Зависимость водной эрозии и дефляции почв от рельефа
Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почв. В результате поверхностного смыва талых и дождевых вод происходят смыв и размывание верхних горизонтов почв и перемещение вместе с водой частиц почвы в относительно пониженные места, где они аккумулируются. Особенно интенсивно протекают процессы эрозии в горах вследствие резкой расчлененности рельефа и значительной амплитуды высот. Склоновая (плоскостная) эрозия возникает при деятельности снеговых и дождевых вод, которые при своем движении смывают со всей площади склонов продукты выветривания. Этот вид эрозии нивелирует рельеф склонов и его развитие. Русловая (линейная) эрозия формирует овраги, речные долины. Это глубинный вид эрозии.
Равнинные формы в районах c засушливым и континентальным климатом благоприятствуют возникновению ветровой эрозии. Ветровая эрозия происходит за счет деятельности ветра. Ветер играет заметную роль в перераспределении мелкоземистого материала по поверхности земли. Созданные им формы рельефа называются эоловыми, а сам процесс выдувания ветром мелкозема – дефляцией. Дефляционная деятельность ветра особенно резко проявляется на открытых пространствах. Пыльные бури лишают почву мелкоземистой части и существенно снижают ее плодородие.
В заключении скажем, что учет особенностей рельефа в сельском хозяйстве имеет огромное экономическое значение. Если, например, перенести методы земледелия, разработанные для равнин на другие формы рельефа, то это неизбежно приведет к эрозии почв, росту оврагов, потере плодородия почв и др.
1.5. Возраст как фактор почвообразования. Развитие и эволюция почв
Почва как особое естественно-историческое тело, сформировавшееся в результате взаимодействия поверхностных слоев горных пород, биоты в определенных климатических, геоморфологических, гидрологических и других условиях, отличается динамичностью изменения своего состояния во времени, т.е. процесс почвообразования протекает во времени. Если климат, биота, рельеф, горная порода - относительно постоянные факторы, то время является переменным фактором.
Почва возникла на определенной стадии развития Земли, развивалась в течение эволюции Земли и продолжает развиваться сейчас, изменяться во времени.
Под развитием почв понимают постепенное образование из почвообразующей породы полностью сформированной (зрелой) почвы, достигшей динамического равновесия с данным комплексом факторов почвообразования. Но так как сами факторы почвообразования находятся в постоянном развитии (глобальные изменения климата, землетрясения, наводнения и др.), это отражается в эволюции почв во времени. Под эволюцией почв понимают изменение уже сформировавшихся почв в новые типы или подтипы, связанное с эволюцией всей природной среды. В эволюции почв различают следующие циклы:
· цикл собственно биологический (биогенный), являющийся результатом борьбы двух противоположно направленных процессов: биологической аккумуляции веществ (биологического круговорота) и геологического выноса (геологического круговорота);
· цикл биогеоморфологический, в котором почва участвует вместе со всем ландшафтом в результате эволюции рельефа земной поверхности;
· цикл биоклиматический, связанный со сменой климата и природной обстановкой в течение геологических эпох.
Ниже приводится в качестве примера несколько эволюционных рядов почв:
- засоленная почва – солонец – солодь;
- перегнойно-карбонатная почва – подзолистая почва;
- оподзоленная почва – серая лесная почва;
- чернозем – выщелочный чернозем – оподзоленный чернозем.
Изучение растительности и географических условий прошлых периодов позволяет воссоздать возможный путь развития почвообразования (табл. 9).
Первичный почвообразовательный процесс происходил в кембрийский и ордовиковский периоды, т.к. в то время существовали только низшие растения – бактерии и водоросли. В силурский, девонский, каменноугольный периоды с появлением и расселением псилофитов (низкорослых растений кустарничкового типа), хвощовых, папоротников происходили развитие и усложнение почвообразовательного процесса.
По-видимому, лишь в конце палеозоя (карбон, пермь) сложился развитый почвообразовательный процесс. Именно к этому времени относят ученые появление сплошного растительного покрова на суше. Кроме папоротников, плаунов, хвощей, появились голосемянные растения. Преобладали в этот период ландшафты лесов и болот, сформировалась зональность климата на фоне господства теплого тропического и субтропического. Следовательно, в этот период преобладали болотный и лесной тропический почвообразовательные процессы.
С середины пермского периода наступают постепенное похолодание и иссушение климата. Сухость и похолодание способствовали дальнейшему росту зональности. Именно в этот период (вторая половина перми, триас) широкое развитие получили голосемянные хвойные растения. В высоких широтах в это время шло образование кислых подзолистых почв, в низких – почвообразование шло по пути развития желтоземов, красноземов.
В юре появились диатомовые водоросли, а в следующем меловом периоде – покрытосеменные цветковые растения. С середины мелового периода широкое распространение получают лиственные породы: клен, дуб, береза, ива, эквалипт, орех, бук, граб. Под их пологом начинает ослабевать подзолообразовательный процесс, так как в составе опада этих растений велика доля Са, Мg, К.
В третичную эпоху на земном шаре преобладали тропическая флора: пальмы, магнолии, секвойя, бук, каштан. Минеральный состав, вовлекаемый в круговорот этими лесами, характеризовался значительным участием Са, Мg, К, Р, S, Si Al. Создавались тем самым экологические предпосылки для проявления и развития травянистой растительности: уменьшение кислотности почв и пород, накопление элементов питания.
Появление травянистой растительности сыграло существенную роль для почвообразовательного процесса. Кратковременность жизни травянистой растительности и сосредоточенность корневых масс в самых верхних слоях почвы обеспечивают под покровом трав пространственную концентрацию биологического круговорота минеральных веществ в менее мощной толще горизонтов с аккумуляцией в них элементов зольного питания. Таким образом, начиная со второй половины мелового периода, в третичном и особенно в четвертичном периодах под воздействием господства травянистой растительности распространился дерновый процесс почвообразования.
В четвертичный период в результате материкового оледенения почвообразовательный процесс прерывался на большей части суши (50-60 %). На территории, где распространялись ледники, почвенный покров был полностью уничтожен, а на прилегающих к ледникам территориях был разрушен стекающими водами при таянии ледника, а затем покрыт флювиогляциальными и аллювиальными отложениями. В субтропических, тропических областях ледник отсутствовал, поэтому здесь почвенный покров сохранился от третичного периода. На территории нашей страны почти весь дочетвертичный почвенный покров был уничтожен, поэтому после ледниковой эпохи начался современный почвообразовательный процесс.
В современную геологическую эпоху на горной породе, вышедшей на дневную поверхность, последовательность будет иной, чем с момента зарождения жизни на Земле. На рыхлой породе могут поселяться сразу высшие травянистые или деревянистые растения.
Различают абсолютный (суммарный, или общий) и относительный (конкретный, или частный) возраст почв.
Абсолютный возраст – это время, прошедшее от начала формирования почвы до современной стадии ее развития. Так как в южных районах биологические процессы протекали дольше, поэтому там распространены более старые почвы: черноземы, каштановые. На севере же абсолютный возраст определяется временем последнего оледенения (10-25 тыс. лет), поэтому в таежно-лесной зоне почвы более молодые, чем в степной. Молодые почвы находятся в тундровой зоне, где территория освободилась от ледника несколько позже. Наиболее молодыми также является аллювиальные почвы речных долин на современных аллювиальных отложениях, их возраст измеряется сотнями, десятками и даже несколькими годами. Большая часть территории Европейской части России имеет послеледниковый, голоценовый возраст – 10-12 тыс. лет.
Наибольший абсолютный возраст имеют почвы тропических областей (до миллиона лет), а наименьший – прирусловой части поймы, так как они ежегодно сносятся при разливе рек, а после окончания паводка почвообразовательный процесс начинается заново на свежеотложенных аллювиальных породах.
Относительный возраст почвхарактеризует степень, скорость почвообразовательного процесса. Почвы, не достигшие типичного строения, полной дифференциации и полного развития, называют незрелыми в противоположность вполне “развитым”, зрелым почвам. Многие почвенные образования никогда не достигают зрелости. Неразвитость почв может быть вызвана большой крутизной склона, что вызывает сильную эрозию, а она обусловливает недостаток влаги и слабо химическое, биологическое выветривание. Развитию почв препятствует плотность горных пород, их мелкозернистость, высокое содержание кварца. Так, в лесной зоне слабоподзолистые почвы являются более молодыми по сравнению со средне- и сильноподзолистыми почвами, образовавшимися на одной и той же территории, на тех же материнских породах. Это может быть связано с различным положением почв по рельефу.
ТАБЛИЦА 1.10
СОПОСТАВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ, СТАДИЙ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ И ВОЗМОЖНАЯ ИСТОРИЯ СМЕН ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
| Основные этапы геологической истории (по Эскола) | Развитие растительности (по Берри) | Этапы почвообразовательного процесса | |||
| Млн. лет | Э р ы | Периоды | Общее развитие жизни | ||
| Кайнозой | Четвертичный Третичный | Человек Млекопитающие Птицы | Развитие травянистой растительности при преобладании лесов. Абсолютное господство лесов общего типа | Современное почвообразование. Появление луговых черноземных почв | |
| Мезозой | Мел Юра Триас | Рептилии, динозавры | Саговники, хвойные, появление лесов | ||
| Палеозой | Пермь, Карбон, Девон, Силур, Ордовик, Кембрий | Амфибии Рыбы | Саговники, папоротники, плауны, хвощи. Появление псилофитов на суше | Лесное и болотное тропическое почвообразование. Начало почвообразование под покровом растений | |
| Протерозой | Докембрий | Беспозвоночные | Водоросли и бактерии | Скальный почвообразовательный процесс | |
| Архей | Водоросли и другие низшие водные организмы Начало фотосинтеза Анаэробные микроорганизмы Автотрофные бактерии Органические соединения | Мелководный почвообразовательный процесс | |||
| 5000 Время образования планеты |