Что такое дифференциация почвы

Факторы дифференциации почвенного покрова

Структура почвенного покрова

Факторы дифференциации почвенного покрова

ЛЕКЦИЯ 5.ФАКТОРЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Биологический и климатический факторы.Биологический и климатический факторы определяют основное деление педосферы на пояса, области, зоны, подзоны и т.д. как следствие горизонтальной и вертикальной зональностей, открытых еще В. В.Докучаевым в конце XIX в. В 1899 г. ученый впервые предложил на карте-схеме разделить Северное полушарие на пять почвенных зон, выделив бореальную, или арктическую, зону, лесную зону с подзолами, зону черноземных степей, аэральную зону с подразделением на каменистые, песчаные, солончаковые и лессовые пустыни, латеритную зону. Впоследствии при накоплении новых фактических данных это гениальное открытие в целом подтвердилось как универсальная закономерность для всего почвенного покрова планеты. При этом выяснилось, что конфигурация и направление почвенных зон могут быть даже меридиональными, что связано с характером пространственных изменений гидротермических условий на разных материках.

В отличие от вышеизложенной схемы деления почв на пояса М.А. Глазовская считает, что правильнее объединять почвы не по термическим поясам, а по геохимическим ассоциациям почв, имеющим сходное атмосферное увлажнение. Эти ассоциации были названы почвенно-геохимическими полями — полями кислых, нейтрально-щелочных, щелочных и других почв. Понятие, сходное с почвенно-геохимическими полями и так же, как у М.А.Глазовской, основанное на единстве геохимического состава, ввел В.А.Ковда, предложив в качестве глобальной единицы педосферы почвенно-геохимическую формацию почв.

Горизонтальная зональностьпроявляется в виде широтного, меридионального или концентрического расположения зональных типов почв и почвенных комбинаций на крупных континентах, особенно Евроазиатском, Африканском, Североамериканском, образуя почвенно-климатические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата. Каждый пояс характеризуется набором типов почв, различающихся по условиям увлажнения, но не встречающихся в других поясах.

В пределах почвенно-климатических поясов по гидротермическим особенностям и типам растительности вьщеляются почвенно-биоклиматические области: влажные (гумидные и экстрагумидные) с лесным, таежным или тундровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитно-лесным и саванным растительным покровом и сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом. Почвенный покров областей более однородный, чем в поясах, но не настолько, чтобы выделить только один зональный тип почв.

Почвенно-биоклиматические области, как правило, состоят из нескольких почвенных зон, которые вьщеляются по зональному типу почвообразования — черноземному, подзолистому и т.д. Биоклиматические условия в пределах почвенных зон меняются в довольно широком диапазоне, что определяет внутритиповые различия почв. По характерным особенностям зонального типа почв выделяют почвенные подзоны, например оподзоленные, выщелоченные, типичные черноземы.

Различия в степени континентального климата, неодинаковое распределение осадков по сезонам года стали основой учения о фациях и провинциях (Л.И.Прасолов, 1916; И.П.Герасимов, 1936). Почвы разных фаций внутригенетического типа существенно отличаются по особенностям гидротермического режима. Они промерзают на разную глубину, оттаивают и прогреваются с неодинаковой скоростью, имеют различные запасы влаги в поверхностном слое к началу вегетационного периода и разные температуры в более глубоких горизонтах почв. Поэтому почвы отдельных подзон и фаций рассматривают как самостоятельные генетические подтипы.

Почвенные провинции— более мелкие подразделения и выделяются внутри фаций. От умеренного пояса к тропикам фациальность и провинциальность почвенного покрова ослабевают из-за отсутствия резких климатических внутриконтинентальных различий, контрастности гидротермических условий по сезонам года, промерзания почв и т.д. Фациальность и провинциальность почв — не зональные, а региональные закономерности — особенности почвенного покрова.

Вертикальная зональностьимеет много общего с горизонтальной по характеру смены почв и закономерностям их формирования, но в отличие от нее представлена большим набором разнообразных специфических горных почв, пестрота которых обусловлена литолого-топографическими факторами. Кроме того, отмечаются смещение почвенных зон и их выпадение или замещение другими. Биоклиматические факторы в горах дифференцируют почвенный покров на более низком уровне организации — уровне провинций, зон и подзон почв, не образуя, как при горизонтальной зональности, биоклиматических поясов и областей.

Учение о горизонтальной и вертикальной зональностях почв, о климатических фациях и геохимических формациях почв отражает глобальные закономерности географии почвенного покрова, позволяющие на высшем уровне организации почвенного покрова выявить его мегаструктуры: геохимические поля и почвенно-биоклиматические области, ареалы почвенно-геохимических формаций и почвенные зоны. Те и другие занимают обширные территории на континентах и дают максимальные различия в вещественном составе почв.

В целом посредством биоклиматических факторов почвенный покров дифференцируется на высоких уровнях организации, определяя вариабельность почв на уровне подтипов, типов и комбинаций подтипов и типов. Менее значимые различия в почвенном покрове биоклиматические факторы, как правило, не обусловливают. На более низких уровнях организации почвенного покрова доминируют топогенные и литогенные факторы дифференциации.

Источник

Разделение почв по степени дифференциации профиля

Природа дифференциации профиля устанавливается на основа­нии рассмотрения не только гранулометрии, но и минерального состава, а также комплекса других компонентов и свойств.

Минеральные почвенные горизонты

По своему происхождению минеральные почвенные горизонты делятся на элювиальные, иллювиальные, метаморфические и глеевые.

Элювиальные горизонты образуются за счет вымывания из них различных подвижных продуктов почвообразования и накопления остаточных, самых устойчивых труднорастворимых минералов, сре­ди которых наиболее обычен кварц, а в некоторых почвах — амор­фный кремнезем. Вымывание красящих веществ (гумуса, соедине­ний железа) и остаточное накопление светлых минералов (кварца, кислых полевых шпатов, аморфного кремнезема и др.) обусловли­вают светлую белесую окраску элювиальных горизонтов. Вымыва­ние глинистых частиц и коллоидов приводит к остаточному накоп­лению песчаных и пылеватых частиц, поэтому элювиальные гори­зонты выделяются в профиле более легким гранулометрическим составом, пылеватостью, непрочной плитчатой или листоватой струк­турой. Они обозначаются индексами А2 или Е.

Иллювиальные горизонты формируются в средней и нижней час­тях профиля за счет вмывания в них из вышележащих горизонтов относительно подвижных продуктов почвообразования, перемещающихся в виде суспензий, коллоидных и истинных растворов и выпадающих в осадок по мере испарения растворов и изменения физико-химической и термодинамической обстановок. Иллювиальные горизонты часто бо­лее тяжелого гранулометрического состава, чем вышележащие гори­зонты и чем почвообразующие породы. Эти горизонты более плот­ные, имеют ореховатую, крупнопризматическую, глыбистую, а в не­которых почвах столбчатую структуру. Они обогащены по отношению к верхним горизонтам и почвообразующей породе относительно под­вижными минеральными, органо-минеральными или органически­ми веществами, выносимыми из верхней части почвенной толщи. Внешний вид и химический состав иллювиальных горизонтов раз­личных почв и даже одной и той же почвы на разных глубинах нео­динаков. Это обусловлено различной степенью растворимости и под­вижности передвигающихся в пределах почвенного профиля веществ. Наиболее легко растворимы, а следовательно, и наиболее подвижны простые соли (NaCl, Na₂C0₃, Na₂S0₄, MgCl₂, Са(НСО_э)₂ и др.). Зна­чительно менее подвижны вещества, дающие коллоидные растворы: гидроксиды железа, алюминия, марганца, кремнезем, сложные орга­нические (гумусовые) и органо-минеральные вещества, а также сус­пензии глинистых минералов.

Иллювиальные горизонты обозначаются индексом В, но с до­бавлением малого индекса, указывающего на состав вмываемых в данный горизонт веществ.

Во многих почвах в иллювиальных горизонтах накапливаются вымываемые из верхних горизонтов карбонаты кальция. На некото­рой глубине формируется плотный, с многочисленными новообра­зованиями иллювиально-карбонатный горизонт B_ca.

В почвах, развивающихся на гипсовых породах, в условиях арид­ного климата гипс, выщелачиваемый из верхних почвенных гори­зонтов, накапливается в нижележащем иллювиальном горизонте образуется в виде мелких кристаллов, прожилочек и более круп­ах кристаллических стяжений. Иллювиально-гипсовый горизонт обозначают индексом В_cs

В случае, когда в иллювиальный горизонт привносятся илистые частицы, он резко выделяется по гранулометрическому составу, плотности, структуре и называется иллювиально-текстурным гори­зонтом, обозначаясь индексом В_t

Если в иллювиальном горизонте накапливаются гидроксиды железа и он имеет ржаво-бурый или охристый цвет, он называется иллювиально-железистым и обозначается индексом B_Fc.

При накоплении в иллювиальном горизонте железо- и алюмо-гу- мусовых органо-минеральных соединений и комплексов он приобре­тает темно-серую, часто кофейную окраску. В этом случае его называ­ют иллюЕиально-гумусовым горизонтом и обозначают индексом B_h.

В некоторых почвах можно наблюдать несколько иллювиальных горизонтов, располагающихся один под другим, причем более легко растворимые соединения вымыты глубже, а более трудно раствори­мые — менее глубоко. Так, встречаются почвы, в которых присут­ствуют карбонатный горизонт и ниже его — гипсовый горизонт, или почвы, в которых в верхней части иллювиального горизонта накап­ливаются полуторные оксиды, а в располагающемся под ним иллю­виальном горизонте обнаруживается накопление извести и т. д.

Метаморфические горизонты, или горизонты внутрипочвенного выветривания, формируются в средней, безгумусовой или малогуму­совой части профиля в определенных гидротермических условиях (длительные положительные температуры, достаточная влажность, на породах, богатых первичными минералами). При активном физичес­ком и химическом выветривании первичных алюмосиликатов и си­ликатов в метаморфическом горизонте накапливаются глинистые минералы, размеры кристаллов которых измеряются микронами и долями микронов, образуются коллоидные осадки, горизонты мета- морфизации оглиниваются, в них накапливаются тонкопылеватые и илистые частицы, образовавшиеся в этом же горизонте in situ. Вслед­ствие деятельности корней и почвенной фауны нарушается сложе­ние исходной породы. Последнее особенно хорошо заметно, если почвообразование идет на коре выветривания массивных пород. Ме­таморфические горизонты подразделяются по составу образующихся в них вторичных минералов. Метаморфические горизонты имеют бурый или коричневато-бурый цвет. Обозначаются они индексом В_т.

Особый облик и состав имеют глеевые горизонты. Они образуют­ся в почвах с плохой аэрацией, часто переувлажненных, где окисли­тельная обстановка сменяется восстановительной. Вследствие вос­становления соединений железа и его последующего частичного окисления эти горизонты имеют сизо-серый, зеленоватый, оливко­вый цвет, часто чередующийся с охристыми и ржавыми пятнами в зонах локальной аэрации (трещины, ходы корней и червей). Глеевые горизонты обозначаются индексом G. Если признаки оглеения появляются в каких-либо других минеральных горизонтах, они по­лучают двойную индексацию (например, A2g — элювиальный огле- енный, — метаморфический оглеенный и т. д.).

Горизонты гидрогенной аккумуляции подвижных соединений обра­зуются в различных частях профиля почв за счет выпадения из раство­ров веществ, приносимых со стороны с почвенными или фунтовыми водами. При испарении вод растворенные в них соли кристаллизуют­ся на поверхности почв или внутри почвенной толщи, заполняя в пос­леднем случае поры, трещины, корневые ходы и другие полости или образуя сцементированные плотные горизонты (хардпэны). По соста­ву накапливающихся компонентов горизонты гидрогенной аккумуля­ции столь же разнообразны, как и иллювиальные горизонты. В засуш­ливых областях широко распространены горизонты гидрогенной ак­кумуляции легкорастворимых солей, гипса, извести и аморфного кремнезема, в более влажных — сцементированные ожелезненные го­ризонты. Эти горизонты обозначаются индексом S.

Неизмененная почвообразованием материнская, или почвообра- зующая, порода обозначается индексом С. Если она быстро сменяет­ся с глубиной другой, подстилающей, породой, последняя обознача­ется индексом D.

Мощность и степень выраженности почвенных генетических го­ризонтов существенно варьируют. Различен и характер границ между горизонтами: в одном случае границы резкие, в других — неясные и тогда выделяется ряд переходных, промежуточных горизонтов, обо­значаемых двойной индексацией, например А2В или ВС и т. д.

Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 1903 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Разнообразие почвенного покрова

Использование в почвенных исследованиях цифровых карт и ГИС-технологий позволяет получать количественные оценки в изучении взаимосвязи почв и факторов почвообразования — экологии почв. Особый интерес представляет рассмотрение почвообразующего потенциала природных факторов (ПППФ). Почвообразующий потенциал природных факторов определяется как способность формировать из любого твердофазного субстрата следующие объекты: а) наиболее сложно организованные почвенные тела (профили, педоны) и почвенные покровы; б) наиболее динамически сбалансированные и устойчивые по функционированию почвенные системы [275].

При этом может быть рассмотрен как почвообразующий потенциал отдельных факторов, так и общий результат воздействия факторов почвообразователей, или интегральный почвообразующий потенциал.

Интегральный ПППФ в части способности формирования из материнской породы наиболее сложно организованных почвенных тел и почвенных покровов, или степень вертикальной и латеральной дифференциации территории может служить оценкой разнообразия почвенного покрова.

Количественная оценка разнообразия почвенного покрова для территории России получена в программе MapInfo на основе цифровых карт масштаба 1:2 500 000 — почвенной и почвенно-экологического районирования [110, 187] (Для изображения результатов использована карта почвенно-географического районирования масштаба 1:15 000 000 — Атлас, с. 198). Цифровая почвенная карта содержит информацию о почвенном покрове и материнских породах. На цифровой карте почвенно-экологического районирования использована многоступенчатая таксономическая система деления территории. На высшем уровне выделяются: 1) географический пояс, 2) почвенно-биоклиматическая область. Далее отдельно рассматриваются равнинные и горные территории. На равнинах выделяются: 3) зона (подзона), 4) провинция, 5) округ, 6) район. В горах выделяются: 3) провинция, 4) округ, 5) (не обязательный уровень) подокруг или район.

Расчеты проводили на самом низшем уровне почвенно-экологического районирования — в границах районов (равнинные территории), в границах районов/подокругов/округов (горные территории), учитывая только тип основной почвы, занимающей большую часть площади полигона (без учета сопутствующих почв или комплексов). Полученные для территорий низшего уровня данные обобщали в границах самых крупных единиц почвенно-экологического районирования, выделяемых на равнине и в горах (уровень 3) — зон (подзон) и горных провинций — в программе MapInfo методом среднего взвешенного по площади.

Вертикальная дифференциация почвенного покрова

Степень вертикальной дифференциации почвенного покрова оценивали количеством почвенных горизонтов в территории (индекс вертикальной дифференциации — I_rd, представляющий собой среднее количество почвенных горизонтов с учетом площади, занимаемой типами почв). За основу взято количество горизонтов в таксономических почвенных единицах, выделенных на почвенной карте [187, 190].

Рассчитанный I_rd варьирует от 0,3 до 6,2. По степени вертикальной дифференциации почвенный покров России можно разделить на 5 уровней.

Минимальное количество горизонтов (I_rd до 2,5) выделяется в почвенном покрове зоны арктических почв Арктики (А), а также горных провинциях Арктических островов и Чукотской (а1, а4). Вся северная территория России также характеризуется низким уровнем вертикальной дифференциации почвенного покрова. Количество горизонтов в профиле в среднем не превышает 3-х (I_rd от 2,6 до 3,6).

Высокая степень вертикальной дифференциации (I_rd от 4,7 до 5,3) отличает почвенный покров зоны серых лесных почв лиственных лесов (К); серых лесных почв и черноземов (оподзоленных, выщелоченных и типичных) лесостепи (Л); подзоны таежных мерзлотных и палевых почв средней тайги (Ж); зоны буроземов хвойно-широколиственных и широколиственных лесов (О) и ряда горных провинций.

Максимальная вертикальная дифференциация (I_rd более 5,4) характерна для зоны дерново-подзолистых почв и дерново-подзолов южной тайги (Д). В эту группу входят также горные провинции: Западно-Закавказская (и1), Среднеуральская (б3), Южно-Сихотэ-Алинская (ж1).

Латеральная дифференциация почвенного покрова

Сложность организации почвенного покрова (индекс латеральной дифференциации — I_ld) рассчитывали по формуле:

n — количество почвенных таксономических единиц;

M — доля площади, занимаемая преобладающей почвенной таксономической единицей.

Площадь единиц почвенно-экологического районирования варьирует в широких пределах от десятков до десятков тысяч га. Для того чтобы исключить влияние площади выделенных единиц районирования на величину I_ld, его значение было приведено к единой площади — 1 млн км 2 .

Рассчитанный I_ld варьирует от 0,2 до 2,8. По сложности организации почвенного покрова территория России также поделена на 5 уровней.

Низкая и ниже средней латеральная дифференциация почвенного покрова отличает зону арктических почв Арктики (А), большую часть центральной Сибири и Дальнего Востока страны.

Практически вся территория европейской части России и Западной Сибири попадает в группу единиц почвенно-экологического районирования со значением I_ld выше среднего.

Наибольшая сложность организации характерна для почвенного покрова равнинной зоны серых лесных почв лиственных лесов (К) и горных провинций: Северо-Кавказской (д1), Восточно-Кавказской (з1), Западно-Закавказской (и1), Хибинской (б1), Южно-Алтайской (е4).

Оценка разнообразия почвенного покрова

Разнообразие почвенного покрова (индекс разнообразия — I_d), или сложность почвенной вертикальной и латеральной организации территории оценивали произведением 2-х рассчитанных индексов, значения которого (0,03 — 14,7) объединены в 5 градаций.

В целом почвенный покров России по индексу разнообразия делится на две части — западную (юго-западную) и северо-восточную. Промежуточное положение (средняя величина — I_d) занимают подзона тундровых глеевых почв и подбуров Субарктики (Б), зоны буро-таежных почв и подзолов (И), светло-каштановых и бурых почв полупустыни (П), а также ряд горных провинций.

Максимальная оценка разнообразия отличает почвенный покров зоны дерново-подзолистых почв и дерново-подзолов южной тайги (Д), серых лесных почв лиственных лесов (К) на равнине и горных почвенных провинций Северо-Кавказской (д1), Восточно-Кавказской (з1) и Западно-Закавказской (и1).

Территорию с максимальным разнообразием почвенного покрова с севера и юга окаймляют почвенные зоны и подзоны с величиной I_d выше среднего уровня. Это подзоны глееподзолистых почв, глееземов и подзолов северной тайги (В), подзолистых почв, глееземов и подзолов средней тайги (Г), зоны серых лесных почв и черноземов (оподзоленных, выщелоченных и типичных) лесостепи (Л), черноземов (обыкновенных и южных) степи (М), темно-каштановых и каштановых почв сухой степи (Н). В эту же группу вошли зона буроземов хвойно-широколиственных и широколиственных лесов (О), горные провинции юга Сибири и Хибинская (б1).

Полученная карта позволяет выявить территории, на которых совместное действие природных факторов привело к преобразованию материнской породы в наиболее сложно организованные почвенные тела и почвенные покровы. Индекс разнообразия почвенного покрова может служить количественной оценкой одного из аспектов проявления почвообразующего потенциала природных факторов.

• Вертикальная дифференциация почвенного покрова, масштаб 1:60 000 000
• Латеральная дифференциация почвенного покрова, масштаб 1:60 000 000
• Оценка разнообразия почвенного покрова, масштаб 1:30 000 000

Источник