистые почвы (моренные отложения) + дерновокарбонатные почвы (ордовикское плато – элювий карбонатных породы)

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Парадоксы: Ферралитные почвы саванн Южной Америки там, где должны быть красновато-черные

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Различия горных пород проявляются в зависимости: 1. От стадии выветривания, которая определяет вещественный состав горных пород Ø 2. От состава пород по петрографическому составу. Ø 3. От механического состава горных пород Ø 4. От минералогического и химического состава Ø

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования 1. Стадии выветривания (определяет вещественный состав горных пород) 1. 1. Обломочная (обломки плотных пород Засоленные (присутствие воднорастворимых солей). 1. 2. Обызвесткованная (присутствие Са. СОз). 1. 3. Саллитные (Si. O 2 >Al 2 O 3) , ферсиаллитные. 1. 4. Ферритные (преобладает Fe 2 O 3) Ферралитные (Si. O 2 < Al 2 O 3, Fe

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Стадия выветривания (вещественный состав пород) зависит от: Ø биоклиматических условий (в тундре никогда не сформируется кора выветривания последней стадии) Ø от возраста (современные , древние) Большое разнообразие пород разной степени выветривания и разных по своему вещественному (петрографическому) составу – причина разнообразия почв в природе. На различных породах в одних и тех же биоклиматических и геоморфологических условиях формируются разные почвы. На одних и тех же горных породах, но в различных биоклиматических условиях – то же разные почвы.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Одинаковые породы, разные биоклиматические условия Австралия - полуостров Кимберлин, Разные породы, одинаковые биоклиматические условия Карелия Арнемленд Свременная ферсиаллитная кора выветривания и соответствующие биоклиматическим условиям красные ферсиаллитные почвы Древня сохранившаяся ферралитная кора выветривания – сильно латеризованные с большим количеством конкреций красные ферралитные почвы Маломощная кора Аллювиальные выветривания отложения в плотных гранитов депрессиях - - примитивные мощные подзолистые почвы 1 - 1, 5 м. мощностью 10 - 15 см.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования 2. Механический состав горных пород Песчаные Глинистые Хорошая водопроницаемость Низкая влагоемкость Высокая выщелоченность Низкая выщелоченность >мощный почвенный профиль < мощный почвенный профиль Мало гумуса Больше гумуса Мало оснований (катионов Са, Mg) Много оснований Более теплые Более холодные

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования 3. Минералогический и химический состав Продукты выветривания кислых горных пород (гранит, липарит, пегматит) Si. O 2 60%, много Na, K Продукты выветривания основных горных пород (базальт, перидотит, габбро) Si. O 2 , мало Na, K, Обогащены Si. O 2 Обогащены Fe, Mg Обеднены Al, Fe, Ca, Mg Обеднены Si. O 2 РН < 7, хорошо выщелочены РН > 7 Песчаный мех. состав Глинистый мех. состав Желтоземы Красноземы

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Почвообразующие породы обуславливают многие свойства почв: Ø минералогический и химический составы; Ø мощность; Ø тепловые и водно-физические свойства; Ø механический состав; Ø минералогический состав; Ø химический состав почв; Ø особенности ее строения по вертикали и горизонтали Их разнообразие влияет на направление и скорость почвообразования.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 3. Горные породы как фактор почвообразования Исходные свойства материнской породы в разной степени преобразуются в процессе почвообразования: Ø одни сохраняются и наследуются почвой (наиболее устойчивые минералы, каменистые компоненты, основные черты гранулометрического состава); Ø другие – значительно трансформируются, и почва приобретает своеобразные свойства; Молодые почвы близки по составу и строению к материнским породам. Чем старше почвы, чем дольше в них идут процессы почвообразования и выветривания, тем больше различий между почвами и исходными почвообразующими породами. Большое разнообразие почвообразующих пород - причина разнообразия почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Рельеф местности (форма поверхности земной суши) выступает как фактор: Øперераспределения солнечной радиации и осадков (в зависимости от экспозиции , крутизны склонов и высоты местности); Øперемещения продуктов выветривания и почвообразования в виде твердого и жидкого стока; Øоказывает влияние на водный и тепловой режим почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Макрорельеф – определяет: Ø зональность почвенного покрова в соответствии с биоклиматическими условиями (на равнинах); Ø вертикальную зональность в горах.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Зональный спектр почв на Русской равнине: Ø зона тундровых глеевых почв Ø зона подзолистых почв Ø зона серых лесных и черноземов опод, выщ. , тип. Ø зона черноземов обыкновенных и южных Ø зона темно-каштановых и каштановых почв Ø зона светло каштановых и бурых полупустынных почв Ø зона серо-бурых пустынных.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Уральская горная почвенная провинция: Горно-тундровые почвы Горно-луговые почвы Горные подзолистые и бурые лесные грубогумусные почвы

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Мезо-, микро- и нанорельеф вызывает: Ø перераспределение влаги; Ø регулирует соотношение вод, стекающих поверхности, просачивающихся в почву и накапливающихся в понижениях; Ø определяет тепловой и водный режимы почв.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования В зависимости от положения в мезо- и микрорельефе и условий увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения : Ø автоморфные (автономные, плакорные, геохимически независимые) почвы элювиальных ландшафтов; Ø полугидроиорфные почвы транзитных ландшафтов; Ø гидроморфные геохимически зависимые, подчиненные почвы аккумулятивных ландшафтов

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Закономерная смена почв, тесно связанная с элементами Ø мезорельефа – сочетания; Ø с чередованием микрорельефа - комплексность. Каждой природной зоне свойственны свои комбинации почв по элементам мезо- и микрорельефа, образующие аналогичные топографические ряды или катены. Катена - последовательная смена почв по элементам мезо- и микрорельефа.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 4. Рельеф как фактор почвообразования Т. о. рельеф влияет на: Ø количество и характер поступления вещества Ø интенсивность процессов почвообразования и определяет: Ø неоднородность Ø контрастность почвенного покрова.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 5. Время как фактор почвообразования Абсолютный возраст - геологический возраст существования почв с момента ее возникновения, т. е. возраст почвенного покрова определенной территории, (характеризует филогенез) Абсолютный возраст колеблется Ø 70 - 30 млн. лет - это почвы древних ненарушенных кор выветривания эрозионных равнин экваториальных и тропических поясов Австралии, Юго -Восточной Азии и Центральной Африки Ø 10 - 20 тыс. лет почвы современного почвенного покрова нашей страны Ø возраст почв степной зоны - 8 - 10 тыс. лет Ø почв лесной зоны - 5 - 6 тыс. лет Ø почв тундровой зоны - 2 - 3 тыс. лет Ø нескольких сотен в речных долина Ø самые молодые почвы- горные (постоянно идет смыв и переотложение).

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 5. Время как фактор почвообразования Относительный возраст современной почвы - время ее формирования (соответствует онтогенезу) Возраст Ø черноземов степной зоны колеблется от 1500 до 7000 лет Ø подзолистых почв тайги на террасах Балтийского моря - 1000 - 1500 лет, а лугово - дерновая почва в поймах рек - 100 - 150 лет. В зоне многолетней мерзлоты подо льдом сохранились гумусовые горизонты, имеющие возраст 9 - 11 тыс. лет.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 5. Время как фактор почвообразования Абсолютный возраст почвенного покрова Относительный возраст Современных почв Степная зона - 8 - 10 тыс. лет Черноземы степной зоны 1, 5 – 7 тыс лет Лесная зона - 5 - 6 тыс. лет ППодзолистые тайги на террасах Балтийского моря - 1 – 1, 5 тыс лет, лугово - дерновая почва в поймах рек 100 - 150 лет. Тундровая зона - 2 - 3 тыс. лет Тундрово-гоеевые почвы – 1 – 2 тыс. лет

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 5. Время как фактор почвообразования История различных территорий неодинакова, это определяет различный возраст почвенного покрова и почв и многообразие почв в природе. Например: Окрестности НГПУ: Ø вершина Ключ-Камышенского плато – полноразвитые серые лесные почвы; Ø пойма реки Плющиха – примитивные слоистые аллювиальнодерновые почвы

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 6. Хозяйственная деятельность человека ХДЧ - специфический мощный фактор воздействия на почву и на факторы почвообразования (особенно в последние десятилетия). Эти воздействия приводят к изменению свойств и режимов почв значительно более быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования. Уничтожая сложившиеся устойчивые природные экологические системы и заменяя их на менее устойчивые и более лабильные агроэкосистемы, человек тем самым способствует изменению почвообразовательного процесса.

Модуль 3. Почвенный покров – природная система 1. Факторы почвообразования 1. 6. Хозяйственная деятельность человека Основные экологические проблемы почвоведения: Ø Дегумификация Ø Эрозия и дефляция Ø Физическая деградация Ø Химическое загрязнение Ø Вторичное засоление Ø Истощение почвенного плодородия