Производственная деятельность человека
Этот фактор резко отличается от действия природных факторов, которые проявляются стихийно. А человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет её в соответствии со своими потребностями - обработка почв, возделывание, осушение, обводнение, удобрение, облесение. Вся деятельность человека связана с социальным развитием общества.
Почвенно-грунтовые воды
Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. На водораздельных пространствах источником воды выступает атмосферные осадки. Но при неглубоком расположении грунтовых вод, они сильно воздействуют на почвообразования т.е. меняют водный и воздушный режимы почв (идёт засоление, или заболачивание, оглеение и т.д.).
Контрольные вопросы
1.Как влияют почвообразующие породы на образование почв?
2. Прямое и косвенное влияние климата на формирование почв?
3.Охарактеризовать биологические факторы почвообразования.
4. Участие рельефа в почвообразовании.
Литература
1. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения.- М., 2007. -383 с.
2. Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- С.53-59.
3. Кауричев И.С. Почвоведение.- М., 1989, С.55-87.
СУЩНОСТЬ ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Общие особенности почвы как природного образования
1. Почва занимает определённое место на нашей планете - т.е. это поверхностный горизонт земной коры. Такая строгая пространственная обособленность почвы определяется тем, что именно в поверхностном слое земной коры создаётся условия тесного, наиболее активного взаимодействия компонентов биосферы- атмосферы, литосферы, растительных и животных организмов.
2. Почвы – это природное тело весьма специфического состава, отличающего её от других компонентов географической оболочки и вообще объектов природы. Как вещество почву нельзя отнести ни к живой, ни к мёртвой материи. В.И. Вернадский относ почву к особой категории природных тел – биокосным телам. В связи с этим можно дать следующее определение: Почва - это самостоятельное естественно-историческое биокосное тело, которое возникает при взаимодействии живого вещества с минеральными компонентами литосферы, атмосферы и гидросферы.
Почва – это природное образование, которое уникальная по сложности вещественного состава. Если горная порода может состоять всего из нескольких минеральных соединений (минералов), то любая почва содержит тысячи различных соединений, которое полностью ещё не изучены.
3. Почва обеспечивает постоянное взаимодействие большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности. Наиболее масштабными во времени и в пространстве является большой геологический круговорот – это круговорот веществ, совершающийся между сушей и океаном. Элементы вымываются атмосферными осадками с поверхности суши, затем поверхностными и грунтовыми водами переносятся в моря и океаны, где осаждаются в виде осадочных горных пород. Через длительные геологические эпохи осадочные породы выходят на сушу и вновь подвергаются разрушению.
На фоне большого геологического круговорота проходит малый биологический круговорот вещества. Корни растений избирательно извлекает и переносят элементы питания (фосфор, калий, серу, азот и др.) из нижних горизонтов горной породы и почвы в верхние. Затем, используя CO2, воду, зольные элементы и лучистую энергию солнца, растения синтезируют органическое вещество. При разрушении (минеральными) органического вещества образуются минеральные соединения, которые становятся доступными для следующих поколений растений. Таким образом, между растениями и почвообразующими породами, а затем и почвами возникает круговорот зольных элементов и азота. В результате его действие в верхнем слое почвы происходит накопление элементов питания растений.
Оба эти круговорота в природе связаны между собой. В основе почвообразовательного процесса лежит малый биологический круговорот.
4. Почва является наиболее глобальным результатом возникновения жизни на Земле и одновременно почва - условие существования жизни. На почве развивается основная часть зелённых растений Земли, которые являются главным первичным источником пищевого и биоэнергетического материала для остальных жителей нашей планеты. Растения поддерживают нормальный уровень содержания О2 в атмосфере.
5. Почва – это сложная, постоянно функционирующая система. Все фазы почвы (твёрдая, жидкая, газообразная и фазы живого вещества) тесно соприкасаются между собой посредством процессов различной природы, скорости, интенсивности. Почва живёт в суточных, городовых, многолетних и вековых гидротермических режимах. В соответствии с ними изменятся скорость и направление почвенных процессов. Одни процессы усиливаются, другие ослабляются.
6. Почва - это открытая система, т.е. одновременно почва оказывается подсистемой в более сложной системе – в элементарном ландшафте (как компонент), в биогеоценозе.
7. Для всех почв характерна сложная пространственная организация и дифференциация признаков, свойств и процессов. Выделяется несколько уровней структурной организации почвы (Розанов, 1975): атомно-ионный, молекулярный, коллоидный, кристаллохимический агрегатный, горизонтный, профильный, ассоциативный. Важной чертой любого процесса почвообразования является формирования почвенного профиля.
8. Важнейшее качество всех почв – плодородие. Плодородие почвы принципиально отличается от плодородия, например, питательного субстрата в теплице тем, что почва способна к воспроизводству плодородия.
Слагаемые почвообразовательного процесса
Основы общих теоретических представлений о почвообразовательном процессе сформировались в результате научных работ выдающихся отечественных и зарубежных почвоведов – В.В. Докучаева, П.А. Костычева, Н.М. Сбирцева, В.Р. Вильямса, П.С. Косовича, К.Д. Глинки, Ф. Дюшофура и др. Почвообразовательный процесс относится к категории биофизико-химических процессов.
Почвообразовательный процесс – это совокупность явлений превращение и передвижения веществ и энергии, протекающих в почвенной толще (А.А. Роде).
Сущность почвообразовательного процесса:
1) разложение минералов горных пород и образование новых минералов, а также элементов зольного питания растений в доступных формах;
2)создание органического вещества на поверхности породы и в её верхних слоях, его разложения;
3)накопление (аккумуляция) в верхней части почвы биофильных элементов и прежде всего элементов питания;
4) взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием органо-минеральных соединений;
5) передвижение (миграция) продуктов почвообразования в профиле почвы;
В основе почвообразовательного процесса лежит малый биологический круговорот веществ. Органические остатки, которые накапливаются растениями после их отмирания, на поверхности породы или в её верхних слоях не полностью минерализуются, часть их в процессе гумификации превращаются в гумус, который в запасе имеет все элементы питания растений. Накопление гумуса в верхних слоях и взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью породы приводят к образованию почвы. Гумус содержится только в почвах и отсутствует в почвообразующей породе.
Образование (генезис) любой почвы состоит из трёх последовательных стадий:
· Начало почвообразование (первичный почвообразовательный процесс)
· Стадия развития почвы, на которой субстрат материнской породы приобретает характерные почвенные признаки
· Стадия сформированной (зрелой) почвы.
Начало почвообразования совпадает с началом функционирования пионерных наземных биогеоценозов в условиях одновременного и взаимосвязанного действия пяти факторов почвообразования (например, в результате регрессии моря, отступления ледников). Для таких «пионерных» экосистем характерна низкая биологическая продуктивность (за счет грибов, водорослей, лишайников) и незначительный объём биологического круговорота. Протекают почвенные микропроцессы небиологической природы: физические, физико-химические и химические.
Для второй стадии развития почвы характерно значительное возрастание биопродуктивности наземных экосистем за счет высших растений. Идет увеличение объёма биологического круговорота и сильная трансформация соединений некоторых элементов. Элементы после биологического поглощения возвращаются в почву в формах, доступных для последующих поколений организмов. На данной стадии почвенные микропроцессы, сочетаясь и взаимодействуя между собой, образуют качественно новые почвенные мезопроцессы и макропроцессы, формирующие специфические признаки почв. Стадия формирования почвы может продолжаться сотни, тысячи лет и более. В условиях длительной стабилизации внешних условий почвы могут достигнуть состояния, близкого к равновесному с окружающими факторами, что проявляется в относительной стабилизации их свойств и процессов. В данном случае считается, что почва перешла в фазу зрелой почвы.
Третья стадия сформированной зрелой почвы характеризуется тем, что снижается интенсивность расширения масштабов биологического круговорота. Все главные процессы протекают в рамках относительно стабильных биогеохимических круговоротов. Идет относительная стабилизация главных признаков почвы, за исключением признаков, подверженных сезонным изменениям. На стадии равновесного функционирования почв проходят все группы процессов (микро-, мезо- и макропроцессы). Они согласованы во времени и составляют в совокупности биогеохимические круговороты. На данной стадии биогеохимический круговорот способствует воспроизводству свойства природных систем и их важнейших составляющих - почв.
Почвенные процессы
В настоящее время в почвоведении развито представление об иерархической системе почвенных процессов, в пределах которой выделяются три уровня почвенных процессов по степени их сложности и специфичности. Представление о почвенных процессах развивались и использовались при рассмотрении генезиса почв целым рядом исследователей - М.А.Глазовской (1966,1972), И.П.Герасимовым (19073), Б.Г.Розановым (1975), А.А.Роде и др.
Почвенные микропроцессы (элементарные процессы первого порядка) - это группа процессов, в результате которых осуществляются акты превращения и переноса вещества. Такого рода процессы могут протекать не только в почвах, но и в любых других природных средах. Их нельзя отнести к специфическим почвенным, поскольку каждый из них, взятый в отдельности, за редким исключением, не формирует специфических почвенных признаков, хотя во всех почвах и на всех стадиях почвообразования они представлены очень широко. Эти процессы небиологической природы - растворение, осаждение, испарение, кондесации, сорбции, диффузии, комплексообразования и др. Это физические, физико-химические и химические процессы, осуществляющиеся преимущественно на атомно-ионном, молекулярном, коллоидном уровнях.
Почвенные мезопроцессы (элементарные почвенные процессы второго порядка) формируют специфические отдельные свойства почв. В результате действия почвенных мезопроцессов формируется специфический вещественный состав и физические свойства почвы. Идет дифференциация первоначально однородной толщи материнской породы на генетические почвенные горизонты. К мезопроцессам относятся такие процессы:
1. Дерновый процесс - почвообразовательный процесс, протекающий под травянистой растительностью и приводящий к формированию гумусового горизонта с запасом питательных веществ и созданию водопрочной структуры в верхнем горизонте.
2. Гумусово-аккумулятивный (гумусный) процесс - обуславливает развитие мощного гумусово-аккумулятивного горизонта, накопление элементов питания растений и оструктуривание профиля.
3. Оподзоливание (подзолистый процесс) - почвообразовательный процесс, протекающий под пологом таежных моховых хвойных лесов. В результате подзолистого процесса под лесной подстилкой развивается подзолистый горизонт (имеет белесый цвет золы, кислую реакцию) вследствие разрушения почвенных минералов агрессивными фульвокислотами.
4. Торфообразование - накопление на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков (торфа) в результате замедленной их гумификации и минерализации в условиях избыточного увлажнения. Формируется торфяной горизонт.
5. Оглеение (глееобразование) - сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий при переувлажнении почв в анаэробных условиях, при этом образуется глеевый горизонт - более или менее плотная глинистая порода серого цвета с зеленоватым оттенком.
6. Лессиваж - механическая миграция высокодисперсных илистых частиц из верхних горизонтов в нижние без химического разрушения.
7. Оглинение - процесс образования вторичных глинистых минералов, развивается под древесной растительностью при длительном теплом периоде, достаточном увлажнении и интенсивном биологическом круговороте.
8. Засоление - накопление легкорастворимых солей в почвенном профиле.
Необходимо отметить, что хотя в почвоведении и дано соответствующее определение всем наблюдаемым почвенным мезопроцессам, это не означает, что до конца раскрыты их сущность и содержание, выяснены механизмы.
Почвенные макропроцессы (собственно почвообразовательные процессы) приводят к формированию не отдельных специфических признаков и отдельных генетических горизонтов почв, а к формированию определенных типов почв - черноземов, подзолистых, солонцов, серых лесных, болотных и т.д. Макропроцессы формируются в результате определенного сочетания почвенных мезопроцессов в условиях специфического проявления биогеохимического круговорота.
Контрольные вопросы
1.В чем сложность почвы как природного образования и объекта исследований?
2.Каковы основные стадии почвообразовательного процесса и их характерные особенности?
3.Степень сложности и специфичности почвенных процессов разных уровней?
Литература
1. Почвоведение / Под. Ред. Кауричева И.С., М.: Агропромиздат, 2008. – С. 23-54.
2. А.Н. Геннадиев, Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- С.74-91.
3. Белобров В.П. География почв с основами почвоведения.- М., 2007, 280 с.