Географические закономерности распространения почв
Понятие литогенной дифференциации почвенного покрова, его биоклиматическая зональность и структура. Топогенно-геохимическая сопряженность почв. Историко-хронологическое разнообразие почвенного покрова. Характеристика элементарного почвенного ареала.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.04.2024 |
| Размер файла | 53,2 K |
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/
Лекция
Тема:
Географические закономерности распространения почв
1. Литогенная дифференциация почвенного покрова
По отношению к процессам литогенеза выделяются две главные группы почвообразования: постлитогенное и синлитогенное.
Постлитогенное почвообразование начинается на ранее образовавшейся породе и заметным образом не нарушается поступлением на поверхность почвы нового твердого материала.
Синлитогенное почвообразование идет при периодическом поступлении твердого материала на поверхность почвы эоловым, водным и другими путями. В этом случае почвообразование и породообразование идут одновременно.
Рассмотрим случаи литогенной дифференциации почв при постлитогенном почвообразовании. Почвообразующие породы, особенно на первых стадиях постлитогенного почвообразования, представляют весьма мозаичную основу, на которой отпечатывается воздействие биоклиматического фактора. В соответствии с литологической неоднородностью формируется и неоднородный почвенный покров.
Литогенная трансформация биоклиматического влияния на почвы обусловлена особенностями гранулометрического и химического состава почвообразующих пород.
Различия в гранулометрическом составе почвообразующих пород проявляются, как правило, в гранулометрическом составе почв. В свою очередь с гранулометрическим составом почв связан ряд важнейших почвенных водно-физических свойств: водопроницаемость, водоподъемная способность и влагоемкость. Эти свойства закономерно влияют на тепловые свойства почв.
Увеличение (или уменьшение) степени водопроницаемости пород ослабляет воздействие увеличивающегося (или уменьшающегося) количества осадков. Породы и почвы тяжелого гранулометрического состава с очень слабой водопроницаемостью (а также постоянно мерзлые почвы) могут вызвать даже в условиях малого количества осадков застой влаги в почвах и явления оглеения, т.е. процессы, свойственные почвам с близким горизонтом почвенно-грунтовых вод или почвам, развивающимся в условиях очень влажного климата.
Существенное изменение в направлении почвообразования и в почвенном покрове вызывает появление песчаных массивов на фоне почвообразующих пород более тяжелого гранулометрического состава (суглинков, глин), особенно если пески бедны основаниями и имеют преимущественно кварцевый минералогический состав. Во влажных тропических лесах среди ферраллитных суглинистых почв на песках развиваются тропические подзолы; в степной зоне среди суглинистых черноземов и каштановых почв - серопески и серопесчаные дерновые почвы; в зоне полупустынь и пустынь среди бурых пустынно-степных и серо-бурых почв суглинистого состава располагаются обширные массивы пустынных песчаных почв.
Резкая дифференциация почвенного покрова даже в сходных климатических условиях может быть связана и с различиями в химическом составе почвообразующих пород. Почвообразующие породы по химическому составу можно разделить на группы:
1) кремнеземистые, очень бедные основаниями;
2) ферраллитные, очень бедные основаниями и кремнеземом, обогащенные железом и алюминием;
3) сиаллитные, бедные основаниями;
4) сиаллитные, богатые основаниями;
5) сиаллитно-карбонатные, богатые основаниями и содержащие карбонаты кальция;
6) карбонатные, состоящие преимущественно из карбонатов кальция;
7) соленосные, обогащенные сульфатами и хлоридами;
8) углеродистые.
В зависимости от того, какие из этих пород оказываются почвообразующими, биоклиматическое воздействие на почвы преломляется в том или ином направлении.
Самостоятельную группу почв, связанную с особенностями почвообразующих пород, образуют синлитогенные почвы.
К синлитогенным принадлежат аллювиальные почвы речных пойм. Почвообразование и накопление аллювия здесь идут одновременно. В зависимости от расстояния от русла реки изменяются гранулометрический состав и мощность прослоев аллювия: в прирусловой пойме формируются аллювиальные дерновые слоистые почвы легкого гранулометрического состава; в центральной и особенно притеррасной части поймы откладывается суглинистый или иловато-суглинистый тонкослоистый аллювий, синхронно отложению которого идет формирование аллювиальных дерновых почв.
Другим ярким примером синлитогенного почвообразования являются пеплово-вулканические почвы, образующиеся в областях современного вулканизма и широко распространенные в Притихоокеанском вулканическом поясе Северной и Южной Америки, в полуостровной и островной частях Восточной Азии, в Малайзии и Океании.
К синлитогенным могут быть также отнесены почвы склонов, на которых активно протекают процессы делювиального или солифлюкционного перемещения почвенных масс и рыхлых отложений и происходит периодическое погребение почв аккумулятивных частей склонов. Процессы перемещения твердого материала взывают литогенную дифференциацию склоновых почв. Особенно ярко они проявляются в местах распространения вечной мерзлоты.
Для понимания особенностей почвенного покрова, связанных с неоднородностью литогенной основы, необходимо иметь в виду закономерности распространения почвообразующих пород, которые обусловлены геологическим строением земной коры. Исключительно геологическим фактором обусловливается распределение изверженных и плотных осадочных пород. География рыхлых осадочных пород и кор выветривания связана, кроме того, с экзогенными факторами (климатом, рельефом и др.).
Ядра материков Земли представляют собой древние кристаллические щиты и платформы: Канадский, Фенноскандинавский, Сибирский, Гвианский и Бразильский щиты, Африканская и Западно-Австралийская платформы сложены изверженными породами преимущественно кислого состава. Этим определяется широкое распространение на равнинах земного шара почвообразующих пород преимущественно кислого состава. В экваториальных и тропических областях с платформами связаны древние ферраллитные коры выветривания кислых пород - гранитов, гранито-гнейсов, обогащенных остаточным кварцем, часто сильно латеризированных (сцементированных оксидами железа). На обширных пространствах равнин и плоскогорий Южной Америки, Африки, Австралии низкое плодородие почв саванн и влажных тропических лесов существенно определится господством кислых пород и продуктов их выветривания.
В тропических областях распространения кварц-ферраллитных древних кор выветривания кислых пород происходит образование плювиальных равнин из песков кварцевого состава, с которыми связно распространение наиболее бесплодных песчаных почв.
Широкое распространение кислых изверженных пород в пределах Канадского и Фенноскандинавского щитов, представлявших в четвертичный период области ледниковой денудации, определило состав ледниковых и флювигляциальных отложений не только в пределах щитов, но и в области ледниковых аккумулятивных равнин, лежащих южнее, вне щитов. С кислыми породами в этих районах в значительной степени связано формирование подзолистых почв и подзолов, профиль которых отличается резкой выраженностью элювиально-иллювиального процесса.
Породы основного и среднего состава, хотя и встречаются в области щитов и платформ, но имеют подчиненное значение. Исключения составляют сибирские траппы триасового возраста, располагающиеся в пределах Сибирской платформы, и траппы мелового и неогенного возраста Индийской платформы, с которыми в Сибири связано широкое распространение таежных неоподзоленных почв - подбуров, а на Индостане - черных монтмориллонитовых тропических почв - слитоземов (местное название - регуры).
Более широко породы среднего и основного состава в виде туфов и лав распространены в областях современных геосинклинальных зон, в тектонически активных краевых частях континентов, на островных дугах, в областях новейших разломов, с широко развитым четвертичным и современным вулканизмом. С основными породами связаны наиболее плодородные почвы влажных тропических и экваториальных областей - темно-красные ферраллитные.
Распределение почвообразующих пород, особенно продуктов разрушения и переотложения изверженных и плотных осадочных пород, может характеризоваться определенной систематичностью и упорядоченностью, которые наследуются почвенным покровом. Так, целые спектры рыхлых отложений, связанные с механической дифференциацией вещества, образуются на подгорных равнинах и в межгорных котловинах, на пространствах древнеаллювиальных и флювигляциальных равнин, по окраинам жарких пустынь, а также древних перигляциальных пустынь. Подобные комплексы различных по составу рыхлых наносов определяют закономерные последовательные смены почв на обширных территориях.
Аналогичные явления упорядоченности строения почвенного покрова могут быть связаны и с эндогенными литологическими факторами. Они возникают, как отмечалось выше, в областях современных действующих и недавно потухших вулканов - там, где вулканические брекчии, туфы, отложения вулканических пеплов, газовые выделения и гидротермальные источники образуют упорядоченные зоны вокруг действующих вулканов.
2. Топогенно-геохимическая сопряженность почв
В отечественном почвоведении издавна существует понятие о рядах почвообразования, связанных с расположением почв по рельефу, и как следствие - с различиями в условиях локального увлажнения и миграции веществ. Еще В.В. Докучаев и Н.А. Сибирцев (1890) выделяли почвы водораздельных равнинных поверхностей как зональные, нормально растительные наземные почвы и почвы понижений, испытывающие воздействие грунтовых вод, как почвы интразональные.
Б.А. Коссович (1906), развивая идеи В.В. Докучаева, разделил все почвы на генетически самостоятельные (почвы плакоров - ровных водораздельных поверхностей) и генетически подчиненные (почвы понижений). С.С. Неуструев (1931) первые называл «автоморфными» почвами, а вторые - «гидроморфными». И.П. Герасимов, Е.Н. Иванова и А.А. Завалишин выделили серию рядов почвообразования в зависимости от характера увлажнения. Кроме элювиального (или автоморфного) и гидроморфного рядов почв ими были выделены промежуточные: элювиально-гидроморфный ряд, объединяющий почвы, получающие дополнительное количество влаги за счет притока поверхностных делювиальных вод, и элювиально-ксероморфный ряд, включающий почвы, развивающиеся в условиях более сухих, чем это могло бы быть при данных климатических условиях, например, на хорошо обогреваемых склонах, где происходит быстрое испарение влаги.
Степень контрастности почвенного покрова, обусловленная перераспределением влаги по элементам рельефа, наиболее низка или вообще отсутствует, если почвы и почвообразующие породы имеют легкий гранулометрический состав и отличаются хорошей водопроницаемостью. На породах более тяжелого состава, или при наличии в самом профиле почв горизонтов с плохой водопроницаемостью контрастность увеличивается за счет поверхностного или внутрипочвенного стока влаги с относительно повышенных элементов рельефа. Большое значение имеет также и форма выпадения осадков - ливневые осадки, бурное снеготаяние способствуют стоку, а следовательно, увеличению контрастности почвенного покрова.
Существенным фактором дифференциации почвенного покрова, обусловливающим определенные особенности его строения, является перераспределение по элементам рельефа продуктов выветривания и почвообразования и накопление их в водах, наносах и почвах «генетически подчиненных» позиций. Эти явления подчиняются определенным географическим, а точнее ландшафтно-геохимическим закономерностям. Основоположником геохимии ландшафтов был Б.Б. Полынов, который создал целостную теорию выветривания и миграции его подвижных продуктов, изложенную в монографии «Кора выветривания» (1934).
На основе сопоставления среднего химического состава массивных пород и среднего состава минерального остатка поверхностных речных вод он установил относительную миграционную способность химических элементов и их соединений. Выяснилось, что наибольшей миграционной способностью обладает хлор, несколько меньшей - сера, далее идут кальций, натрий, магний, калий, затем кремнезем и наименее подвижны оксиды железа и алюминия.
При длительно идущем процессе выветривания и выносе веществ остающаяся толща последовательно обедняется элементами с высокой миграционной способностью и относительно обогащается менее подвижными химическими элементами. В природе наблюдаются все последовательные стадии образовании остаточной коры выветривания - обломочной, обломочной обызвесткованной, сиаллитной, аллитной (или ферраллитной).
Химические элементы и их соединения, которые выносятся из остаточной зоны выветривания (из геохимически автономных почв), перемещаются с подземными и поверхностными водами на большее или меньшее расстояние от места своего освобождения. Порядок выпадения элементов из растворов и накопления в различных почвах и рыхлых наносах обратно пропорционален порядку их подвижности, т. е. элементы с наиболее высокой миграционной способностью уносятся наиболее далеко и аккумулируются в более пониженных областях - внутри континентов, в речных дельтах или попадают в моря и океаны. Менее подвижные продукты задерживаются в значительной части по пути, причем, чем менее подвижны элементы, тем ближе зона их аккумуляции располагается к области сноса.
В результате в пределах данного водосборного бассейна формируются в соответствии с геоморфологическими условиями последовательно сменяющие одна другую зоны с различными типами геохимических аккумуляций. Они геохимически связаны с областями, где идет формирование остаточных продуктов выветривания и почвообразования того или иного типа.
Аккумуляция вещества в почвах и рыхлых наносах геохимически подчиненных ландшафтов происходит из-за наличия ландшафтно-геохимических барьеров, т.е. зон, где существенно изменяются условия миграции элементов и их соединений, что приводит к понижению их миграционной способности.
На геохимических барьерах в почвах и корах выветривания зон аккумуляций может накапливаться сиаллитный, карбонатный или хлоридно-сульфатный материал. В аридных областях, где испаряемость превышает количество осадков, широко распространены испарительные барьеры, с которыми связано образование засоленных почв. С испарительным и температурным барьерами связано образование в гидроморфных почвах горизонтов «лугового мергеля» или сцементированных известью плотных горизонтов - хардпэнов. С окислительным барьером связано накопление гидроксидов железа и формирование плотных конкреционных горизонтов в гидроморфных почвах субтропиков и тропиков и ожелезненных лугово-болотных и болотных почв в гумидных областях умеренных поясов. На резко выраженных окислительно-восстановительных барьерах в пределах низменных морских побережий и открытых дельт рек возникают сульфидно-хлоридные аккумуляции.
Геохимически сопряженные почвы располагаются в пределах ландшафтно-геохимических арен. Ландшафтно-геохимические арены - это территории, лежащие на различных гипсометрических уровнях, но находящиеся в общем водосбросном или солесборном бассейне и связанные механическим и химическим стоком в одну общую (наиболее крупную) ландшафтно-литолого-геохимическую территориальную единицу. Протяженность ландшафтно-геохимических арен составляет часто сотни и тысячи километров, а их возраст как геохимически сопряженных территорий измеряется геологическим временем.
Ландшафтно-геохимические арены включают в себя более частные территориальные единицы - геохимические ландшафты. Напомним, что, по Б.Б. Полынову, геохимический ландшафт представляет собой совокупность элементарных ландшафтов (элювиальных, супераквальных, субаквальных), сменяющих друг друга по элементам рельефа от местного водораздела к местной депрессии и связанных друг с другом миграцией веществ. Именно в пределах геохимических ландшафтов формируются ряды почв, связанные между собой боковой миграцией веществ. Эти парагенетические ассоциации почв называют почвенно-геохимическими сопряжениями или почвенно-геохимическими катенами.
Почвенно-геохимические катены весьма разнообразны и тесно связаны со всей совокупностью физико-географических условий. Существенное значение имеет характер выветривания и почвообразования в элювиальных и трансэлювиальных членах геохимически сопряженного ряда почв, так как именно этот фактор обусловливает состав и количество подвижных компонентов, которые могут участвовать в местных миграциях. Большое значение имеет также химический состав наземного растительного опада, потому что в случае поверхностного стока вод в первую очередь выщелачиваются и перераспределяются в пределах катены те элементы, которые извлекаются из почвы растениями.
Столь же существенное значение имеет тип рельефа, в пределах которого формируется почвенно-геохимическая катена. В условиях молодого аккумулятивного, а также молодого эрозионного рельефа почвенно-геохимические катены выражены слабо. Наоборот, на территориях с древним континентальным рельефом они развиты хорошо. Исключение представляют катены, обусловленные дифференциацией легкорастворимых солей, где формирование элювиальных и аккумулятивных членов сопряженного ряда идет очень быстро.
Катены формируются как в пределах литохимически однородных почвообразующих пород, так и в условиях пестрого состава исходных пород. В последнем случае подчиненные члены сопряженного ряда формируются под совокупным влиянием подвижных продуктов выветривания и почвообразования различных пород и особенно тех, продукты выветривания которых обладают наибольшей растворимостью.
Если повышенные элементы рельефа сложены хорошо водопроницаемыми породами и почвами, то на склонах боковой сток отсутствует и все почвы принадлежат к группе геохимически автономных. Связь между почвами повышенных и пониженных участков осуществляется в этом случае через сток грунтовых вод (грунтово-водное сопряжение).
Если же почвообразующие породы и особенно почвы склонов плохо водопроницаемы, то воды стекают по поверхности почвы или над плотными иллювиальными (или постоянно мерзлыми) горизонтами. Этот тип сопряжения почв можно назвать водным поверхностно-почвенным, или водным внутрипочвенным.
На земной поверхности существует большое разнообразие почвенно-геохимических катен, которые характеризуют определенные сочетания биоклиматических, геоморфологических и литологических условий в пределах той или иной территории.
3. Биоклиматическая зональность почв
Биоклиматическая зональность почв как одна из закономерностей формирования и строения почвенного покрова была установлена и всесторонне исследована на самом раннем этапе развития генетического почвоведения. Сравнительный анализ свойств почв и особенностей их распределения в связи с изменением факторов почвообразования на территории Русской равнины позволил В. В. Докучаеву сформулировать это важнейшее положение географии почв. Он писал, что «…поскольку все важнейшие почвообразоваели распределяются на земной поверхности в виде поясов и зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то неизбежно, что и почвы - наши черноземы, подзолы и пр. - должны располагаться на земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и пр.» (В.В. Докучаев. К учению о зонах природы: Избр. соч., 1954.). В развернутом виде положение В.В. Докучаева о широтной зональности явилось фундаментальным научным обобщением, впервые соединившим в единую стройную систему разнообразные факты и противоречивые объяснения причин распространения тех или иных почв. Значительный резонанс среди исследователей почв различных стран получила составленная В.В. Докучаевым в 1899 г. «Карта-схема почвенных зон Северного полушария». На ней было выделено пять мировых зон:
1) бореальная, или арктическая;
2) лесная с подзолами;
3) черноземных степей;
4) аэральная с подразделением на каменистые, песчаные, солончаковые и лёссовые пустыни;
5) латеритная.
На карте-схеме эти зоны опоясывали все материки Северного полушария, почти не отклоняясь от строго широтного направления.
Позднее, по мере накопления фактических данных о почвенном покрове Земли, первоначальные представления о преимущественно широтной зональности почв, открытой В.В. Докучаевым, все более и более усложнялись. Был предложен более универсальный термин и соответствующее ему понятие «горизонтальная зональность почв», т. е. полосчатое расположение почвенных ареалов на равнинах, которые могут иметь и широтное, субмеридианальное, и даже меридиональное простирание. При этом, если речь идет именно о биоклиматической зональности почв, конфигурация и направление почвенных зон обусловливаются характером пространственных изменений гидротермических условий. В. М. Фридланд предложил различать несколько генетических типов зональных систем, в зависимости от факторов, вызывающих переход одной зоны в другую. Им выделены следующие генетические типы почвенно-зональных систем.
1. Горизонтальная зональность, связанная с преобладанием изменения термического фактора:
а) в условиях достаточного увлажнения; она наблюдается в областях с высоким увлажнением, где смена почвенных зон связана главным образом с изменением термического режима, так как при промывном режиме почв дальнейшее увлажнение приводит лишь к возрастанию стока;
б) в условиях резко недостаточного увлажнения; в крайне засушливых областях, где все почвы развиваются при недостаточном увлажнении; при непромывном водном режиме смена одних почвенных зон другими также связана с изменением термического фактора.
2. Горизонтальная зональность почв, связанная с преобладанием изменения фактора увлажненности. В умеренно влажных областях причиной зональности является в первую очередь изменение степени увлажнения, причем здесь наблюдаются два различных случая:
а) фактор увлажнения изменяется в том же направлении, что и термические условия. Например, увеличивается сухость климата и в этом же направлении наблюдается нарастание температур, происходит быстрая смена на небольшом протяжении одних почвенных зон другими, образуется целый спектр зон;
б) фактор увлажнения изменяется в направлении, резко отличном от направления изменений термических условий.
В этом случае происходят изменения направления зон, их изгибание, переход из широтных в меридиональные. Если изменения фактора увлажнения не столь значительные, то наблюдаются изменения биоклиматических условий в пределах одной и той же зоны и формирование внутри зоны почвенно-биоклиматических провинций (или фаций).
Представления о почвенных фациях были сформулированы И.П. Герасимовым. Он писал, что местные провинциальные (фациальные) особенности климатов, обусловленные в основном местными термодинамическими атмосферными процессами, существенно усложняют во многих регионах горизонтальную (широтную) зональность почв и способствуют выраженности специфических местных явлений, вплоть до формирования особых типов почв и закономерностей их географического распространения.
Учение о биоклиматической почвенной зональности было распространено В.В. Докучаевым не только на равнинные, но и на горные территории. При исследовании почв Русской равнины он обратил внимание на то, что распространение типов почв связано с высотой местности, и высказал предположение о возможном существовании вертикальных почвенных зон. Посетив позднее Кавказ и ознакомившись с его природой и почвами от подножий до горных вершин, В.В. Докучаев установил закон вертикальной зональности.
Высказанная В.В. Докучаевым идея аналогии между горизонтальной и вертикальной зональностью в дальнейшем развивалась его учеником С.А. Захаровым, который изучал долгое время почвы Кавказа и пришел к выводу, что каждой горизонтальной зоне соответствует своя вертикальная зона, за исключением горно-луговой, аналоги которой на равнинах в то время были неизвестны.
По мере накопления материалов о почвах гор Средней Азии, Алтая, Южной и Восточной Сибири, а также материалов о закономерностях распределения почвенных зон в горах Центральной и Юго-Восточной Азии, в Кордильерах и в Андах выяснилось, что состав вертикальных почвенных зон и структура зональности сложны и разнообразны и не всегда подчиняются единой схеме почвенных зон от более теплых и сухих к более холодным и влажным.
Выяснилось, что состав и структура почвенных вертикальных зон зависят от положения:
а) данной горной страны в системе географических поясов;
б) в пределах пояса в различных секторах увлажнения (приокеанических и континентальных).
Наряду с уточнением и обобщением материалов, касающихся вертикальной зональности почв, возникло представление, выдвинутое Ю.А. Ливеровским и Э.А. Корнблюмом, о необходимости введения понятия «горная зональность», охватывающего более широкий комплекс явлений, чем непосредственное изменение климата, растительности и почв с увеличением абсолютной высоты на горных склонах.
Как видно из вышеизложенного, со времен В.В. Докучаева концепция биоклиматической зональности почв претерпела существенные изменения. Она значительно усложнилась, конкретизировалась и мало напоминает схематическое представление о всеобщем господстве на поверхности Земли строго широтных почвенных зон.
литогенный биоклиматический геохимический почвенный покров
4. Историко-хронологическое разнообразие почвенного покрова
Дифференциация почвенного покрова на поверхности Земли - это результат длительных процессов и сложной истории развития ландшафтов. Почвы начали формироваться с момента возникновения жизни на планете и заселения суши сначала низшими, а затем высшими организмами, т. е. как только появились условия для образования биокосных тел. По мере увеличения плотности жизни и эволюции живых организмов расширялась среда и изменялись формы почвообразования, сменявшие одна другую в пространстве и во времени. К настоящему моменту многие поколения почв безвозвратно исчезли с поверхности Земли в результате денудационно-аккумулятивных процессов, трансгрессий моря и тектонических явлений. В палеозойских и мезозойских литифицированных (окаменелых) осадочных породах континентального происхождения находят лишь следы древнего почвообразования. Фрагментарно встречаются древние почвы в кайнозойских континентальных осадках и в отложениях четвертичного периода.
И все-таки, несмотря на периодическое «стирание» почв в истории Земли, современный почвенный покров представляет собой сложное гетерохронное (разновозрастное) образование. Это связано с тем, что катастрофические (по отношению к почвенному покрову) природные явления происходили на разных участках земной поверхности в разное время. Так, обширные платформы и древние пенеплены влажных тропических и экваториальных областей, не подвергшиеся четвертичным оледенениям и заметным тектоническим нарушениям, представляют собой территории, где стабилизированная литологическая основа существует с мезозойского и даже более древнего времени. Здесь развиты ферраллитные коры выветривания, на которых почвообразование идет, не прерываясь, многие сотни тысяч и миллионы лет. При этом биоклиматическая обстановка во многих случаях не претерпевала существенных изменений.
Почвенный покров современных бореальных и суббореальных лесных областей значительно моложе. Определяющим его возраст фактором стали плейстоценовые материковые оледенения, особенно их последние стадии, после которых поверхность покрылась плащом гляциальных и флювиогляциальных наносов и начался текущий (голоценовый) этап формирования почвенного покрова. Длительность его протекания в этих областях - не более 10-12 тыс. лет.
Почвенный покров внеледниковых территорий суббореального пояса, занятых современными лесостепными и степными ландшафтами, имеет больший возраст - десятки тысяч лет. Новейший этап формирования почв здесь начинался в большинстве случаев на лёссовых аккумуляциях или наносах, связанных с трансгрессией морей. Самый молодой почвенный покров (десятки, сотни лет, первые тысячи лет) характерен для свежих аллювиальных осадков (особенно на низких поймах), территорий, покрытых недавними вулканическими отложениями, а также для горных областей, где активно идущие денудационно-аккумулятивные процессы постоянно «возвращают» почвообразование на начальные стадии его развития.
Гетерохронность почвенного покрова обусловливает различия в его составе и строении, поскольку почвы, находящиеся на разных этапах развития, могут существенным образом различаться. В процессе направленной эволюции, при увеличении возраста своего развития почвы могут изменяться не только количественно (обогащение или обеднение веществами), но и качественно, неоднократно переходя, например, из одного подтипа и даже типа почв в другой. Поэтому для правильной оценки историко-хронологических факторов дифференциации почвенного покрова необходимо понимание закономерностей эволюции почв во времени. Основы эволюционно-исторического анализа почв и почвенного покрова заложены в положениях В.В. Докучаева о генетических связях между различными почвами, прогрессе и регрессе почв, об их устойчивости и изменчивости.
Одним из важнейших аспектов теории эволюции почв являются представления о связи развития почв с изменением факторов почвообразования. Практически любое изменение почв во времени обусловлено изменениями среды ее существования. При этом факторы почвообразования могут изменяться с различной быстротой, соизмеримой или несоизмеримой с возможной скоростью развития почв.
И.А. Соколовым и В.О. Таргульяном была произведена группировка свойств почв гумидных умеренных областей по примерной величине характерного времени. Из этих данных можно видеть, что почвы обладают как свойствами с очень малыми характерными временами - часы, сутки, месяцы (влажность, температура, состав почвенного поглощающего комплекса), так и свойствами с очень большим характерном временем - сотни тысяч и даже миллионы лет (образование зрелого минералогического профиля, выветривание кислых пород (полевых шпатов, кварца). Названные авторы сформулировали представление о «почве-памяти» и «почве-моменте».
Почва-память - это совокупность устойчивых и консервативных свойств почвенного профиля, являющихся результатом действия факторов и процессов в течение всего периода почвообразования.
Почва-момент - это совокупность динамических, лабильных свойств, являющихся результатом факторов и процессов, действующих в момент наблюдения почвы или вблизи него.
Развитие почв в биогеоморфологическом цикле происходит в том случае, когда ведущими в эволюции почв становятся изменения рельефа. Почвы, достигшие равновесия с данной комбинацией факторов почвообразования или стремящиеся к равновесию с ними, выводятся из этого достояния в силу изменения геоморфологической обстановки, и таким образом возникновения иной комбинации факторов почвообразования.
С.С. Неуструев доказал на основании анализа почвенного покрова разновозрастных террас степных рек выраженный в пространстве геоморфологический цикл эволюции почв - от солончаковых и солончаковатых почв поймы до луговых солонцов и остепеняющихся солонцов высоких террас.
В.А. Ковдой с соавторами была разработана концепция эволюции почв, которая исходит из того, что в пределах обширных территорий суши мира, представленных гляциальными, флювиогляциальными и аллювиальными равнинами, наиболее универсальной закономерностью послеледникового развития земной поверхности было ее медленное поднятие, сопровождающееся образованием постепенно повышающихся систем террас или постепенно углубляющихся систем долин. При этом происходило понижение уровня грунтовых вод и последовательное обсыхание почвенного покрова. В этой связи считается, что большинство почв великих равнин суши Земли прошли в прошлом гидроморфный этап развития, а полный эволюционный ряд таких почв представлен несколькими историко-генетическими стадиями.
Развитие стадий почвообразования в геоморфологическом цикле осуществляется с различной скоростью и имеет качественные отличия в разнообразных биоклиматических условиях.
Биоклиматический цикл развития почв связан с изменениями климатических условий и сдвигом границ растительных и почвенных зон. Почвенный процесс видоизменяется вслед за эволюцией биоклиматической обстановки, что приводит к преобразованиям в строении почвенного профиля.
Универсальное значение направленному биоклиматическому циклу развития почв придавал В.Р. Вильямс. Им была выдвинута теория «единого почвообразовательного процесса», согласно которой все почвы равнин прошли в своем развитии ряд стадий, обусловленных изменениями положения полюсов Земли и соответственно термических зон. Эволюция почв шла, по В.Р. Вильямсу, в следующем направлении: от наиболее молодых - тундровых, через подзолистые, болотные к все более древним - черноземным, далее к сухостепным, солонцовым и солончаковым почвам. Предполагается, что одна и та же почва (как физическое тело) проходит через все названные стадии. Однако эта гипотеза была слишком абстрактной, умозрительной, она не подтвердилась последующими исследованиями.
Позднее были предложены более обоснованные схемы биоклиматической эволюции почв регионального характера.
Так, согласно схеме В.О. Таргульяна и A.JI. Александровского, почвообразование на суглинистых породах в пределах южной тайги Русской равнины претерпело в голоцене (последние 10-12 тыс. лет) следующие изменения. В позднеледниковье формировались слабо дифференцированные почвы с признаками гидроморфизма и солифлюкционных деформаций, в раннем голоцене развивались процессы гумусонакопления, оглеения и выщелачивания, отличавшиеся малой интенсивностью; позднее - в теплый и влажный раннеатлантический период - произошла глубокая текстурно-химическая дифференциация почвенных профилей; в позднеатлантическое время из-за увеличения засушливости климата проявилась стадия темноцветного лугово-степного почвообразования и в последней трети голоцена в связи с похолоданием климата протекали деградация темноцветного горизонта, кислотный гидролиз и элювиально-глеевый процесс.
В работах, посвященных истории голоценового почвообразования в степных областях Русской равнины (В.П. Золотун, 1974, И.В. Иванов, 1991 и др.), выявлено направленное возрастание мощности гумусового горизонта и увеличение глубины залегания карбонатов в черноземах на протяжении последних 4000-5000 лет, что трактуется как результат смены климатических условий - повышения увлажненности, происходившего на рубеже суббореального и субатлантического периодов голоцена (около 2800 лет назад).
Каждый из рассмотренных циклов (биологический, геоморфологический, биоклиматический) может быть ведущим в процессе развития почв на том или ином участке земной поверхности. Но нередко в природе почвенный покров одновременно эволюционирует в нескольких поступательных циклах изменения почв, как бы «вложенных» один в другой и вызывающих сложный суммарный эффект. В зависимости от соотношения стадий почвообразования, совпадения или несовпадения их направленности в процессе эволюции почв, те или иные почвенные свойства при переходе от одной стадии к другой могут либо усиливаться, либо ослабевать, либо исчезать вовсе, замещаясь на новообразованные.
В соответствии с тем, какой тип эволюции определяет развитие почвенного покрова во времени, свойства составляющих его почв могут в большей или меньшей степени соответствовать современным факторам почвообразования. Если почвенный покров относительно молод и формировался в условиях практически неизменной или медленно изменяющейся географической среды, то, как правило, свойства почв в полной мере отражают современную биоклиматическую и тополитологическую обстановку. В этом случае почвенный покров, по образному выражению В.В. Докучаева, представляет собой именно «зеркало ландшафта» (существующего в данный момент).
Но на значительных пространствах земной поверхности почвенный покров имеет длительную и сложную историю, он развивался при многократных сменах климата, биоценозов, геоморфологических и гидрогеологических условий. В таких ситуациях в почвах могут сохраняться черты, не объяснимые современными факторами почвообразования и свидетельствующие об иных фазах развития почв, связанных с иной в прошлом географической обстановкой. Такие унаследованные от былых этапов почвообразования свойства почв называются реликтовыми, а почвы, включающие их, - полигенетичными.
Учитывая сказанное, о многообразии путей эволюции почв и сложном сочетании эволюционных циклов на различных участках суши Земли, можно выделить несколько основных типов почвенно-генетических регионов суши мира, характеризующихся определенным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения почв во времени.
1. Горные области с молодым и постоянно возобновляющимся почвенным покровом. В их пределах широко распространены почвы первой фазы развития (т.е. фазы образования почв из горной породы) - первичные почвы и почвоэлювии. Быстрое развитие рельефа приводит к частому обновлению почвенного покрова и уничтожению биоклиматических и иных реликтовых черт.
2. Молодые моренные ледниковые равнины с почвенным покровом, имеющим возраст 3-10 тыс. лет, с локальным распространением почв, прошедших гидроморфную стадию.
3. Древние ледниковые равнины с почвами, сохранившими следы перигляциального режима и последующих биоклиматических изменений.
4. Аккумулятивные внеледниковые возвышенные равнины, сложенные лёссами и лёссовидными породами, с относительно более древними почвами. Вероятное эоловое происхождение исключает на большей части этих равнин предшествующую гидроморфную стадию развития почв. Эволюция почв связана с биоклиматическими циклами и с погребением почв новыми эоловыми осадками.
5. Низменные аккумулятивные внеледниковые (флювиогляциальные, озерные, аллювиальные) равнины, пережившие в четвертичное время аквальную и супераквальную стадии развития, с почвами, сохранившими в той или иной мере черты прежнего гидроморфного режима. Эволюция почв этих территорий обусловлена в значительной мере биогеоморфологическим циклом развития: разновозрастные элементы рельефа представляют эволюционный ряд почв от гидроморфных к палео- и протерогидроморфным.
7. Низменные молодые приморские равнины с молодыми почвами, развивающимися в биологическом и биогеоморфологическом циклах.
8. Молодые эоловые песчаные равнины с малоразвитыми и неразвитыми почвами, эволюционирующими в биологическом цикле.
9. Пластовые и денудационные равнины, не испытавшие в четвертичное время существенных тектонических движений, с сохранившимися мезозойскими и палеоген-неогеновыми корами выветривания. Неоднократные изменения климата, смещения зон и связанные с ними биоклиматические циклы изменения почв определили на значительных пространствах наличие в почвах реликтовых черт, унаследованных от иных биоклиматических условий.
5. Структура почвенного покрова
Исходя из всего сказанного об основных закономерностях географии почв, можно заключить, что почвенный покров Земли - это многофакторное образование, сложно отражающее в своем строении разнообразные особенности географической среды.
Состав, конфигурация и положение относительно друг друга компонентов почвенного покрова характеризуют его структуру. В настоящее время сформированы представления о мега-, макро-, мезо- и микроструктурах почвенного покрова, которые образованы территориальными почвенными единицами различной крупности, имеющими протяженность от тысяч километров до десятков метров.
Исходной же неделимой единицей почвенного покрова является элементарный почвенный ареал, т.е. пространство, занимаемое какой-либо одной почвой, относящейся к классификационной единице наиболее низкого ранга (например, к разновидности почв), и ограниченное другими элементарными почвенными ареалами или непочвенными образованиями. Понятие «элементарный почвенный ареал» (ЭПА) и наиболее полная его характеристика были предложены В.М. Фридландом. Ранее аналогичные компоненты почвенного покрова Б.Б. Полынов называл почвенными индивидуумами, а Джонсон - полипедонами.
Характеристика ЭПА включает следующие показатели:
1) классификационное наименование образующей его почвы;
2) характеристику морфологии ареала - его площади, формы и характера границ;
3) описание связи ареала с факторами почвообразования - биоклиматическими условиями, условиями рельефа и увлажнения, почвообразующими породами, возрастом и историей формирования данной почвы и изменения ее под влиянием деятельности человека.
Размеры ЭПА колеблются в широких пределах - от единиц квадратных метров до нескольких сотен гектаров. Степень изрезанности ареала измеряется коэффициентом расчленения, т.е. отношением длины границ ареала к длине окружности, имеющей площадь данного ареала:
где S - периметр ареала; А - площадь ареала.
По форме ареалы делятся на округлые, вытянутые и линейные. Для округлых ареалов отношение длины по наибольшей оси к длине по наименьшей оси не превышает двух; для вытянутых оно лежит в пределах 2-5; для линейных - более 5.
Границы перехода одного ареала в другие также входят в характеристику ЭПА; они могут быть резкими, ясными и постепенными. Элементарные почвенные ареалы, чередуясь в пространстве, образуют почвенные комбинации, которые и создают структуру почвенного покрова.
На основании имеющихся представлений о географии почв В.М. Фридланд предложил схему классификации почвенных комбинаций. Прежде всего они делятся на микро-, мезо- и макрокомбинации.
Микрокомбинации - это чередование мелких (измеряемых единицами и десятками метров) элементарных почвенных ареалов, обычно связанных с микрорельефом; различная экспозиция склонов микрорельефа не влияет на распределение почвенного покрова.
Мезокомбинации - это сочетание почвенных ареалов или сочетание микрокомбинаций. Здесь во многих случаях сказывается влияние экспозиции склонов.
Макрокомбинации - это сочетания мезокомбинаций почв. Они связаны с макроформами рельефа. На равнинах - это различные по генезису и возрасту типы рельефа (например, сочетание аккумулятивных и денудационных равнин или различных по возрасту и степени расчленения аккумулятивных равнин и т.д.).
Микроструктуры почвенного покрова распространены главным образом на слабо расчлененных и недостаточно дренированных равнинах - это комплексы и пятнистости почв. Появление комплексов почв (контрастных микроструктур) имеет разные причины, но главная из них - микрорельеф - неровности поверхности с разницей высот между повышениями и понижениями от 0,3 до 1 м и площадью от нескольких квадратных метров до 300-500 м2.
В отличие от мезоструктур, где мезорельеф и пестрота почвообразующих пород формируются независимо от почвообразования и обычно предшествуют ему, в процессе формирования микроструктур почвообразование взаимосвязано с развитием микрорельефа и растительности, и существенно на них влияет.
Комплексы почв наиболее типичны для экстремальных биоклиматических условий с дефицитом тепла или влаги или того и другого вместе. Они широко распространены в тундровой зоне, особенно при наличии вечной мерзлоты. В условиях вечной мерзлоты (при периодическом замораживании и оттаивании верхнего слоя почв) и континентального климата возникает полигонально-трещинный микрорельеф. Здесь господствуют полигональные почвенные комплексы, в которых рисунок почвенного покрова образован шести-, пяти- и четырехугольниками.
В более влажных тундрах с вечной мерзлотой формируются медальонный микрорельеф и округло-пятнистые почвенные комплексы на плоских поверхностях и струйчатые (вследствие солифлюкции) - на склонах.
В сухих степях и полупустынях на слаборасчлененных равнинах широко распространены округло-пятнистые солонцовые комплексы, связанные с перераспределением влаги и легкорастворимых солей по элементам микрорельефа: микрозападины, получающие больше влаги, занятые лугово-степными (лугово-каштановыми, лугово-бурыми) почвами, и микроповышения - солончаковатыми солонцами.
Многие формы микрорельефа имеют зоогенное происхождение, поэтому пятнистые комплексы часто связаны с деятельностью землероев (сурков, сусликов) и термитов.
Многие мелкопятнистые почвенные комплексы имеют фитогенное происхождение, особенно при разреженном растительном покрове в полупустынях и пустынях, где единичные растения или их группы препятствуют развеванию поверхности почв и способствуют задержанию эолового материала, что приводит к формированию фитогенного микрорельефа.
В большинстве названных выше случаев появлению комплексности почвенного покрова способствует перераспределение по элементам микрорельефа влаги, что обусловливает неоднородность растительного покрова, различную степень задернения и затенения почв и соответственно различную подверженность их процессам дефляции и поверхностной эрозии.
В ряду мезоструктур почвенного покрова различают сочетания и мозаики почв.
Сочетаниями называются комбинации почв, закономерно сменяющих друг друга по элементам рельефа и связанных между собой боковым перемещением поверхностных или почвенно-грунтовых вод с растворенными и взвешенными химическими соединениями - продуктами выветривания и почвообразования. Вещества, выносимые из почв и пород повышенных элементов рельефа, в определенных биоклиматических и ландшафтно-геохимических условиях в той или иной мере задерживаются в наносах и почвах депрессий, в результате чего формируются геохимически сопряженные ареалы почв, закономерно сменяющие друг друга от местных повышенных элементов рельефа к местным депрессиям.
Мозаиками называются неупорядоченные в пространстве и геохимически несопряженные между собой комбинации почв, связанные с литологической неоднородностью выходящих на поверхность коренных пород или неупорядоченным распределением в пространстве рыхлых отложений различного механического и минералогического состава.
Тот или иной тип макроструктуры почвенного покрова обусловлен совокупным воздействием ряда факторов: биоклиматических, орографических, литологических, историко-генетических и других, приводящих к пространственной дифференциации почв. В большинстве случаев макроструктуры почвенного покрова представляют собой пространственно-упорядоченные системы, связанные с тем или иным упорядоченно расположенным почвообразующим фактором или их совокупностью.
В ряду упорядоченных макроструктур почвенного покрова нужно назвать, прежде всего, определенные типы горизонтальной (или равнинной) и вертикальной (или горной) зональности почв, связанные с биоклиматической зональностью. Подобные структуры называют биоклиматогенными. В этом случае макроструктуры почвенного покрова состоят из определенного набора почвенных зон. При этом под почвенной зоной понимается ареал определенного типа почвенных сочетаний, в состав которых наряду с одним или несколькими типами плакорных (субаэральных) почв входят также сопряженные с ними типы почв, развивающиеся в интразональных (супераквальных, геохимически подчиненных) условиях.
В некоторых случаях в формировании макроструктур почвенного покрова участвуют и антропогенные факторы. Так, в систему горной почвенной зональности в ряде случаев вклинивается зона террасированных склонов с плантациями, полями орошаемого риса, где рельеф, почвы и почвенный покров существенно преобразованы земледельческой культурой.
Наиболее универсальны из макроструктур почвенного покрова - биоклиматогенные, проявляющиеся в форме горизонтальной (равнинной) и вертикальной (горной) зональности почв.
Вопросы для повторения и закрепления материала
1. Объясните понятие литогенной дифференциации почвенного покрова. Какие факторы и условия определяют топогенно-геохимическую сопряженность почв?
2. Для каких регионов Земли характерна четкая биоклиматическая зональность?
3. Чем обусловлено историко-хронологическое разнообразие почвенного покрова?
4. Дайте характеристику элементарного почвенного ареала (ЭПА). Какие градации более высокого уровня по отношению к ЭПА входят в понятие «структура почвенного покрова»?
Размещено на Allbest.Ru
Подобные документы
Изучение почвенного покрова страны. Характеристика почвенного покрова и почв. Краткая характеристика процессов почвообразования. Составление агропроизводственной группировки почв. Мероприятия по улучшению плодородия. Размещение и специализация хозяйств.
курсовая работа [62,0 K], добавлен 19.07.2011Деградация лесов и растительности. Изменение видового состава растений. Функции леса, эксплуатационные и деградированные леса. Изучение состояния растительного и почвенного покрова, исследования почв. Ухудшение плодородия, дефляция и эрозия почв.
реферат [277,9 K], добавлен 20.07.2010Факторы и процессы почвообразования, структура почвенного покрова объекта исследований, основные типы почв. Детальная характеристика почвенных контуров, их соотношение на исследуемой территории. Оценка плодородия почв и его лесоводческое значение.
курсовая работа [93,1 K], добавлен 12.11.2010Почва - система, состоящая из фаз (твердая, жидкая, газовая, живая). Основные факторы почвообразования. Анализ структуры почвенного покрова в хозяйстве "Хохловский". Агрономическая характеристика почв, их бонитировка и агропроизводственная группировка.
курсовая работа [198,3 K], добавлен 23.07.2014Земельные ресурсы и почвенный покров Белгородской области. Структура земельного фонда по категориям земель. Общая оценка уровня деградации почвенного покрова. Факторы и виды деградации почв. Основные мероприятия по охране почвенного покрова области.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 02.01.2015- Агрономическая характеристика почвенного покрова ООО "Кыласовское" Кунгурского района Пермского края
Географическое положение и общие сведения о хозяйстве. Природные условия формирования почвенного покрова: климат, рельеф, гидрологические условия. Морфологические признаки серой лесной и дерново-карбонатной почвы. Бонитировка, охрана почвенного покрова.
курсовая работа [74,0 K], добавлен 12.01.2015 Общие сведения о хозяйстве и его природное районирование. Природные условия почвообразования. Почвенный покров хозяйства и его характеристика. Структура и гранулометрический состав почв хозяйства. Агрономическая характеристика почв.
курсовая работа [114,8 K], добавлен 19.03.2011Ознакомление с комплексностью почвенного покрова, основными типами и подтипами почв в черте города и окрестностей. Изучение растительности, рельефа, особенностей почвообразования зональных и интразональных почв. Методы мелиорации солонцов и солончаков.
отчет по практике [1,5 M], добавлен 22.07.2015Расчет баллов бонитета почв по признакам. Определение среднегеометрического почвенного балла, общего балла агропроизводственной группы, степени корреляции совокупного почвенного балла с урожайностью сельскохозяйственных культур по 10-ти землепользованиям.
курсовая работа [204,9 K], добавлен 14.01.2016Антропогенное использование территории и физико-химическая характеристика разновидностей почв. Условия почвенного покрова и почвообразования, их устойчивость к воздействию человека в сельской местности и негативные экологические факторы их развития.
курсовая работа [22,9 K], добавлен 06.06.2009
