почвоведение ганжара. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений
 Скачать 7.4 Mb.
|
|
Для каждого термического пояса характерны определенные типы растительности и почв, поэтому в системе почвенно-географического районирования их называют почвенно-биоклиматичес- кими поясами. В пределах почвенно-биоклиматических поясов существуют значительные различия по условиям увлажнения и степени континентальное™ климата, оказывающие большое влияние на дифференциацию типов растений и почв. В связи с этим выделяют по- чвенно-биоклиматические области по влагообеспеченности и степени континентальное™ климата. Для характеристики обеспеченности влагой используются гидротермические коэффициенты, рассчитываемые по отношению осадков к испаряемости. Наибольшее распространение получил коэффициент увлажнения (КУ), предложенный Г.Н.Высоцким (1904) и разработанный для географических зон Н.Н.Ивановым (1948), известный под названием “коэффициент Высоцкого- Иванова”. Он рассчитывается как отношение среднемноголетнего количества осадков за год к испаряемости, определенной с поверхности водоемов. В соответствии с водообеспеченностью выделяются группы климатов или почвенно-биоклиматические области (таблица 5.2).
В основу разделения климата по степени континентальности положена годовая амплитуда температур. Коэффициент континентальности вычисляется по формуле, предложенной Н.Н.Ивановым: К = А - 100 /0,33 М, где А — годовая амплитуда температуры из среднемесячных ее величин, М — широта местности. Для океанических областей степень континентальности (величина К) — менее 100%, для слабоумеренных и среднеконтинентальных — 100-250 и резкоконтинентальных — более 250%. При агроклиматическом районировании (Д.И.Шашко, 1967) кроме обеспеченности теплом, влагой и континентальности климата используются следующие показатели: продолжительность периода вегетации с t >10°С; суровость зимы, определяемая средней температурой самого холодного месяца; снежность зимы, характеризуемая высотой снежного покрова. Большое влияние на местные условия почвообразования оказывают микроклиматические условия, которые зависят от рельефа, растительного покрова, наличия водоемов и других биосферных факторов. Их необходимо учитывать при формировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Например, почвы на склонах разной экспозиции, получающие разное количество тепла, имеют разную степень смытости, степень оглеения, мощность гумусового слоя и др. Климат влияет на эффективность земледелия, величину урожая как опосредованно, через свойства и плодородие почв, так и прямо, обусловливая оптимальные условия температуры и влажности атмосферы, освещенность, величину снежного покрова и др. Поэтому с климатическими условиями связан и набор культур, способных давать урожай при данных климатических условиях, и величина урожая. Даже на почвах одного и того же типа, например, черноземах выщелоченных, но в разных климатических условиях (Европейская часть России, Западная Сибирь, Восточная Сибирь) набор культур и максимальная величина урожая прежде всего определяются климатическими условиями. Из этого следует, что культурные растения в значительно большей степени реагируют на изменение климатических условий, по сравнению с почвами. Поэтому оценка плодородия почв должна проводиться в системе оценки ландшафтов, с обязательным учетом климатических условий и положения в рельефе. Глава 6. Биологические факторы почвообразования За время существования жизни на Земле живое вещество преобразовало огромное количество солнечной энергии в химическую и механическую работу процессов выветривания. Часть энергии трансформировалась в потенциальную и длительное вре- jvoi в виде громадных запасов органических и органо-минеральных веществ (нефть, уголь, торф, гумус и др.) сохраняется в земной коре. Живое вещество существенно изменило химический состав атмосферы, литосферы и гидросферы. Благодаря живому веществу сформировалась почва и главное ее свойство — плодородие. В основе почвообразования лежит биологический круговорот веществ, сущность которого заключается в том, что химические элементы литосферы, вода и элементы атмосферы поглощаются живыми организмами, перегруппировываются и возвращаются в почвы, но уже в новом качестве и других количествах. По данным А.П.Виноградова (1957), около 70% живого вещества приходится на кислород, 18 — на углерод, около 10 — на водород, остальные 2,0-2,5% представлены такими элементами, как азот, кальций (от 1 до 10%), сера, фосфор, калий, кремний (0,1-1%); железо, натрий, хлор, алюминий, магний (0,01-0,1%). Эти же элементы составляют более 99% веществ, слагающих литосферу и почвы, но в других соотношениях. В составе живых организмов значительно выше, чем в составе литосферы, содержание углерода, водорода и кислорода и значительно ниже — кальция, магния, калия, натрия, железа, алюминия и кремния. Существует большое разнообразие живых организмов. В основу классификации биоты положены тип питания и тип строения живых организмов (рис. 6.1). По типу питания выделяются эукариоты — истинные ядерные (растения и водоросли, животные и грибы) и прокариоты — доядерные (бактерии, архебакте- Рии и синезеленые водоросли). Из выделенных семи групп формируются четыре царства живой природы:
Рис. 6.1. Царства живой природы (по И.П.Бабьевой, 1989)
6.1.Зеленые растения, малый биологический круговорот веществ Живое вещество Земли на 99% представлено массой растительных организмов, поэтому характер биологического круговорота определяется, в первую очередь, зелеными растениями. Главной функцией растений в биосфере и в почвообразовании является синтез органического вещества и накопление потенциальной энергии в почве. Зеленые растения представлены лесными и травянистыми сообществами, влияние которых на почвообразование существенно различается. Для характеристики биологического круговорота веществ и роли растений в почвообразовании учитываются следующие показатели:
В таблице 6.1 приведены показатели биологического круговорота растительных сообществ основных природных зон в составе древесных, кустарниковых, травянистых и мохово-лишайниковых формаций. Для биологического круговорота веществ лесных сообществ характерно длительное исключение из него значительной части азота и зольных элементов, которые накапливаются в стволах и ветвях. Только незначительная часть органических веществ (35 т/га) поступает ежегодно в почву в форме наземного опада (хвоя, листья, ветошь и др.). Вместе с ними в почву возвращаются 50-300 кг/га зольных элементов и азота, значительная часть которых накапливается в составе лесной подстилки и постепенно, за
Для биологического круговорота травянистых сообществ характерно значительно меньшее накопление общей массы, но существенно большее возвращение с ежегодным опадом (до 15 т/га сухого вещества) по сравнению с лесными формациями. В сообществах луговых степей до 700 кг зольных элементов и азота ежегодно возвращаются в почву вместе с опадом. Значительная часть °пада (до 70%) поступает не на поверхность почвы, а в форме корней в верхние горизонты почвенного профиля, что способствует накоплению гумуса и формированию структуры (агрегатов Разного размера) почвы. С величиной ежегодного опада тесно связано количество образующегося гумуса, численность микрофлоры и микрофауны.Интенсивность разложения опада определяется, в первую очередь, гидротермическими условиями. Если в условиях влажных тропических лесов при величине опада в 25 т/га лесная подстилка составляет только 2 т/га, то в лесах умеренного пояса из 3-5 т/га опада накапливается 30-50 т/га лесной подстилки. Различия в биохимическом составе растительного опада обусловливают разную скорость его разложения даже в одинаковых гидротермических условиях, что отражается на составе образующегося гумуса. Большое влияние на почвообразование оказывают зольность опада, количество оснований и азота в его составе. Зольность растений в среднем составляет около 1,5%, но во многих злаковых и эфемерно-полынных сообществах может достигать 8-10%, а в галофит- ных сообществах на солончаках — даже 20-50%. Растения обладают свойством избирательно поглощать и концентрировать из рассеянного состояния химические элементы, необходимые для их роста и развития. Благодаря этому в почвах происходит биогенное накопление ряда биофильных элементов, таких как фосфор, кальций, магний, калий, сера и др. Обогащение верхних слоев почвы основаниями и азотом способствует образованию и накоплению в них гумуса. В процессе питания корни растений в обмен на поглощенные ими элементы питания продуцируют значительное количество корневых выделений, в составе которых много ионов водорода и анионов органических кислот. По данным ряда ученых, корневые выделения составляют десятки и сотни килограммов на 1 га. Вместе с органическими кислотами, образующимися при разложении опада, и углекислотой, выделяемой при дыхании корней, они проделывают большую химическую работу, вовлекая в биологический круговорот веществ новые порции химических элементов из горных пород и минералов. Растения, наконец, защищают почву от эрозионных процессов. В естественных условиях количество сносимого эрозионными процессами материала компенсируется процессами почвообразования.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||