География почв с основами почвоведения

География почв с основами почвоведения.

Александр Николаевич Геннадиев

Учебник Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. «География почв с основами почвоведения»

 

Почвоведение для других географических наук.

Предмет почвоведения – почвы, почвенный покров, образующийся на поверхности земли в той части географической оболочки, где смыкаются и проникают… Почвы образуются на перекрестье энергетических и субстантивных потоков. Все… Изучать почвы ->изучать эти связи

Почва состоит из почвенных горизонтов, а не слоев!

Почвенные горизонты:

а) связаны между собой

б) отражают происходящие в почвах процессы

в) отражают условия, в которых образуются почвы

 

совокупность почвенных горизонтов – почвенный профиль.

 

2. Почвы характеризуются ярко выраженной изменчивостью в пространстве. Изменевние сочетания элементов географической обстановки ведет к изменению почв.

3. Почвы обладают специфическими физическими, химическими и биологическими свойствами.

4. Почвы обладают плодородием.

История почвоведения.

16-17вв В Германии Для отделения одной почвы от другой им придавались черты характера… Считалось, что почва – просто вместилище корней.

Факторы и сущность почвообразования.

Вклад горных пород в почвообразование.

Почвообразующая (материнская порода) – слой горных пород, который выходит на поверхность и в процессе почвообразования превращается в почву. Роль горных пород в почвообразовании: Почва в момент начала почвообразования наследует минералогический и петрографический состав горных пород.

Биологический фактор.

1. Высшие зеленые растения Функции в почвообразовании: 1) Поставка органического вещества в почву оно поступает либо на поверхность, либо в толщу почвы. Где происходит его…

Климат

1. Лучистая энергия солнца (подпитка процессов почвообразования энергией)

Процессы: выветривание, разложение растительных и животных остатков и образование гумуса, жизнедеятельность животных и бактерий (5 градусов температурный минимум биологической активности). Чем больше энергии получает почва, тем больше глубина почвенного профиля и проч.

ЛЭС имеет ритмичность , почва наследует эти ритмы, формируется температурный (тепловой) режим почв.

2. Атмосфера (источник вещества, т.е. атмосферной влаги)

Влага тоже поступает из атмосферы ритмично (сезонный, многолетний ход).

Годовая сумма осадков, их распределение по сезонам, величина испаряемости определяют водный режим почв.

Из атмосферы в почву поступает воздух (происходит постоянный газообмен). Из почвы в атмосферу в основном поступает СО₂ (продуцируется там). Из атмосферы поступает О₂ .

Поступление пыли.

 

Функции:

· Тепло

· Газы

· Влага

· Твердые вещества

Рельеф

В отличие от климата, биологического, геологического фактора, рельеф не является источником вещества.

Основная функция: перераспределение энергетических и вещественных потоков на земной поверхности.

1. Перераспределение солнечной энергии связано с наличием склонов разной экспозиции. В некоторых горных системах на южных склонах степные растительные формации, на северных - лесные.

2. Рельеф – фактор перераспределения влаги. Влага может стекать и натекать в зависимости от формы поверхности. Автономные почвы – почвы повышений, автономные потому, что вещество поступает только из атмосферы, не из других почв. Гетерономные почвы – вещество поступает из атмосферы и из других почв.

3. Горный рельеф. Вертикальная (горная) зональность почв.

4. Денудация.

Время

Докучаев относил этот фактор к таким же как все остальные. Но время не является источником вещества и энергии и не перераспределяет вещество и энергию, время не является причиной изменения почв. По Докучаеву: «время – некий множитель, на который нужно умножать действие остальных факторов». Время форма существования всего сущего на Земле (всех факторов почвообразования).

П=f(ГП,О,К.Р,В)

П=f(ГП,О,К.Р)*В

 

Составляющие почвообразовательного процесса

1. Источники и форма энергии обеспечивающей процесс почвообразования

2. Типы веществ, вовлеченные в процесс почвообразования (материальная основа)

3. Механизмы процессов почвообразования

4. Результат процесса

 

Энергетика почвообразования

1) Тепло из глубоких слоев атмосферы поступает в почвы 2) Поступление радиоактивных элементов Климат:

Материальная основа почвообразования

Горные породы: В почву из горных пород поступают элементы (состав литосферы посчитал… Макроэлементы – n*10 – n*10-2

Механизмы почвообразования

Горные породы: 1) Нединамичный (не очень динамичный фактор) Живые организмы:

Почва

Почва как:

Часть системы, особое вещество, аппарат.

 

Почвенный профиль стал подразделяться на горизонты, они получили различные латинские индексы.

 

A - верхние горизонты, обогащенные органическим веществом

В – переходные горизонты

С – почвообразующие породы, не измененные почвообразованием

D – подстилающая порода

 

 

 

Состав и свойства твердой, жидкой и газовой фаз почв.

Почва – трехфазное тело (твердая, жидка, газовая фазы)    

Индексация почвенных горизонтов.

A B C

Твердая фаза.

Органические и органоминеральные вещества в почве.

1. Наземный и корневой опад высших растений (сотни центнеров на гектар, например, во влажных тропических лесах) 2. Отмирание животных и микроорганизмов 3. Прижизненные выделения корней и животных

Индексы почв горизонта А

 

А0 – подстилка, не органическое, не органоминеральное

А1_v - горизонт пронизанный корнями почвы >30%

A1_f – фульватный

А1_h - гумматный

A1_fh – на первое место ставят преоблажающий признак

A1_hf

AT – торфяный

B_h иллювиально-гумусовый

 

Влияние факторов почвообразование на характер гумусонакопления и характер образующихся гумусовых веществ

  Факторы: биологический, климатический, литологический  

Морфологические горизонты

1. Мор (гумус типа мор ) – слабое смешение органических и минеральных веществ, слабая разложенность органики (А0 или АТ) 2. Модер – есть неполное смешение органических и минеральных частей почвах.… 3. Мюлль - полное включение органической части в минеральную, много глинисто-гумусовых комплексов, очень хорошая…

Меньше 0,0001 (0,0002) – коллоиды

Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв.

  Почвенные коллоиды обладают рядом специфических свойств. Они нерастворимы в… Особенности свойств коллоидов определяются их малым объемом и большой суммарной поверхности частиц.

Жидкая фаза почв

Три основные группы сил, действующих на влагу: А) сила тяжести, исходящая от массы нашей планеты Б) сорбционные силы, исходящие от поверхности твердых частиц

Газовая фаза

Средний состав атмосферного и почвенного воздуха (в процентах)

	O2	N2	CO2	Ar
Атмосферный	20,5	18,1	0,03	~1
Почвенный	11-20	78-86	0,3-8

 

СО₂ в почве:

Дыхание корней

Дыхание корней,

Разложение органического вещества,

Разложение карбонатных солей СаСО₃ под воздействием гумусовых кислот,

Поступление из глубоких слоев земной коры (очень мало)

Факторы, влияющие на содержание почв:

1. Продуцирование газов

2. Интенсивность газообмена почва-атмосфера

 

Общие принципы классификации почв и основные таксономические единицы.

Почва – континуальное тело

Традиционно российская классификация почв – генетическая.

Принципы:

1. Основа генетической классификации почв – главные почвообразовательные процессы, приводящие к формированию определенных генетических групп почв.

2. Процессы проявляются в комплексах признаков и свойств почв, которые необходимо учитывать при классификации.

3. Признаки и свойства почв должны анализироваться в совокупности с факторами почвообразования.

 

Обычно любая классификация – иерархическая система.

Выделяются

Таксономические уровни классификации

На каждом уровне выделяются определенные таксономические единицы.

 

Корневая таксономическая единица российской классификации – тип почв.

 

Тип почв.

А) однотипным поступлением органического вещества и процессов их превращения и разложения Примеры: Степь - смешанные леса, торф – гуматы кальция Б) однотипным комплексом процессов разложения минеральной массы и синтеза минеральных и органоминеральных…

География почв

На этой карте широтное циркумполярное простирание зон Существует 4 основных закона географии почв. 1. Биоклиматическая зональность – следование почвы за биотой и климатом. Будет ведущим фактором, если другие факторы…

Почвы полярных и субполярных областей

Характеризуются слабой развитостью из-за термических условий. Низкая продуктивность, слабое выветривание, слабая гумификация.

Почвы полярных областей.

Арктические пустынные почвы (разреженная растительность, слабая биомасса)

 

Почвы субполярных областей.

Субарктические территории – обширные пространства Североамериканского континента, обширные пространства Евразии и юные острова Северного Ледовитого… Субантарктические области – отдельные острова.  

Почвы бореальных и суббореальных лесных областей

  Области с Кувл>1  

Оподзоливание – подзолистый процесс – частный почвообразовательный макропроцесс- разрушение минеральной части почв органическими кислотами и перемещение вниз по профилю продуктов разрушения. Результат – светлый подзолистый горизонт.

Для подзолов характерна резкая элювиально-иллювиальная дифференциация профиля. Это одни из самых кислых, ненасыщенных, дифференцированных по э-и типу почв мира.

 

Подзолистые почвы. Бедные основаниями, тяжелые

Там тоже есть горизонты вымывания и вмывания.

Условия формирования:

Климат: влажный, Кувл>1, холодный, умеренно-холодный.

Породы: бедные основаниями (покровные суглинки, моренные суглинки, иногда древнеаллвиальные суглинки).

Рельеф: равнинный, холмистый-увалистый.

Растительность: хвойные, смешанные леса с относительно бедным зольным элементом опада.

Распространение: широкое (на Русской равнине, в сторону западной Европы, в Северной Америке начиная от великих озер ).

Процессы: подзолистый

Опад хвойный, моховой, иногда травянистый. Разлагается в подстилке, передвигается в среднюю часть профиля. С некоторой глубины образующиеся вещества выпадают в осадок.

Второй процесс: Перемещение тонких илистых частиц почвы вниз по профилю (вымываются из верхней, вмываются в среднюю) – Лессиваж- перемещение в неразрушенном виде илистых частиц вниз по профилю под действием токов влаги.

Профиль:

 

А0 – подстилка

А1fА2 – гумусово-элювиальный. Комковатый

А2 – элювиальный, подзолистый. Светлый, пепельный или светло-палевый. Легче, чем А1А2, плитчатый. Нижняя граница – языковая

ВtFe – (откуда индекс: утяжеление за счет илистых частиц+ вмывание железа) иллювиально-глинистый, иллювиально-железистый. Бурый, плотный, тяжелее, чем А2, призмовидно-ореховатый. На гранях структурных отдельностей есть натечные темно-бурые коллоидные пленки.

С

 

Свойства:

Реакция почвенного раствора кислая, менее кислая чем в По.

Гумуса не много 1-3% (в горизонте А1А2 – это максимум)

ЕКО (выше, чем в подзолах, чем тяжелее состав, тем выше ЕКО) около 20 мг экв. /100 г почвы

По ЕКО и др.параметрам профиль дифференцирован (минимум в А2, максимум в В)

 

Ненасыщенность : 50-70

ППК: Ca, Mg,H, Al

 

Если в горизонте почвы есть водоупор, над которым застаивается влага. Осенью в горизонте А2 может застаиваться влага. Возможно оглеение. Если этот процесс сильно развит, почвы могут стать поверхностно глеево-иллювиальными почвами. Тогда горизонт А2 выглядит как А2g

Суть в том, что Fe⁺⁺⁺ -> Fe⁺⁺

Оглеение выявляется по рудяковым зернам или сизому цвету

Элювиально-глеевый процесс

Подтипы: Пг – глеево-подзолистые (в северной тайге) П – типичные подзолистые (средняя тайга)

Почвы и почвенный покров лесо-лугово-степных и стеных областей суббореального пояса.

Лесо-лугово-степная зона – чередование А) луговых степей (прерии в Северной Америке) Б) злаково-разнотравных степей

Степная зона

За пределами России, в Северной Америке субмеридианальное простирание, фрагментами в Южной Аргентине.   Русская равнина.

Солончаки, солонцы, солоди

Почвы галогенного ряда   Солончаки. Индекс: Ск

Засоление

Плотный - остаток сумма солей в почве, которые могут раствориться в воде , солей в солончаке не должно быть меньше 1% от исходного веса почв. Гумус до 6-7% Сгк/Сфк = 0,2-0,4

Почвы и почвенный покров полупустынь и пустынь.

1. В почве присутствуют все водорастворимые соли 2. Преобладание карбонатов Климат: полупустыни: осадки 150-250мм, испаряемость 700-900 мм, Кувл=0,2-0,3, зима короткая, малоснежная, не холодная,…

Субаэральное атмогенно-биогенное обызвесткование, огипсование и осолонцевание

Профиль: А1fса Btса(Na) – солонцеватый

Почвы и почвенный покров переменно влажных ксерофитно-лесных и саванновых субтропических и тропических областей.

Типичные представители переменно влажных ксерофитно лесных областей. Средиземноморье: аппенинский полуостров балканы, также закавказье, иранское…  

Почвы и почвенный покров влажных лесных тропических , субтропических и экваториальных областей.

Центральная Африка., Южная Америка,

Батуми, Сухуми, Краснодарский Край.

 

Климат: влажный, теплый или жаркий в течение всего года.

Кувл = 1,5-2

Температура почвы круглый год выше +20 градусов.

Очень интенсивно идет внутрипочвенное выветривание и высока бологическая активность почв.

Породы: древние коры выветривания (ферралитные и аллитные коры выветривания) возрастом в сотни тысяч лет

Растительность: субтропические и тропические экваториально влажные леса, многоярусные, характеризующиеся высокой емкостью биологического круговорота.

Очень высокая скорость биологического круговорота.

Рельеф: и горный, и равнинный, но обычно это территории не подверженные эрозии. В основном древний пенеплен (денудацонная равнина). Хороший дренаж, отсутствие эрозии.

Ферралитные коры выветривания

Ферралитизация – наиболее продвинутая стадия выветривания массивных пород и наносов

2) Ca, Mg,Na,K вынесены, Si – частично вынесен 3) Каолинит – Al2O3*2SiO2+2H20 SiO2/ Al2O3 =2