Download to read offline
почвоведение – наука о почвах
- 1. Почвоведение – наукао почвах 1. Особенности почвенного покрова 2. Факторы почвообразования 3. Стадии развития почв 4. Строение почвенно-грунтового слоя 5. Свойства почв 6. Основные функции почвы 7. Неоднородность почвенного покрова Каширо Маргарита Александровна, к.г.н., доцент кафедры географии, mkashiro@yandex.ru
- 2. Основоположник почвоведения - ВасилийВасильевич Докучаев (1846 – 1903) В.В. Докучаев в 1883 г. впервые рассматривает почву как самостоятельное природное тело, формирующееся под воздействием различных факторов, таких как грунт, климат, рельеф и растительность. Он делает вывод, что почва «есть функция (результат) от материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время». «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых».
- 3. Почва (педосфера) - верхнийслой земной коры в пределах суши, обладающий плодородием, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых организмов и мёртвой (неорганической) природы, солнечного тепла, и атмосферных осадков.
- 4. Плодородие Самое ценное свойствопочвы, под которым понимают ее способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами, влагой, достаточным количеством воздуха и тепла. Именно это отличает почвы от горной породы http://studopedia.su/10_146719_vazhneyshie-metamorficheskie- porodi.html http://photo-find.ru/?p=251
- 5. Почвенный покров имеетряд особенностей: • Незаменимость (землю как средство производства ничем нельзя заменить), • Ограниченность (заключается в том, что ее поверхность нельзя расширить), • Неперемещаемость (использование почвы как средства производства связано с постоянством ее местонахождения).
- 6. Факторы почвообразования • Почвообразующаяпорода • Климат • Растительность • Животные • Рельеф • Поверхностные и подземные воды • Время Все природные факторы являются равнозначными. Каждый из них оказывает свое специфическое влияние на почвообразование и без участия какого-либо из них почвообразование невозможно.
- 7. Почвообразующая порода является основой,из которой формируется почва. Выделяют две основные функции материнской горной породы в почвообразовании: • формирование состава почвенных масс • формирование состава подстилающей породы. Состав горных пород определяет химический, минералогический, гранулометрический состав будущих почв
- 8. Климатический фактор Определяет обеспеченностьпочвообразования влагой (атмосферные осадки) и энергией (солнечная радиация – свет и тепло). Климат на различных широтах земного шара различен. Различают арктический, субарктический, умеренный, субтропический и тропический климат. В соответствии с климатическими условиями различают и растительные зоны, отличающиеся количеством растительного органического вещества, и, соответственно, скоростью и продолжительностью биологического круговорота и тип процесса почвообразования.
- 9. Растительность Низшие растения Высшиерастения Деревянистые Травянистые Зеленые низшие и высшие растения используют в процессе роста радиационную энергию Солнца, вовлекая в биологический круговорот огромное количество химических элементов, ежегодно формируя около 233 млрд. т органического вещества на поверхности и внутри почвы. Корни растений чисто механически разрыхляют почву, увеличивая водо- и воздухопроницаемость пород, изменяют своими выделениями свойства материнских пород, что способствует развитию микроорганизмов.
- 10. Животный мир • Грибыразлагают клетчатку, лигнин и другие органические вещества почвы и также способствуют образованию гумуса. • Дождевые черви (живут на глубинах до 12 м), проделывая ходы в почве, рыхлят и аэрируют ее, что способствует развитию корневой системы растений, кроме того, перерабатывая органические остатки, образуют гумус. За один год черви, живущие на 1 га способны переработать до 100 т органических остатков и перемешать ~120 т земли. • Насекомые и животные также активно разрушают органическое вещество, минерализуют его и, тем самым, выступают посредниками в обмене между почвой, атмосферой, обеспечивая круговорот элементов питания. простейшие микроорганизмы дождевые черви насекомые млекопитающие аэробные бактерии анаэробные бактерии грибы • Микроорганизмы за счет выделяемых ими ферментов разлагают органические вещества и образуют органо- минеральные соединения – гумус. Количество микроорганизмов колеблется от нескольких сотен в до 3 миллиардов в 1 грамме почва. Масса микроорганизмов может составлять от 3 до 8 т/га в черноземных почвах.
- 11. Рельеф Участвует в перераспределениисвета, тепла и влаги, поступающих на поверхности почвы, а следовательно на жизнь растений, животных, микроорганизмов, что сказывается на процессах почвообразования в целом. Кроме этого рельеф обусловливает перемещение почвенных масс по склону в результате эрозионных и аккумулятивных процессов. Как правило, положительные элементы рельефа не участвуют в процессах почвообразования, а отрицательные участвуют
- 12. Поверхностные и подземныеводы: В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения. • Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м). • Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м. • Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м .
- 13. Время Определяет развитость изрелость почвенного профиля, его типичность и степень соответствия морфологических особенностей биоклиматическим. Наиболее древние почвы в условиях равнинного рельефа, в горных районах возраст почв значительно меньше http://photo-find.ru/?p=251 http://ecology-of.ru/priroda/kakie-est-pochvy-i-prirodnye-zony
- 14. Стадии развития почв •Начало почвообразования • Развитие почвы • Формирование почвы
- 15. Начало почвообразования (первичный почвообразовательныйпроцесс) • совпадает с началом функционирования пионерных наземных экосистем (биогеоценозов). • на начальной стадии функционирования экосистем в них складывается биологический круговорот, характеризующийся низкой биологической продуктивностью. • на начальных стадиях почвообразования имеют место и процессы небиологической природы: физические, физико-химические, химические, осуществляющиеся преимущественно на атомно- ионном, молекулярном и коллоидном уровнях, например процессы растворения - осаждения, испарения - конденсации и т. д. • на начальной стадии почвообразования процессы протекают независимо друг от друга. На заключительном этапе данной стадии осуществляется постепенная взаимосвязь между биологическим круговоротом и абиотическими элементарными микропроцессами.
- 16. Стадия развития почвы •Возрастает биологическая продуктивность наземных экосистем и объем биологического круговорота в результате расширения масштабов деятельности высших растений. • В результате поглощения и трансформации веществ в организмах элемент возвращается в почву в составе других соединений, которых раньше не было в породе. Они отличаются большей растворимостью, более доступны для других организмов и растений, в результате чего увеличивается объем биологического круговорота, изменяется вещественный состав почв. • На данной стадии протекают процессы, формирующие специфические признаки почв, например, как оподзоливание, гумусовая аккумуляция, торфообразование и др. • В результате действия почвенных мезопроцессов формируются специфический вещественный состав и физические свойства почвы, а также возникает пространственная дифференциация свойств.
- 17. Стадия формирования почвы Можетпродолжаться сотни, тысячи лет и более. На данной стадии вовлечение новых элементов из минералов почвообразующей породы происходит в более ограниченных масштабах. Состав почвы и ее основные свойства относительно стабильны во времени. Реализуются все группы процессов (микро-, мезо- и макропроцессы, биологические и абиотические и т.д.). Почвы достигают данной стадии при стабильных длительных внешних условиях.
- 18. Почва образуется оченьмедленно, для полного обновления её минеральной части на глубину 1 м необходимо 10 000 лет http://apbiomaedahs.weebly.com/uploads/1/8/4/0/18405139/538942946_orig.png
- 19. В результате длительныхпроцессов почвообразования происходит разделение почвенной толщи на горизонты • Почвенные горизонты - однородные слои, обладающие одинаковым цветом, строением, структурой и другими признаками. • Комплекс горизонтов, характерный для данного типа почвообразования, образует почвенный профиль. • По степени выраженности отдельных почвенных горизонтов, их мощности, химическому составу определяют типы почв — черноземы, подзолистые почвы, солончаки и т.д.
- 20. Почвенные горизонты • Органогенные(A0, O)— характеризующиеся биогенным накоплением органического вещества. • Элювиальные (A)— характеризующиеся выносом органических и/или минеральных компонентов. • Иллювиальные (B) — характеризующиеся накоплением вынесенного из элювиальных горизонтов вещества. • Метаморфические — образуются при трансформации минеральной части почвы на месте. • Гидрогенно-аккумулятивные (S) — образуются в зоне максимального накопления веществ (легкорастворимые соли, гипс, карбонаты, оксиды железа и т. д.), приносимых грунтовыми водами. • Коровые (K) — горизонты, сцементированные различными веществами (легкорастворимые соли, гипс, карбонаты, аморфный кремнезём, оксиды железа и др.). • Глеевые (G) — с преобладающими восстановительными условиями. • Подпочвенные (C)— материнская порода, из которой образовалась почва, и залегающая ниже подстилающая порода иного состава (D). Для горизонтов принято буквенное обозначение, позволяющее записывать строение профиля
- 22. Органогенные горизонты Лесная подстилка Торфянойгоризонт Дерновый горизонт
- 23.
- 24. Элювиальный горизонт вподзолистых почвах http://oko-planet.su/science/sciencenews/185311-rossiyskie-uchenye-vyrastili-les-v-novom-klimate.html http://www.smnk.de/forschung/zoologie/forschungsschwerpunkte/bodenzoologie/ http://www.photosoil.ru/profiles/?page=6
- 25.
- 26. Свойства почв • Химические •Физико-химические • Физические • Биологические
- 27. Почвенная структура • Твёрдаячасть почвы — совокупность всех видов частиц, находящихся в почве в твёрдом состоянии при естественном уровне влажности. • Поровое пространство в почве — разнообразные по размерам и форме промежутки между механическими элементами и агрегатами почвы, занятые воздухом или водой. • Новообразования — скопления веществ, образующиеся в почве в процессе её формирования. • К включениям относят любые объекты, находящиеся в почве, но не связанные с процессами почвообразования
- 28. Жидкая фаза почв Свободнаявода Связанная вода Химически связанная Физически связанная Химически связанная вода (конституционная, кристаллизационная и гидратная) входит в состав некоторых минералов. Ее можно удалить путем нагревания или прокаливанием минералов (конституционную воду). В результате выделения химически связанной воды свойства тела настолько меняются, что можно говорить о переходе в новый минерал. Физически связанную воду почва удерживает силами поверхностной энергии. Поскольку величина поверхностной энергии возрастает с увеличением общей суммарной поверхности частиц, то содержание физически связанной воды зависит от размера частиц, слагающих почву.
- 29. Почвенный воздух • кислород; •углекислота; • метан и его гомологи (пропан, бутан); • водород; • сероводород; • азот; более вероятно образование азота в виде более сложных соединений (например, мочевины)
- 30. Основные свойства почв: •гранулометрический состав; • скважность (порозность, пористость); • плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему); • Влажность; • твердость; • липкость.
- 31.
- 32. Стадии развития почв •Начало почвообразования • Развитие почвы • Формирование почвы
- 33. Гидросферные функции почв 1).Участие почвы в формировании речного стока и водного баланса. 2). Трансформация атмосферных осадков в почвенно-грунтовые и грунтовые воды • Изменение химического состава вод при прохождении А.О. через почвенный профиль • Изменение газового состава А.О., так как окисление органики (расход О2 и выделение СО2) в итоге обогащение растворами карбонатов • Обогащение А.О. химическими соединениями почв в зависимости от типа почв. 3). Почва - фактор биопродуктивности водоемов (влияют на эвтрофирование водоемов) 4). Почвенный защитный барьер акваторий
- 34. Атмосферные функции почв 1)Почва как фактор формирования и эволюции газового состава атмосферы • Опосредованное влияние – функционирование наземных биоценозов (которые контролируют многие параметры атмосферы – содержание О2, СО2, микрогазов и др.) зависит от свойств почв. • Прямое – газообмен между почвой и воздушной оболочкой (В. И. Вернадский говорил: «газы биосферы те же, которые создаются при газовом обмене живых организмов»). 2) Почва – регулятор газового состава современной атмосферы 3) Почва – источник и приемник твердого вещества и микроорганизмов атмосферы 4) Влияние почвы на энергетический обмен и влагооборот атмосферы
- 35. Литосферные функции почв 1)Почва – защитный слой и фактор развития литосферы 2) Биохимическое преобразование приповерхностной части литосферы • Косвенная роль – без почвы (а она основная среда обитания организмов суши) активное биохимическое изменение литосферы было бы невозможно • Непосредственное участие – почва – поставщик органических кислот, которые разлагают первичные минералы; 3) Почва – источник вещества для формирования пород и полезных ископаемых 4) Передача аккумулятивной солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли.
- 36. Общебиосферные функции почв: 1)Почва - среда обитания для организмов суши 2) Характер почвенного покрова определяет обособление географических зон 3) Почва – связующее звено биологического и геологического круговоротов (в геологическом круговороте доминирует одно направление потока вещества – снос на плакорах и накопление в акваториях; биокруговорот направлен на аккумуляцию и удержание элементов на водоразделах) 4) Почва - фактор биологической эволюции +источник элементов питания и механическая опора растений, жизненное пространство, жилище представителей фауны, стимулятор и ингибитор биохимических процессов
- 37. Информационные функции почв 1)Память биогеоценоза (ландшафта) - почва является отражением изменения окружающей среды, так как она полностью зависит от условий среды 2) Функция сигнала для сезонных и других биологических процессов • Параметры почвы – тепловой, водный, пищевой, солевой режимы – изменяются периодически. Определяет «включение» различных процессов. • Санитарная функция (переработка ежегодно попадающих отходов жизнедеятельности организмов, растительного опада, посмертных останков животных).
- 38. Распространение почв подчиняется законузональности В.В. Докучаев различал пять главных почвенных зон: • бореальную, • таежную, • черноземную, • аэральную, • латеритную Типология почв с того времени претерпела большие изменения, все материки покрылись причудливым рисунком ареалов почвенных типов, но общий контур зональности почв сохранился
- 39. Сущность явления зональности почвенногопокрова главные типы почв распространены по земной поверхности в виде полос, опоясывающих отдельные массивы суши или их значительные части. При этом горизонтальная зональность распространения почв проявляется на обширных горизонтальных поверхностях, т.е. в условиях равнинного общего рельефа, а вертикальная — на горных склонах в условиях горного рельефа.
- 41. Типы зональных почв •Тундрово-глеевые почвы формируются в зоне тундры в условиях постоянного переувлажнения и низких температур. Они маломощны. Из-за затрудненного доступа кислорода в почвах имеется глеевый горизонт. • Подзолистые почвы характерны для зоны хвойных и смешанных лесов. Там, где осадков выпадает больше, чем испаряется, в почвах формируется промывной режим, при котором продукты распада органических и минеральных веществ быстро выносятся в нижние почвенные горизонты. Образуется осветленный подзолистый горизонт, по цвету напоминающий золу. Гумуса мало, почвы требуют внесения удобрений. • Серые лесные почвы формируются под смешанными, широколиственными лесами и лесостепями в условиях умеренного климата. Мягкая зима, тёплое лето и умеренное увлажнение приводят к тому, что гумусовый горизонт может достигать 50 см. • Из всех почв Земли самыми плодородными являются чернозёмы. Они образуются в зоне степей и лесостепей, где климат сухой и относительно тёплый. Чернозёмы содержат самый мощный слой гумуса, который формируется из большого количества отмирающей степной растительности и корней. Иногда слой гумуса достигает 1 м и более. • Серозёмы — почвы пустынь и полупустынь. Они образуются при высоких температурах и недостатке влаги. Гумуса в них мало, он накапливается только за счет отмирания весенней травянистой растительности и составляет всего несколько сантиметров. Эти почвы могут быть плодородны только при хорошем орошении. • Ферраллитные почвы формируются под влажными экваториальными и тропическими лесами на сильно разрушенных горных породах древней суши - ферраллитной коре выветривания. Из-за содержания большого количества окислов железа и алюминия почвы приобретают красные, желтые и бурые цвета и поэтому носят название краснозёмов, жёлто-красных, красных, красновато-бурых, коричнево-красных почв. Слой гумуса в этих почвах достаточно большой.