Свет как фактор почвообразования



Климат как фактор почвообразования

Согласно Л.С. Бергу, климат — это закономерная последовательность метеорологических процессов, выражающихся в многолетнем режиме погоды в данной местности. Со слов А.И. Воейкова, климат данного места есть совокупность всех не случайных для него типов погоды. В свою очередь, погода — это общность всех метеорологических явлений, происходящих в данном пункте в определенный момент времени.

На тесную связь климата и почвы давно обратили внимание многие исследователи. Исключительно большое значение климату предавали русские почвоведы В.В. Докучаев и Н.М. Сибирцев и американский почвовед Е. В. Гильгард еще в конце XIX века. Значение климата в почвообразовании исключительно велико. Многие исследователи считают, что ведущая роль в образовании почв принадлежит климату в его широком и всестороннем понимании. Вне климата, главным образом без притока солнечной энергии, не могло бы быть условий существования и жизнедеятельности организмов. А без организмов не было бы и почв. В свою очередь, от климата напрямую зависят такие параллельные почвообразованию процессы, как выветривание, выпадение осадков, химическая денудация, транспортировка и сортировка увлекаемого ветром и водой материала, дифференциация и аккумуляция механических и химических осадочных пород и т. д. Вне климата в прошлом и настоящем немыслимо существование человека. Поэтому роль климата в почвообразовании довольно часто является определяющей.

Значение солнечной радиации в почвообразовании

Солнечный свет является главным источником энергии для жизни и почвообразования на Земле. Световой и тепловой поток солнечной энергии на поверхность почвы изменяется в зависимости от географического положения местности, характера рельефа и особенностей растительного покрова. Приток солнечной радиации, поступающей на Землю постоянный и составляет на верхней границе атмосферы около 8,4 кДж/(см-мин). Однако количество лучистой энергии, приходящей на единицу площади земной поверхности, зависит, прежде всего, от угла падения лучей. Поэтому вполне очевидно, что на одинаковые площади на экваторе, в средних и высоких широтах приходятся различные величины солнечной инсоляции.

Помимо этого, если в тропических широтах луч Солнца пронизывает атмосферу по вертикали, то в полярных — под малым углом. В силу этого путь луча в атмосфере приполярной зоны удлиняется от 10 до 25 раз. В столько же раз увеличивается рассеивание и ослабление эмиссии Солнца. Параллельно усилению потока солнечной энергии от холодных полярных областей к жарким тропическим неизмеримо возрастает интенсивность выветривания, фотосинтеза, жизнедеятельности животных и бактерий. В этом же направлении возрастает интенсивность почвообразования. При этом растут как деструктивные процессы разрушения первичных минералов, разложения и минерализации органического вещества и выщелачивания, так и созидательные процессы синтеза, накопления новых вторичных минералов и органических соединений. Согласно известному правилу, скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза с повышением t° на каждые 10 °С. При смещении температуры от 0 до 50° диссоциация воды увеличивается в 8 раз. Поэтому в различных районах земного шара скорость геохимических реакций в почвах может различаться в десятки раз.

Известно, что различные минералы заметно отличаются между собой величиной объемного расширения. У кварца она в два раза больше, чем у полевого шпата. Поэтому при периодическом нагревании днем и остывании ночью в массивнокристаллических породах возникают многочисленные напряжения, которые рано или поздно приводят к образованию трещин. Капиллярное давление в тонких трещинах и их расклинивание при переходе воды в лед способствует дальнейшему механическому разрушению горных пород.

В свою очередь, с повышением температуры возрастает интенсивность микробиологических процессов, что способствует ускоренному разложению органических остатков растительного опада. Поэтому становится понятным, почему в тропиках отсутствует опад, и почва практически обнажена. При движении к полюсам с понижением температуры, разложение опада замедляется. Поэтому в холодных бореальных лесах почва всегда укрыта толстым слоем оторфованной мортмассы. Следовательно, тепловой режим почв определяет и контролирует интенсивность механических, физических, химических и биологических процессов, протекающих в них.

В соответствии с поступлением тепла на поверхность Земли формируются термические пояса планеты, для выделения которых служит разница в сумме среднегодовых температур выше 10 °С.

Кроме того, надо учитывать, что наша Земля не является идеальным гладким шаром. На ней возвышаются континенты, которые сильно различаются размерами, общей высотой, распределением и формой горных сооружений, площадью внутренних морей и низменностей. Поэтому реальная картина термических поясов на континентах во многих случаях нарушается и отклоняется от теоретически ожидаемой схемы.

Источник

Характеристика основных факторов почвообразования

Солнечный свет как главный источник энергии для жизни и почвообразования на Земле. Взаимосвязь количества и режима поступления атмосферных осадков и влажности почвы. Материнская горная порода — верхний слой литосферы, выходящий на поверхность суши.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Выявление и изучение факторов почвообразования является важной составляющей современной науки. Ведь в последнее время наметилась тенденция ухудшения плодородны свойств почвы, а так же опустынивания большого количества территорий. В результате чего мы можем сделать вывод что данная тема весьма актуальна в настоящее время.

Под факторами почвообразования понимаются внешние по отношению к почве компоненты и условия природной среды, под воздействием или участии которых образуются почвы. К факторам почвообразования относятся все силы, причины, условия, закономерности и их сложные сочетания, которые в прошлом, настоящем и будущим влияли и будут влиять на почвы и их развитие. Перечень всех агентов почвообразователей может быть чрезвычайно длинным, а вычленение их бесконечным. Поэтому рациональнее свести все многообразие внешних сил и условий к пяти показателям: климат, горные породы, организмы, рельеф и время. В.В. Докучаев был первым, кто установил, что соотношения между почвами и условиями их образования не случайны, а строго закономерны и жестко детерминированы. Как раз различия этих условий в географическом пространстве и времени приводит к разнообразию почв на земной поверхности. И климат, и растительность, и почвообразующие породы, и рельеф изменяются от места к месту и создают бесчисленные комбинации и сочетания друг с другом.

В связи с тем, что Интернет является не достаточно надежным источником все данные были проверены в различных авторитетных источниках таких как НАСА, ИА REGNUM, ООН.

1. Климат как фактор почвообразования

Согласно Л.С. Бергу, климат — это закономерная последовательность метеорологических процессов, выражающихся в многолетнем режиме погоды в данной местности. Со слов А.И. Воейкова, климат данного места есть совокупность всех не случайных для него типов погоды. В свою очередь, погода — это общность всех метеорологических явлений, происходящих в данном пункте в определенный момент времени.

На тесную связь климата и почвы давно обратили внимание многие исследователи. Исключительно большое значение климату предавали русские почвоведы В.В. Докучаев и Н.М. Сибирцев и американский почвовед Е. В. Гильгард еще в конце XIX века. Значение климата в почвообразовании исключительно велико. Многие исследователи считают, что ведущая роль в образовании почв принадлежит климату в его широком и всестороннем понимании. Вне климата, главным образом без притока солнечной энергии, не могло бы быть условий существования и жизнедеятельности организмов. А без организмов не было бы и почв. В свою очередь, от климата напрямую зависят такие параллельные почвообразованию процессы, как выветривание, выпадение осадков, химическая денудация, транспортировка и сортировка увлекаемого ветром и водой материала, дифференциация и аккумуляция механических и химических осадочных пород и т. д. Вне климата в прошлом и настоящем немыслимо существование человека. Поэтому роль климата в почвообразовании довольно часто является определяющей.

1.1 Значение солнечной радиации в почвообразовании

Солнечный свет является главным источником энергии для жизни и почвообразования на Земле. Световой и тепловой поток солнечной энергии на поверхность почвы изменяется в зависимости от географического положения местности, характера рельефа и особенностей растительного покрова. Приток солнечной радиации, поступающей на Землю постоянный и составляет на верхней границе атмосферы около 8,4 кДж/(см-мин). Однако количество лучистой энергии, приходящей на единицу площади земной поверхности, зависит, прежде всего, от угла падения лучей. Поэтому вполне очевидно, что на одинаковые площади на экваторе, в средних и высоких широтах приходятся различные величины солнечной инсоляции.

Помимо этого, если в тропических широтах луч Солнца пронизывает атмосферу по вертикали, то в полярных — под малым углом. В силу этого путь луча в атмосфере приполярной зоны удлиняется от 10 до 25 раз. В столько же раз увеличивается рассеивание и ослабление эмиссии Солнца. Параллельно усилению потока солнечной энергии от холодных полярных областей к жарким тропическим неизмеримо возрастает интенсивность выветривания, фотосинтеза, жизнедеятельности животных и бактерий. В этом же направлении возрастает интенсивность почвообразования. При этом растут как деструктивные процессы разрушения первичных минералов, разложения и минерализации органического вещества и выщелачивания, так и созидательные процессы синтеза, накопления новых вторичных минералов и органических соединений. Согласно известному правилу, скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза с повышением t° на каждые 10 °С. При смещении температуры от 0 до 50° диссоциация воды увеличивается в 8 раз. Поэтому в различных районах земного шара скорость геохимических реакций в почвах может различаться в десятки раз.

Известно, что различные минералы заметно отличаются между собой величиной объемного расширения. У кварца она в два раза больше, чем у полевого шпата. Поэтому при периодическом нагревании днем и остывании ночью в массивнокристаллических породах возникают многочисленные напряжения, которые рано или поздно приводят к образованию трещин. Капиллярное давление в тонких трещинах и их расклинивание при переходе воды в лед способствует дальнейшему механическому разрушению горных пород.

В свою очередь, с повышением температуры возрастает интенсивность микробиологических процессов, что способствует ускоренному разложению органических остатков растительного опада. Поэтому становится понятным, почему в тропиках отсутствует опад, и почва практически обнажена. При движении к полюсам с понижением температуры, разложение опада замедляется. Поэтому в холодных бореальных лесах почва всегда укрыта толстым слоем оторфованной мортмассы. Следовательно, тепловой режим почв определяет и контролирует интенсивность механических, физических, химических и биологических процессов, протекающих в них.

В соответствии с поступлением тепла на поверхность Земли формируются термические пояса планеты, для выделения которых служит разница в сумме среднегодовых температур выше 10 °С.

Кроме того, надо учитывать, что наша Земля не является идеальным гладким шаром. На ней возвышаются континенты, которые сильно различаются размерами, общей высотой, распределением и формой горных сооружений, площадью внутренних морей и низменностей. Поэтому реальная картина термических поясов на континентах во многих случаях нарушается и отклоняется от теоретически ожидаемой схемы.

1.2 Значение атмосферных осадков в почвообразовании

Почвообразующий эффект тепла и света может проявляться лишь в том случае, если почвы обеспечены достаточным для жизни растений количеством влаги. Поэтому значение атмосферных осадков в почвообразовании столь же велико, как и значение тепла. Сумма осадков за год в разных частях земного шара варьирует сильно. Есть территории абсолютных пустынь, в которых в течение нескольких лет не бывает атмосферных осадков. Таковы пустыни Чили, Перу, Оклахомы, Сахары, Гоби. Полное отсутствие осадков полностью исключает возможность почвообразования. И даже при возрастании осадков до 300-400 мм почвообразование угнетается. Дальнейшее повышение влажности климата до 550-650 мм (при условии равенства осадков и их испаряемости) дает безраздельное преимущество степной растительности. Именно под ее покровом создается чернозем. Обширные лесные пространства умеренного пояса обоих полушарий получают ежегодно до 700-800 мм. Этого количества вполне достаточно, чтобы лесная растительность потеснила степную и заняла господствующее положение. Во влажных субтропиках выпадает до 1500-2500 мм. И, наконец, во влажных лесах экваториальных областей среднегодовое количество осадков необычайно велико и достигает 7-10 тыс. мм в год. По условиям увлажнения принято различать шесть главных групп климата. Критерием деления служат как сумма выпадающих осадков за год, так и отношение этих осадков к величине испаряемости влаги с открытого зеркала воды (коэффициент увлажнения — КУ).

Однако хорошо известно, что в распределении атмосферных осадков по суше земного шара имеются существенные отклонения от общей планетарной схемы зональности. Эти отклонения возникают по причине различия высоты, формы и размеров континентов, удаленности или близости горных хребтов от мирового океана, их превышения над равнинами материков, их влияния на движение воздушных масс, циркуляции морских течений и т. д. Горные цепи, протянутые вдоль берегов материков, служат «ловушками» атмосферных осадков, приносимых с океана. На склоны этих гор, обращенные к океану, выпадает большая их доля. И наоборот, крайне малым количеством осадков обеспеченны глубинные, внутри континентальные районы, удаленные или отгороженные хребтами гор от мирового океана.

Таким образом, если поступление тепла и света на суше имеет ярко выраженное поясное распределение, то об осадках этого сказать нельзя. По ряду причин наблюдаются значительные отклонения их распределения по материкам. Нередко встречается концентрическое, иногда меридиональное направление в дифференциации осадков. И только в случае вы- ровненности очень большого континента закономерность выпадения осадков приближаются к горизонтально-зональному типу.

С количеством и режимом поступления атмосферных осадков напрямую связана влажность почвы, растворение и перераспределение (выщелачивание) подвижных соединений в самой почве, перенос на дальние расстояния почвенных суспензий и химических веществ с водами подземного и поверхностного стока. Благодаря атмосферных осадкам в почве идут процессы гидролиза первичных минералов и замещение их вторичными глинистыми минералами. Вместе с атмосферными осадками на поверхность почвы выпадает не только пыль, но и оксиды азота, аммиак, угольная кислота, а в промышленных районах — многочисленные отходы производства. Влага осадков впитывается почвой, надолго удерживается ею и, по мере надобности, передается растениям для синтеза органического вещества. Следовательно, с осадками прямо и косвенно связанно гумусооб- разование и возникновения верхнего биогенного гумусо-аккумулятивного горизонта почвы. В свою очередь, просачивание влаги в почве приводит к образованию геоклиматической стратификации почвенного профиля. Вымывание из верхней части почвы и вмывание в ее нижнюю часть, например, карбонатов, создает в изначально однородной минеральной массе обособленные элювиально-иллювиальне генетические горизонты. Таким образом, за счет осадков в почве образуются основные генетические горизонты — гумусовый, горизонт выщелачивания и аккумуляции и многие другие, которые в комплексе составляют ее профиль.

2. Горная порода как фактор почвообразования

Почвообразующей, или материнской горной породой называется верхний слой литосферы, выходящий на поверхность суши, и который в ходе почвообразования превращается в почву. Каждая почва неразрывно связана и залегает на той породе, из которой она образовалась.

Роль материнских пород в почвообразовании может быть оценена двояко. Во-первых, это прямое, непосредственное воздействие через вещественный материал породы, через петрографический, минеральный, гранулометрический, химический состав и физические свойства. Во-вторых — косвенное влияние, когда материнская порода играет роль подстилающего тела (грунта). В этом случае воздействие сводится к возможностям обмена между породой и почвой газами, влагой, теплом, растворенным веществом.

Каждая горная порода придает почве особые свойства и неповторимый колорит. Так, карбонатные породы во влажном климате обуславливают богатство почвы основаниями Са и Мg и бедность ее силикатным материалом. Обилие карбонатов обеспечивает поддержание нейтральной и щелочной реакции почв, способствует закреплению и накоплению в ней гумуса, преобладанию бактериальных сообществ над грибными, бобовых культур над злаковыми, гуматного гумуса над фульватным. В противоположность этому, покровные суглинки в том же климате определяют обо- гащенность почвы сиаллитными минералами, бедность основаниями, кислую реакцию и повышенную миграцию химических элементов и органического вещества по профилю. В результате в одних и тех же климатических условиях на разных породах возникают несхожие по свойствам и плодородию, контрастные по механизму образования почвы.

Различные горные породы обладают разной способностью видоизменяться в одной и той же биоклиматической обстановке, по-разному реагировать, отражать и накапливать в себе результаты влияния других факторов почвообразования. Одни породы, образуя почвы, более чутко улавливают и фиксируют биоклиматические изменения. Другие более быстро изменяются во времени, и темпы почвообразования на них наиболее быстры и результативны. Третьи, наоборот, проявляют крайний консерватизм и пассивность к внешней среде. Поэтому результат почвообразования здесь не велик, а почвы длительное время находятся на стадии примитивных. Четвертые наиболее тонко реагируют на положение в рельефе. К первым относятся суглинки, ко вторым — вулканический пепел, к третьим — кварцевые пески и к четвертым — элювий и делювий основных изверженных пород.

Состав и свойства горных пород сильно влияют на скорость, механизм, напряженность и направленность почвообразования и на уровень плодородия почв. Кинетика развития почв зависит от степени податливости конкретной породы к биоклиматическим факторам. Почвообразование замедляют: повышенная плотность породы, мелкозернистость, высокое содержание кварца, мономинеральность, преобладание одного-двух химических элементов над другими.

По характеру влияния на почвообразование породы принято делить на 4 группы: 1) магматические; 2) вулканообломочные и высокотемпературные метаморфические; 3) плотные осадочные и низкотемпературные метаморфические; 4) рыхлые осадочные.

Магматические породы в зависимости от химического и минералогического состава по-разному содействуют процессам почвообразования. Так, в бореальном гумидном климате на ультракислых породах формируются подзолы, на кислых породах — кислые бурые лесные, на средних — мезотрофные бурые лесные и серые лесные, на основных — эвтрофные бурые лесные почвы. На степень элювиирования лесных почв большое влияние оказывает содержание железа. Чем его меньше и чем кислее порода, тем сильнее оподзоливание. В семиаридном климате очень важно содержание кальция в породе. Степные почвы, формирующиеся на магматических породах с содержанием кальция менее 1 %, не могут достигнуть уровня черноземов по многим показателям. При этом большое количество железа и магния в породе не компенсирует недостаток кальция.

Что касается осадочных пород, то крайне важным их показателем оказывается гранулометрические различия. Дело в том, что частицы разного размера обладают разным минеральным и, следовательно, химическим составом. Камни, превышающие 3 см, представлены главным образом обломками пород. Частицы размером 1-3 мм состоят из обломков пород и зерен кварца и полевых шпатов. Песок (1-0,05 мм) и пыль (0,05-0,001 мм) сложены преимущественно из зерен кварца, полевых шпатов с примесью тяжелых минералов: слюд, амфиболов, пироксенов и других. Илистая фракция — частицы

Источник