Состав почв. Почвы субарктической зоны

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. А. КУЛЕШОВА»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по предмету: «Почвоведение»

на тему: «Состав почв. Почвы субарктической зоны»

Студентки ОЗО 2 курса

Группы «1 А»

Факультет естествознания

Груденковой Марины Николаевны

г. Могилёв, 2012

Содержание

1. Почва как открытая динамическая система

2. Почвы тундровой (субарктической) зоны

Список литературы

Приложение

1. Почва как открытая динамическая система

Поверхностный слой земли, на котором можно выращивать растения, привлекал внимание людей с незапамятных времен. В результате многовекового практического опыта и научных агрономических исследований накопился обширный материал по характеристике поверхностного слоя земли. В середине 30-х годов прошлого века эта отрасль земледелия получила название почвоведения. Под почвой подразумевали верхний слой земли, содержащий основную массу корней растительности.

В процессе развития геологических исследований было обнаружено, что верхняя часть горных пород, находящихся на поверхности, в большей или меньшей степени изменена. На месте массивных горных пород образуется толща рыхлого элювия - кора выветривания. Этот элювий и продукты его переотложения геологи стали также называть почвой. Сложилось агрономическое и геологическое представление о почве, которые различались между собой. Мощность почвы согласно агрономическому представлению не превышала полуметра, а по геологическому - могла достигать нескольких сотен метров. Почва является на столько сложным образованием, что на первых стадиях ее изучения исследователи невольно обращали внимание на какое ни будь одно ее качество. Это и привело к неодинаковым представлениям о почве. Почва находится на самой поверхности литосферы. Ее нельзя отнести ни к минералам, ни к животным или растительным организмам. Почва является самостоятельным природным телом, состоит из многих составных частей и может существовать только в процессе взаимодействия агентов - почвообразователей - факторов почвообразования.

Основоположник современного научного почвоведения В. В. Докучаев сформулировал «понятие о почве как вполне самостоятельном естественно - историческом теле, которое является продуктом совокупной деятельности а) грунта, b) климата, с) растительных и животных организмов, d) возраста страны, а отчасти и е) рельефа местности». Таким образом, В. В. Докучаев открыл почву как особое природное образование. Позже к пяти факторам почвообразования были добавлены воды (почвенные и грунтовые) и хозяйственная деятельность человека. С учетом этих добавлений докучаевское определение почвы можно выразить в виде формулы, показывающей функциональную зависимость почвы от почвообразующих факторов во времени:

литосфера почва выветривание тундровая зона

П = f(П.П., Р.О., Ж.О., Э.К., Р., В., Д.Ч.)•t,

где П - почва,

П.П.- почвообразующие породы,

Р.О. - растительные организмы,

Р. - рельеф,

В. - воды,

Д.Ч. - деятельность человека,

t - время.

Особенности отдельных факторов почвообразования:

Почвообразующие породы представляют собой субстрат, на котором происходит формирование почвы. Эти породы являются как бы фундаментом и каркасом сложного природного сооружения - почвы. Однако почвообразующая порода не есть скелет почвы, инертный к развивающимся в ней процессам. Она состоит из разнообразных минеральных компонентов, различным образом участвующих в процессе почвообразования. Среди них имеются частицы, практически инертные к химическим процессам, но играющие важную роль в образовании физических свойств почвы. Другие составные части почвообразующих пород легко разрушаются и обогащают почву определенными химическими элементами, таким образом, состав и строение почвообразующих пород оказывает чрезвычайно сильное влияние на процесс почвообразования.

Несмотря на большую важность почвообразующих пород, ведущую роль в почвообразовании играет биологическая деятельность. Без жизни не было бы почвы. Почвообразование на Земле началось только после появления жизни. Любая горная порода, как бы глубоко разложена и выветрена она ни была, еще не будет почвой. Только длительное взаимодействие материнских пород с растительными и животными организмами в определенных климатических условиях создает специфические качества, отличающие почву от горных пород. Растения в процессе своей жизнедеятельности синтезируют органическое вещество и определенным образом распределяют его в почве в виде корневой массы, а после отмирания надземной части - в виде растительного опада. Составные части опада после минерализации поступают в почву, способствуя накоплению перегноя и приобретению характерной темной окраски верхнего горизонта почвы. Кроме того, растения аккумулируют отдельные химические элементы, в небольшом количестве содержащиеся в почвообразующих породах, но необходимые для нормальной жизнедеятельности растений. После отмирания растений и разложения их остатков эти химические элементы остаются в почве, постепенно ее обогащая.

Для процесса формирования почв не менее важное значение имеют микроорганизмы. Благодаря их деятельности происходит разложение органических остатков и синтез содержащихся в них элементов в соединения, поглощаемые растениями. Высшие растения и микроорганизмы образуют определенные комплексы, под воздействием которых формируются различные типы почв. Каждой растительной формации соответствует определенный тип почв. Например, под растительной формацией хвойных лесов никогда не сформируется чернозем, который образуется под воздействием лугово - степной травянистой формации.

Важное значение для почвообразования имеют животные организмы, которых в почве огромное количество. Почвенные землерои многократно перерывают почву, этим они способствуют ее перемешиванию, лучшей аэрации и быстрейшему развитию почвообразовательного процесса, а также обогащают органическую массу почвы продуктами своей жизнедеятельности. Ч. Дарвин считал, что почва есть результат деятельности животных, и даже рекомендовал ее именовать животным слоем.

Важное значение климатических условий для почвообразования давно обратило на себя внимание. С климатом связано обеспечение почвы энергией (теплом) и в значительной мере водой. От годового количества поступающего тепла и влаги, особенностей их суточного и сезонного распределения зависит развитие почвообразовательного процесса. Наличие морозного периода обусловливает промерзание почвы, прекращение биологических и резкую подавленность физико-химических процессов. Аналогичный результат получается в засушливых районах в период отсутствия осадков. Ветер влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частицы почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, воздействуя на биологические процессы (распределение высших растений, интенсивность микробиологической деятельности). Климатические условия земного шара изменяются от экватора к полюсам, а в горных странах - от подножия к вершине. В этом же направлении изменение испытывает состав растительности и животных. Взаимосвязанные изменения столь важных факторов почвообразования влияют на распространение основных типов почв. Влияние элементов климата, так же как и всех других факторов почвообразования, проявляется лишь во взаимодействии с другими факторами.

Определенное влияние на почвообразование оказывают почвенно-грунтовые воды. Вода является средой, в которой протекают многочисленные химические и биологические процессы в почве. Для большей части почв основным источником воды служат атмосферные осадки. Где грунтовые воды расположены не глубоко, они оказывают сильное воздействие на почвообразование. Под их влиянием меняется водный и воздушный режимы почвы. Грунтовые воды обогащают почвы химическими соединениями, которые в них содержатся, в отдельных случаях вызывают засоление. В переувлажненных почвах содержится недостаточное количество кислорода, что обусловливает подавление деятельности некоторых групп микроорганизмов. В результате воздействия грунтовых вод формируются особые почвы.

Влияние рельефа сказывается на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши. Значительное изменение высоты местности влечет за собой существенное изменение температурных условий. С этим связано явление вертикальной зональности в горах. Сравнительно незначительное изменение высоты сказывается на перераспределении атмосферных осадков. Большое значение для перераспределения солнечной энергии имеет экспозиция склона. Очень часто степень воздействия на почву грунтовых вод определяется особенностями рельефа.

Совершенно особый фактор почвообразования - время. Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время. Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени.

От всех остальных факторов резко отличается влияние на почву человека, точнее, человеческого общества. Если влияние природных факторов на почву проявляется стихийно, то человек в процессе своей хозяйственной деятельности действует на почву направленно, изменяет ее в соответствии со своими потребностями. С развитием науки и техники, с развитием общественных отношений использование почвы и ее преобразование усиливаются.

На протяжении последних десятилетий было установлено, что взаимодействие факторов почвообразования приводит в движение огромные массы веществ. В результате взаимодействия горных пород и живых организмов происходит закономерное распределение химических элементов, своеобразный обмен веществ. То же самое имеет место в системах живые организмы - атмосфера, горные породы - выпавшая атмосферная вода и т.п. В почве эти процессы миграции протекают особенно напряженно, так как в них участвуют одновременно все факторы почвообразования. Первоначально полагали, что движение химических элементов осуществляется в виде более или менее замкнутых кругооборотов. В дальнейшем выяснилось, что движение вещества в почве многообразно, но основное значение имеют незамкнутые циклы миграции. Процессы миграции, протекающие при почвообразовании, в свою очередь, входят в общепланетарные циклы, охватывающие всю биосферу. Следовательно, можно заключить, что почва - это особое природное образование, где процессы цикличной миграции химических элементов на поверхности суши, обмена веществ между компонентами ландшафта достигают наивысшего напряжения. Одновременно с энергичным перераспределением вещества в почве активно трансформируется и аккумулирует солнечная энергия.

2. Почвы тундровой (субарктической) зоны

На островах и материковой части субарктической зоны Северного полушария располагаются своеобразные безлесные ландшафты. Площадь, занятая ими, составляет более 2.5% всей суши земного шара. Тундровые почвы на территории Евразии занимают широкую полосу на севере континента. Большая часть тундровой зоны находится за Северным полярным кругом, однако на северо-востоке континента тундровые и лесотундровые ландшафты распространяются значительно южнее, следуя побережью Берингова моря. Это объясняется тем, что высокая относительная влажность воздуха в сочетании с низкими температурами неблагоприятно сказывается на лесной растительности.

Тундровые ландшафты занимают значительную территорию в Западном полушарии. Включая горно-тундровые ландшафты, тундровая зона занимает почти всю Аляску и обширную площадь северной Канады. Тундровые почвы распространены также на южном побережье Гренландии, в Исландии, на некоторых островах Баренцева моря. Тундровые ландшафты - молодое образование. Геологические данные свидетельствуют, что в районах, находящихся за полярным кругом, еще 1,5 млн. лет назад были распространены хвойно-широколиственные леса. Формирование тундровой зоны связано с общим похолоданием и ледниковыми эпохами на протяжении плейстоцена.

Карельское слово «тундра» означает безлесное место. Тундровые ландшафты широко распространены на Кольском полуострове и полуострове Канин, в бассейне южной Печоры и Воркуты, на полуострове Ямал, Гыдан, Таймыр и далее к северу от Среднесибирского плоскогорья, на восточно-сибирском побережье морей Северного Ледовитого океана, на Чукотском полуострове, Камчатке и северной части восточного побережья Охотского моря.

Климатические условия тундр характеризуются отрицательной среднегодовой температурой от -2 в европейской до -12 в азиатской части России. Средняя температура июля не поднимается выше +10, а средняя температура января опускается до -30- -4 в Индигирско-Колымской тундре. Безморозный период около трех месяцев. Количество осадков на востоке около 150-250 мм в год, в европейской части России больше: 450 мм - в тундрах Кольского полуострова, 360 мм - в районе Воркуты. Летом относительная влажность воздуха 80-90% и непрерывное солнечное освещение.

В составе тундровой растительности преобладают кустарники, кустарнички, травянистые растения, мхи и лишайники. Древесные формы отсутствуют. Это связано с переувлажнением почвы летом и развитием анаэробных микробиологических процессов, сильными ветрами, иссушающими молодые побеги на протяжении холодного периода, низкой температуры и т.д. Почвенная микрофлора разнообразна (бактерии, грибы, актиномицеты). В тундровых почвах бактерий больше чем в арктических. Переувлажненность тундровых почв в безморозный период и обусловленный этим недостаток кислорода способствуют развитию значительного количества анаэробных бактерий.

По характеру растительности тундровую зону делят на подзоны: лишайниково - моховых и кустарничковых тундр, а также лесотундры. Наиболее типична для тундры лишайниково-моховая растительность, где глинистые пространства покрыты мхами и травами, каменистые - лишайниками. Южнее на ряду с мхами и лишайниками появляются кустарники (ерник), а еще южнее, в пределах лесотундры, встречаются изолированные лесные массивы. Несмотря на сильную увлажненность почв, в тундре не образуется крупных скоплений торфа. Значительные массивы торфяных болот появляются в лесотундре. Среди почвообразующих пород в тундрах преобладают разные типы ледниковых отложений. К западу от Урала ледниковые отложения содержат значительное количество грубообломочного материала горных пород областей сноса - Балтийского щита, с одной стороны, и Новой Земли и Полярного Урала - с другой. К востоку от Урала, в северной части Западно-Сибирской низменности, почвообразующими являются породы комплекса ледниковых отложений с морскими и озерными осадками, которые содержат значительно меньше валунного материала, чем морены Европы. Источником сноса для формирования минерального состава ледниковых отложений Зауралья служили Северный Урал и Таймырско-Норильский район.

В восточной части Северо-Сибирской и на площади Яно-Индигирско-Колымской низменности среди четвертичных отложений преобладают озерно-аллювиальные. Эти отложения имеют мощность в несколько сотен метров. В местах близкого расположения плотных метаморфических и изверженных пород распространены каменистые и дресвяные россыпи. На растительности тундровых ландшафтов, почвообразования и разных геологических процессах сказывается влияние многолетней мерзлоты. Многолетней мерзлотой называют горизонты литосферы, сохраняющие на протяжении длительного времени отрицательную температуру. Многолетняя мерзлота местами выходит далеко за пределы тундровой зоны, распространяясь на огромной территории. В западных районах тундровой зоны многолетняя мерзлота встречается в виде отдельных островов. Сплошное распространение она приобретает к востоку от Мезени. По поводу генезиса «вечной» мерзлоты высказан ряд гипотез, однако общепринятого мнения нет, и большинство исследователей склоняется к тому, что это не современное, а древнее явление, сохранившееся от ледникового периода. Глубина ежегодного оттаивания многолетней мерзлоты определяется преимущественно составом пород и почв. По данным М.И. Сумгина, песчаные почвы и грунт оттаивают примерно на 1.2 - 1.6 м, глинистые - на 0.7 - 1.2, торфяно - болотные - на 0.2 - 0.4 м. Расположение плотного примерзшего грунта так близко от поверхности обусловливает сильное увлажнение почвенно - грунтовой массы и вследствие этого региональное заболачивание территории, несмотря на малое количество атмосферных осадков. Близость мерзлых грунтов сильно охлаждает почвенную толщу, что задерживает развитие почвообразовательного процесса. Низкая температура и пересыщенность водой тундровых почв отрицательно сказывается на биогеохимических процессах. Специфические условия климата, усиливающиеся многолетней мерзлотой, обусловливают появление особых форм микрорельефа. Среди них в первую очередь следует упомянуть полигональные формы и бугры. В тундровой зоне полигоны имеют тот же характер, что и в арктической, но менее выражены. Бугры, с которыми связана пятнистость и медальонная структура тундры, представляют собой выпуклые участки грунта, ограниченные понижениями. К понижениям приурочена растительность. Образование бугров объясняют подтоком воды к наиболее промерзающим участкам. В отдельных случаях возникают крупные бугры с ледяным ядром (гидролакколиты). В тундрах северо-востока страны распространено явление термокарста. Таяние прослоев и жил льда, заключенных в толще четвертичных отложений, вызывает образование депрессий различного размера - от мелких до крупных впадин, частозанятых озерами.

Характеристика почв:

Кислые бурые тундровые почвы формируются в условиях хорошего промывания профиля и достаточного доступа кислорода, поэтому в этих почвах отсутствуют признаки анаэробности и застоя почвенных вод. Распространение кислых бурых почв в значительной мере определяется особенностями почвообразующих пород и рельефа, благодаря которым обеспечивается хороший дренаж почвенной толщи. Для этих почв характерно накопление слабо разложенных растительных остатков, в силу чего в верхней части профиля располагается хорошо выраженный торфянистый горизонт А_т. Нижняя часть профиля слабо дифференцирована на генетические горизонты и обычно имеет мощность не более 40 - 50 см. Ниже горизонта А_т располагается маломощный гумусовый горизонт коричнево-бурого цвета, постепенно переходящий в горизонт В, морфологически очень слабо отличающийся от почвообразующей породы. Образованию дифференцированного профиля препятствуют процессы периодического замерзания и оттаивания почвенно-грунтовой массы и ее многократное перемешивание при этом. В качестве примера приведем описание бурой тундровой почвы на горном плато Мончетундры (Кольский полуостров). Почвообразующей породой служат маломощные покровные отложения, залегающие на метаморфических породах основного состава (метагаббро). Растительность представлена мхами, карликовой березой, ягодниковыми кустарничками, лишайниками, злаками, камнеломками и др., цветковыми растениями. Поверхность разбита на полигоны морозобойными трещинами.

Горизонт А_т - состоит из ковра живых мхов сверху и коричнево-бурых, слабо разложившихся растительных остатков, пронизанных стеблями мхов и корнями цветковых. Мощность от 6 до 11 см.

Горизонт А₁ - грубопесчаный бурый с ясным коричневым оттенком, с растительными остатками. Мощность 1.5 - 2 см.

Горизонт В/С - песчано-дресвяный, бурый, с редкими корнями, во влажном состоянии с трудом отличается от почвообразующей породы. На нижней поверхности неокатанных обломков встречаются коричневые гумусовые пленки.

Горизонт С - дресвяный, пересыпанный бурым мелкоземом, количество обломков крупных пород увеличивается книзу. Мощность варьирует от 5 до 40 - 60 см.

Торфянистый горизонт состоит преимущественно из органического вещества. Содержание гумуса в горизонте А₁ (вне торфяного горизонта) небольшое, обычно не более 1 - 3%. В составе гумуса резко преобладают легкорастворимые фульватные соединения. В силу этого бурые тундровые почвы характеризуются отчетливой кислой реакцией: pH водной вытяжки из верхних горизонтов этих почв равна около 5. Вниз по профилю значение pH может несколько увеличиваться до 5.5 - 6.0

Результаты химических анализов свидетельствуют о перераспределении вещества по профилю кислых бурых тундровых почв. Содержание поглощенных катионов в целом небольшое, самое высокое в торфянистом горизонте. Это объясняется биогенной аккумуляцией катионов и их освобождением при разрушении отмершего вещества. Легкоподвижные гумусовые соединения вымываются из горизонта А. При этом они образуют соединения с железом, алюминием и некоторыми рассеянными химическими элементами, которые выносятся из горизонта А и накапливаются в горизонте В. Визуально результаты вмывания незаметны.

Тундрово-глеевые почвы в отличие от кислых бурых формируются в условиях затрудненного дренажа почвенно-грунтовых вод и дефицита кислорода. Формирование этих почв происходит на плохо дренированных низменностях, слабо расчлененных водоразделах, на фоне длительного застаивания вод, часто над поверхностью многолетнемерзлых толщ. Эти почвы широко распространены на низменных равнинах в подзонах мохово-лишайниковой и кустарничковой тундр. Для профиля этих почв характерно наличие глеевого горизонта, который образуется в результате восстановительных процессов в условиях водонасыщения почвенной толщи. Благодаря присутствию Fe (II) глеевый горизонт приобретает специфический голубовато-серый (сизый) цвет. Этот горизонт располагается сразу под гумусовым и продолжается до верхней поверхности многолетней мерзлоты. Иногда между гумусовым горизонтом и оглеенной частью почвенного профиля обособляется маломощный пятнистый горизонт с чередованием серых и ржавых пятен. Содержание гумуса в горизонте А тундрово-глеевых почв около 1 - 3%, реакция близка к нейтральной. Примером может служить описание разреза тундрово-глеевой почвы низменной равнины нижнего течения р. Печоры (Большеземельской тундры). Почвообразующая порода - тонко-песчано-суглинистые иллювиальные отложения. Растительность моховая со стелющимися побегами карликовой березы, злаками, осоками. Местами присутствуют мохово-торфяные кочки.

Горизонт А_т - моховой покров, переходящий внизу в темно-коричневый торф, влажный, с обильными корнями. Мощность 6 - 10 см.

Горизонт В - глеевый горизонт, серо-сизого цвета, бесструктурный, вязкий, встречаются жилы льда. В верхней части иногда имеются ржавые пятна. Мощность на глубину оттаивания (50-60 см), ниже - многолетняя мерзлота.

В южной подзоне тундры, отличающейся сравнительно более мягкими климатическими условиями, формируется хорошо выраженный торфяной горизонт. В этом случае выделяют торфяно-глеевые тундровые почвы.

В условиях глубокого расположения многолетней мерзлоты тундрово-глеевые почвы более выщелочены и обладают кислой реакцией.

В отрицательных элементах рельефа южной подзоны тундры образуются тундрово-болотные почвы. Формирование их совершается под влиянием вод, стекающих с участков распространения тундрово-глеевых почв. В более континентальных условиях на склонах могут формироваться тундровые солончаки.

Дерновые кислые почвы образуются в тундровой зоне под травянистой растительностью в условиях хорошей дренированности. Они отличаются сравнительно высоким содержанием элементов питания (за счет богатых кальцием материнских пород или в результате расположения на поймах рек), имеют хорошо выраженный дерновый и гумусовый горизонты, обладают высоким содержанием гумуса (5-10%) и слабокислой, почти нейтральной реакцией.

В южной части тундры встречаются полигональные торфяники, в которых мощность скоплений торфа необычайно велика для современных условий тундры - до 4-5 м. В торфяниках погребены остатки стволов и пней деревьев. Нижняя часть торфяников находится в постоянном мерзлом состоянии, а поверхность обычно разбита морозобойными трещинами и вспучена. Эти торфяники рассматриваются как реликтовые образования, возникшие в середине голоцена в менее суровых условиях, когда на месте современной тундры были распространены ландшафты тайги и лесотундры.

Основные сельскохозяйственные культуры тундры - картофель, капуста, лук; в теплицах выращивают многие другие культуры. Тундровые почвы нуждаются в удобрениях, как органических, так и минеральных. Важное значение имеют бактериальные удобрения.

Список литературы

1. В.В. Добровольский» География почв с основами почвоведения» Москва 2001г.

2. Глазовская М.А. »Общее почвоведение и география почв». Высшая школа 1981г.- 400с.

3. Кауричев И.С., Гречин И. П. и др. «Почвоведение». Колос 1969г - 543с.

Приложение

Размещено на Allbest.ru