почвоведение – наука о почвах
TRANSCRIPT
![Page 1: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/1.jpg)
Почвоведение – наука о почвах
1. Особенности почвенного покрова2. Факторы почвообразования3. Стадии развития почв4. Строение почвенно-грунтового слоя5. Свойства почв6. Основные функции почвы7. Неоднородность почвенного покрова Каширо Маргарита Александровна,
к.г.н., доцент кафедры географии,[email protected]
![Page 2: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/2.jpg)
Основоположник почвоведения - Василий Васильевич 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».
![Page 3: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/3.jpg)
Почва (педосфера) -верхний слой 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.
![Page 4: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/4.jpg)
Плодородие Самое ценное свойство почвы, 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
![Page 5: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/5.jpg)
Почвенный покров имеет ряд 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 местонахож дения).
![Page 6: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/6.jpg)
Факторы почвообразования• Почвообразующая порода• 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.
![Page 7: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/8.jpg)
Климатический фактор Определяет обеспеченность почвообразования 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.
![Page 9: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/9.jpg)
РастительностьНизшие растенияВысшие растения
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.
![Page 10: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/10.jpg)
Животный мир
• Грибы разлагают 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.
простейшиемикроорганизмы
дождевыечерви
насекомые
млекопитающие
аэробныебактерии
анаэробныебактерии
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.
![Page 11: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/11.jpg)
Рельеф Участвует в перераспределении света, 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
![Page 12: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/12.jpg)
Поверхностные и подземные воды: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 .
![Page 13: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/13.jpg)
ВремяОпределяет развитость и зрелость 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
![Page 14: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/14.jpg)
Стадии развития почв• Начало почвообразования• Развитие почвы• Формирование почвы
![Page 15: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/15.jpg)
Начало почвообразования (первичный почвообразовательный процесс)
• 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.
![Page 16: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/16.jpg)
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.
![Page 17: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/17.jpg)
Стадия формирования почвы
Может продолжаться 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.
![Page 18: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/18.jpg)
Почва образуется очень медленно, 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
![Page 19: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/19.jpg)
В результате длительных процессов 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.
![Page 20: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/22.jpg)
Органогенные горизонтыЛесная подстилка
Торфяной горизонт
Дерновый горизонт
![Page 23: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/23.jpg)
Черноземы
типичные маломощные
http://www.photosoil.ru/tags/8/
![Page 24: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/24.jpg)
Элювиальный горизонт в подзолистых 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
![Page 25: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/25.jpg)
Глеевые почвы
http://www.photosoil.ru/wrb/13/
![Page 26: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/26.jpg)
Свойства почв• Химические• Физико-химические• Физические• Биологические
![Page 27: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/27.jpg)
Почвенная структура• Твёрдая часть 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
![Page 28: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/28.jpg)
Жидкая фаза почвСвободная водаСвязанная вода
Химическисвязанная
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.
![Page 29: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/29.jpg)
Почвенный воздух• кислород;• углекислота;• метан и его гомологи (пропан, бутан);• водород;• сероводород;• азот; более вероятно образование азота в виде более
сложных соединений (например, мочевины)
![Page 30: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/30.jpg)
Основные свойства почв:• гранулометрический состав; • скважность (порозность, пористость); • плотность (объемная масса, или отношение массы
образца к его объему); • Влажность;• твердость; • липкость.
![Page 31: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/31.jpg)
Основные функции почвГидросферныеАтмосферныеЛитосферныеОбщебиосферныеИнформационные
http://photo-find.ru/?p=251
![Page 32: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/32.jpg)
Стадии развития почв• Начало почвообразования• Развитие почвы• Формирование почвы
![Page 33: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/33.jpg)
Гидросферные функции почв1). 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
![Page 34: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/34.jpg)
Атмосферные функции почв1) 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 атмосферы3) Почва – источник и приемник твердого вещества и микроорганизмов атмосферы4) Влияние почвы на энергетический обмен и влагооборот атмосферы
![Page 35: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/35.jpg)
Литосферные функции почв
1) Почва – защитный слой и фактор развития литосферы2) 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 ископаемых4) Передача аккумулятивной солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли.
![Page 36: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/36.jpg)
Общебиосферные функции почв:1) Почва - среда обитания для организмов суши2) Характер почвенного покрова определяет обособление географических зон3) 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
![Page 37: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/37.jpg)
Информационные функции почв
1) Память биогеоценоза (ландшафта) - почва является отражением изменения окружающей среды, так как она полностью зависит от условий среды2) 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).
![Page 38: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/38.jpg)
Распространение почв подчиняется закону зональностиВ.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
![Page 39: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/39.jpg)
Сущность явления зональности почвенного покрова
главные типы почв распространены по земной поверхности в виде полос, опоясывающих отдельные массивы суши или их значительные части. При этом горизонталь ная зональность распространения почв проявляется на обширных горизонтальных поверхностях, т.е. в условиях равнинного общего рельефа, а вертикальная — на горных склонах в условиях горно го рельефа.
![Page 40: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/41.jpg)
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.
![Page 42: почвоведение – наука о почвах](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022070521/58efd10d1a28ab21068b461d/html5/thumbnails/42.jpg)