|
Читайте также: |
Рослинність
Органічні сполуки ґрунту формуються в результаті життєдіяльності рослин, тварин і мікроорганізмів. Основна роль при цьому належить рослинності. Зелені рослини є практично єдиними творцями первинних органічних речовин.
Поглинаючи з атмосфери вуглекислий газ, із ґрунту - воду й мінеральні речовини, використовуючи енергію сонячного світла, вони створюють складні органічні сполуки, багаті енергією.
У процесі відмирання як цілих рослин, так і окремих їхніх частин органічні речовини надходять у ґрунт (кореневий і наземний спад). Рослинність впливає на структуру й характер органічних речовин ґрунту, її вологість. Ступінь і характер впливу рослинності як ґрунтоутворюючого фактора залежить від видового складу рослин, густоти їх стояння, хімізму й багатьох інших факторів.
Тваринні організми
Основна функція тваринних організмів у ґрунті - перетворення органічних речовин. У ґрунтоутворенні беруть участь як ґрунтові, так і наземні тварини. У ґрунтовім середовищі тварини представлені головним чином безхребетними й найпростішими. Деяке значення мають також хребетні (наприклад, кроти й ін.), що постійно живуть у ґрунті.
Ґрунтові тварини діляться на дві групи: біофагів, що харчуються живими організмами або тканинами тваринних організмів, і сапрофагів, що використовують у їжу органічна речовина. Головну масу ґрунтових тварин становлять сапрофаги (нематоди, дощові хробаки й ін.).
На 1 га ґрунти доводиться більш 1 млн. найпростіших, на 1 м - десятки хробаків, нематод і інших сапрофагів. Величезна маса сапрофагів, поїдаючи мертві рослинні залишки, викидає в ґрунт екскременти. Згідно з підрахунками Ч. Дарвіна, ґрунтова маса протягом декількох років повністю проходить через травний тракт хробаків. Сапрофаги впливають на формування ґрунтового профілю, зміст гумусу, структуру ґрунту.
Самими численними представниками наземного тваринного миру, що беруть участь у ґрунтоутворенні, є дрібні гризуни (миші-полівки й ін.). Рослинні й тваринні залишки, потрапляючи в ґрунт, зазнають складним змінам. Певна їхня частина розпадається до вуглекислоти, води й простих солей (процес мінералізації), інші переходять у нові складні органічні речовини самого ґрунту.
Мікроорганізми
Величезне значення в здійсненні цих процесів у ґрунті мають мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, нижчі гриби, одноклітинні водорості, віруси й ін.), досить різноманітні як по своєму складу, так і по біологічній діяльності.
Мікроорганізми в ґрунті обчислюються мільярдами на 1 га. Вони беруть участь у біотичному круговороті речовин, розкладають складні органічні й мінеральні речовини на більш прості. Останні утилізуються як самими мікроорганізмами, так і вищими рослинами. Органічна речовина ґрунту, що утворювалося в ній при різному ступені розкладання рослинних і тваринних залишків, одержало назву гумус або перегній.
Клімат
До найважливіших факторів ґрунтоутворення ставиться клімат. З ним зв'язані тепловий і водяної режими ґрунту, від яких залежать біологічні й фізико-хімічні ґрунтові процеси.
Під тепловим режимом розуміють сукупність процесів теплообміну в системі "приземний шар повітря - ґрунт - ґрунтоутворююча порода". Тепловий режим обумовлює процеси переносу й акумуляції тепла в ґрунті
Характер теплового режиму визначається головним чином співвідношенням поглинання радіаційної (променистої) енергії Сонця й теплового випромінювання ґрунту. Він залежить від фарбування ґрунту, характеру поверхні, теплоємності, вологості й інших факторів. Помітний вплив на тепловий режим ґрунту виявляє рослинність.
Водний режим ґрунту в основному визначається кількістю атмосферних опадів і випаровуваністю, розподілом опадів протягом року, їх формою (при зливових дощах вода не встигає проникнути в ґрунт, стікає у вигляді поверхневого стоку).
Кліматичні умови впливають і на такі фактори ґрунтоутворення, як ґрунтоутворюючі породи, рослинний і тваринний мир і ін. ІЗ кліматом зв'язане поширення основних типів ґрунтів.
Рельєф
Рельєф - один із факторів перерозподілу по земній поверхні тепла й води. ЗІ зміною висоти місцевості міняються водний і тепловий режими ґрунту. Рельєфом обумовлена поясність ґрунтового покриву в горах. З особливостями рельєфу зв'язаний характер впливу на ґрунт ґрунтових, поталих і дощових вод, міграція водорозчинних речовин.
Час
До факторів ґрунтоутворення відноситься час - необхідна умова для будь-якого процесу в природі. Абсолютний вік ґрунтів Східноєвропейської рівнини, Західному Сибіру, Північної Америки й Західної Європи, певний радиоуглеродным методом, - від декількох сотень до декількох тисяч років.
Людина
Нарешті, істотним фактором ґрунтоутворення, особливо останнім часом, є господарська діяльність людини.
Питання 2. Стадії грунтоутворення
Загальна схема ґрунтоутворювального процесу розглядає складну картину і послідовні стадії формування грунту.
Генезис будь-який грунту складається, як мінімум, з трьох послідовних стадій.
Початок ґрунтоутворення, що зветься іноді первинним ґрунтоутворювального процесу.
Стадія розвитку грунту, на якому субстрат материнської породи послідовно набуває ґрунтові характерні ознаки. Відсутність рівноваги з факторами ґрунтоутворення на даній стадії - причина розвитку ґрунтоутворювального процесу.
Стадія сформованої (зрілої) грунту, на якій переважають циклічні зворотні процеси. На даній стадії властивості грунту і рівні біопродуктивності відповідних біогеоценозів відносно стабільні внаслідок близькості грунту до рівноваги з факторами середовища.
Початок ґрунтоутворення (первинний ґрунтоутворювального процес) співпадає з початком функціонування піонерних наземних екосистем (біогеоценозів) в умовах одночасного і взаємопов'язаного дії п'яти факторів ґрунтоутворення. Це може статися, наприклад, в результаті регресії моря і виходу донних відкладень на денну поверхню, звільнення суші під час відступу льодовиків, при заселенні організмами гірської породи, що опинилася на денній поверхні в результаті антропогенної діяльності (відвали кар'єрів, терикони і т. д.).
Вже на початковій стадії функціонування екосистем у них складається біологічний кругообіг з характерними для нього повторюваними процесами продукування біомаси, її відмирання з частковим надходженням органічних залишків у поверхневий шар материнської породи, розкладом органічних залишків, виборчим біологічним поглинанням елементів мінерального живлення з вихідного субстрату та іншими процесами, що протікають за участю автотрофні і гетеротрофних організмів, що становлять біоценоз.
Однак на даній стадії ґрунтоутворення характерною рисою біологічного кругообігу є його незначний обсяг, викликаний низькою біологічною продуктивністю піонерних наземних екосистем, заселених переважно, різними видами нижчих рослин (гриби, бактерії, водорості, лишайники).
Поряд з процесами, що відбуваються в рамках біологічного кругообігу, на початкових стадіях ґрунтоутворення мають місце і процеси небіологічних природи. Це фізичні, фізико-хімічні, хімічні, що здійснюються переважно на атом але іонному, молекулярному і колоїдному рівнях, наприклад процеси розчинення - осадження, випаровування - конденсації, сорбції, дифузії, комплексоутворення і т.д. Такого типу процеси можуть протікати не тільки в ґрунтах, а й у будь-яких інших природних середовищах. Їх не можна віднести до специфічних ґрунтових, бо кожен з них, взятий окремо, за рідкісним винятком, не формує специфічних ґрунтових ознак, хоча у всіх ґрунтах і на всіх стадіях ґрунтоутворення вони представлені дуже широко. Цю групу процесів, в результаті яких здійснюються елементарні акти перетворення та переносу речовини, будемо називати мікропроцеси (термін А. А. Роде) або елементарними ґрунтовими процесами першого порядку (термін І. П. Герасимова).
На початковій стадії ґрунтоутворення ці процеси можуть, ймовірно, протікати в якійсь мірі незалежно один від одного. Вони ще не пов'язані в єдину систему процесів, що становлять біогеохімічний кругообіг.
Виникають питання, що ж найбільш характерно для початкової стадії ґрунтоутворення і які критерії її завершення? На це відповісти складно, оскільки не існує експериментально отриманих характеристичних кривих, що описують кінетику формування ґрунтових ознак або розвитку специфічних ґрунтових процесів. Тому поки що доцільно прийняти, що характерною рисою початкової стадії ґрунтоутворення є наявність специфічних для ґрунтів процесів трансформації та переносу речовини, що йдуть в рамках біологічного кругообігу, за відсутності виражених характерних ознак твердої фази субстрату, що дозволяють віднести його до грунту. Це як би доґрунтова підготовча стадія. На заключному етапі даній стадії здійснюється поступова узгодженість і взаємозв'язок між процесами, що входять в біологічний кругообіг, і абіотичних елементарними мікропроцеси. У системі починає складатися характерний для ґрунтів біогеохімічний кругообіг речовини. Ґрунтові мікропроцеси, досягнувши певного рівня узгодженості та організації в просторі і в часі, утворюють якісно нову групу процесів, що формують специфічні ґрунтові ознаки, з появою яких розвиток грунту переходить в наступну стадію.
Стадія розвитку грунту. Основна причина переходу до даної стадії полягає, мабуть, у значному зростанні біопродуктивності наземних екосистем і обсягу біологічного кругообігу внаслідок значного розширення масштабів діяльності вищих рослин. У результаті біологічного поглинання і трансформації речовин в організмах елемент повертається в грунт у складі якісно інших з'єднань, яких ніколи не було у вихідній породі і які за своїми властивостями, перш за все розчинності, стають значно більш доступними для наступних поколінь живих організмів грунту і рослин, що створює основу для розширення обсягу біологічного кругообігу на даній стадії. При цьому зворотного процесу формування вихідних форм сполук у більшості випадків не відбувається.
На даній стадії грунтоутворення формується певний фонд лабільних речовин, званий резервним фондом, у якому вміст доступних для організмів елементів у кілька разів перевищує можливе одноразова зміст цих елементів у біоті, відповідно зване обмінним фондом. Для різних біогеоценозів і грунтів характерні свої співвідношення між фондами.
Підсумок біологічної трансформації фосфатів гірських порід - формування фонду мінеральних та мінерально-органічних сполук грунтових фосфатів, відносно більш доступних для рослин, ніж вихідні форми.
В результаті трансформації грунтових мінералів і залучення в біологічний кругообіг катіонів різних металів, а також азоту в грунтах формується склад обмін-но-сорбованих катіонів, що включає калій, кальцій, амоній, магній, марганець та інші необхідні для рослин макро-і мікроелементи.
Сукупність що відбуваються на даній стадії процесів призводить не лише до зміни речовинного складу грунтів, а й до істотного перетворення фізичного стану, складання твердої фази. У результаті діяльності кореневих систем рослин, грунтової фауни, мікроорганізмів в поєднанні з властивостями новоутворених сполук у грунті виникає певна агрегування твердої фази, з'являються специфічні новоутворення та ін
Для зрілої грунту (3-я стадія) в природному біогеоценоз характерний біологічний кругообіг, кожний цикл якого приблизно повторює попередній, при цьому в кругообіг залучаються з'єднання і елементи, що пройшли раніше через цикли біологічного кругообігу. На даній стадії залучення нових елементів з мінералів повообразующей породи в кругообіг якщо і відбувається, то в обмежених масштабах.
Внаслідок зазначених особливостей функціонування склад грунту, її основні властивості можуть бути відносно стабільні в часі. При цьому інтенсивність окремих трансформаційних процесів може бути набагато більш напруженою, ніж на початкових стадіях формування і становлення грунту.
Н
еобхідно також відзначити, що повної оборотності, замкнутості біологічних циклів не існує. Якась частина елемента з тих чи інших каналах може виходити (просторово або за рахунок трансформації) з кругообігу. Наприклад, зі спаду та лісової підстилки якась частина елементів необоротно вимивається за межі ценозу водами поверхневого стоку. Проте ці втрати компенсуються залученням в біологічний кругообіг дефіцитних елементів з мінералів, втрати азоту - біологічної фіксацією елементу.
На стадії рівноважного функціонування ґрунтів реалізуються всі групи процесів (мікро-, мезо-та макропроцеси, біологічні і абіотичні і т. д.). Як і на попередній стадії, вони узгоджені в просторі і в часі і складають в сукупності біогеохімічні кругообіг. На даній стадії біогеохімічний кругообіг сприяє відтворенню властивостей природних екосистем та їх найважливіших складових - ґрунтів. Це відтворення забезпечує відносну стабільність ґрунтів на стадії зрілого рівноважного функціонування.
В умовах сільськогосподарського використання ґрунтів ця рівновага зміщується, що призводить до їх зміни. Грамотне використання ґрунтового покриву з урахуванням законів ґрунтоутворення і їх прояви в конкретних умовах, проведення спеціальних заходів ґрунтозахисних приводить в умовах культурного сільськогосподарського виробництва до розширеного відтворення родючості ґрунтів.
Загальна схема стадій ґрунтоутворення.
1. Початкова стадія ґрунтоутворювального процесу (I) (первинний ґрунтоутворювального процес):
ПОЧАТОК ПОЯВА ТЕРИТОРИЇ БЕЗ ҐРУНТУ
ОЗНАКИ
1) відсутність чітко виражених ґрунтових ознак у твердій фазі;
2) наявність мікропроцеси за відсутності мезо-та макропроцесів;
3) незначні масштаби біологічного кругообігу (типу арктичних або тропічних пустель);
4) наявність масштабних позаґрунтових абіотичних процесів;
5) слабкий зв'язок процесів, що йдуть в рамках біологічного кругообігу, з абіотичних процесами і в зв'язку з цим слабка вираженість біогеохімічного кругообігу.
ЗАВЕРШЕННЯ УТВОРЕННЯ ГУМУСОВОГО ГОРИЗОНТУ
2. Стадія формування грунту (Па) у фазі прискореного розвитку, що характеризується увігнутим ділянкою кривої:
ПОЧАТОК УТВОРЕННЯ ГУМУСОВОГО ГОРИЗОНТУ
ОЗНАКИ
1) прогресивно розширюються масштаби біологічного кругообігу, так як кожен попередній біологічний цикл покращує умови для наступних поколінь біоти, створює передумови Щоб видового ускладнення біогеоценозу;
2) формування грунтових мезопро-процесів і головних грунтових ознак;
3) формування специфічної грунтової диференціації, організації та впорядкування властивостей, ознак та процесів на агрегатному, горизонтном і профільному рівнях;
4) формування біогеохімічних колообігів.
ЗАВЕРШЕННЯ УТВОРЕННЯ ГРУНТОВОГО ПРЕД-ПРОФІЛЮ
3. Стадія формування грунту (Пб) у фазі уповільненого розвитку, що характеризується опуклим ділянкою кривої:
початок ЗАВЕРШЕННЯ УТВОРЕННЯ ГРУНТОВОГО ПРЕД-ПРОФІЛЮ
ОЗНАКИ
1) знижується інтенсивність розширення масштабів біологічного кругообігу;
2) розвиваються профілеобразующіе макропроцеси при подальшому перебігу мікро-і макропроцесів.
4. Стадія рівноважного функціонування (III):
1) усі головні процеси протікають в рамках відносно стабільних біогеохімічних кругообігів;
2) відносна стабілізація головних ознак грунтів, за винятком ознак, схильних до сезонних змін.
Питання 3. Вивітрювання та ґрунтоутворення
Ґрунт формується на продуктах вивітрювання гірських порід, які є важливим фактором ґрунтоутворення. Для розуміння ґрунтоутворення необхідні чіткі уявлення про склад ґрунтотворних порід і мінералів, які їх складають, а також про процеси перетворення гірських порід і мінералів на поверхні літосфери. Мінеральна частина зазвичай складає до 90-97% маси грунту. Мінералогічний склад грунту зв'язаний з мінералогічним складом гірських порід, на яких відбувається ґрунтоутворення. Він успадковується від породи і лише частково трансформується в процесі педогенезу.
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 167 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |