Что такое гетерогенность почвы

гетерогенность почвенного покрова

гетерогенность почвенного покрова
Пространственная дифференциация почвенного покрова, характеризуемая различиями в свойствах и расположением почв или педотопов.
[ГОСТ 27593-88]

Тематики

Справочник технического переводчика. – Интент . 2009-2013 .

Смотреть что такое «гетерогенность почвенного покрова» в других словарях:

Гетерогенность почвенного покрова — 7. Гетерогенность почвенного покрова Пространственная дифференциация почвенного покрова, характеризуемая различиями в свойствах и расположением почв или педотопов Источник: ГОСТ 27593 88: Почвы. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

гетерогенность — 3.23 гетерогенность (heterogeneity): Степень неоднородности компонентов или химических характеристик в полимерных материалах. 3.23.1 Обсуждение Материал может быть гомогенным относительно одного компонента или характеристики, но быть гетерогенным … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 27593-88: Почвы. Термины и определения — Терминология ГОСТ 27593 88: Почвы. Термины и определения оригинал документа: 72. Абсолютно сухая проба почвы Проба почвы, высушенная до постоянной массы при температуре 105 °С Определения термина из разных документов: Абсолютно сухая проба почвы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Гетерогенность почв, конкуренция и симбиоз в корневой сфере

Питательные вещества распределены в почве неравномерно, и различные виды растений охватывают своими корнями разные почвенные горизонты (рис. 13.24). У этой гетерогенности тем большее значение, чем менее подвижны питательные элементы, особенно фосфаты.

Рис. 13.24. Видоспецифичное освоение корнями почвенного профиля на примере пионерной растительности одной дюны Балтийского моря (с Ammophila arenaria, Eryngium maritimum, Elymus furcatus, Leymus arenarius и др.) (no F.Fukarek)

ное распределение корней в почве; 3) различные у разных видов выгодные процессы (например, типы образования микориз и «открытые» симбиозы); 4) неравномерное распределение влаги в почве.

Питательные вещества почвы доступны для растений только тогда, когда почва достаточно увлажнена. В сухих почвах не только блокируются микробиологические процессы минерализации, но и парализованы транспорт (диффузия) и усвоение веществ. Многие нарушения развития и даже нападения вредителей (например, вредителей лесов), которые интерпретируются как следствие сухости почвы, в действительности происходят от недостатка питания. У многих из так называемых мел- коукореняющихся растений незначительная часть корней все-таки располагается на большой глубине (см. табл. 13.3 в разделе 13.7.5.1), этим они могут при большой сухости покрывать потребности кутикуляр- ной транспирации (при закрытых устьицах), избегая настоящего иссушения. Недостаток воды относится к одной из проблем снабжения питанием, поскольку приводит к блокированию питательных веществ в наиболее биологически активном верхнем слое почвы.

Это может с новой точки зрения объяснить открытый М. Колдуэллом в штате Юта «гидравлический лифт»: производя корнями ночной перенос воды из бедных питательными веществами, но влажных глубоких слоев почвы в богатые питательными веществами, но бедные влагой верхние слои, растение осуществляет доступ к питательным веществам. Так как влага от верхних тонких корней отдается в освоенную ими ризосферу, совсем незначительные перемещения воды дают большой эффект.

Путем стока выпадающих осадков по наземным структурам и пространственнодифференцированного использования влаги, содержащейся в почве, растения оказывают влияние даже на гетерогенность распределения питательных веществ, особенно во время сухих периодов (рис. 13.25). Эта пространственная дифференциация создает матрицу для сосуществования растений с различным распределением корней по профилю. X. Муни с сотрудниками доказали, что видовое разнообразие в ка-

Рис. 13.25. Воздействие растений на распределение воды в почве и связанной с этим доступности питательных веществ (по R.L. Specht).

Благодаря стоку дождевых вод вдоль побегов и специфическому для каждого вида распределению сосущих корней в почвенном профиле (см. рис. 13.24), а также «гидравлическому лифту» возникает, в дополнение к гетерогенному распределению питательных веществ в почвенной структуре, некая модель их доступности. Рисунок иллюстрирует влажность почвы на сухую навеску и вместе с тем доступность питательных веществ в сухом австралийском буше после выпадения 24 мм осадков на долговременно сухую почву (Найнти Майлс Плейн, Южная Австралия)

лифорнийском чапарале теснейшим образом связано с такими пространственными моделями освоения почвы.

О А В С D А+В+ C+D

Различные микоризные виды

Использование различных источников азота в почве проявляется в специфичном для каждого вида изотопном составе азота в растениях. В процессах разложения и перестройки в почве стабильный 151\-изотоп (по сравнению с соединениями 14N) мета- болизируется несколько медленнее, поэтому, с одной стороны, ,5N запасется в по- чве„а с другой — доступный для растений азот большей частью несколько беднее изотопом lsN, чем азот воздуха, причем это сильно зависит от того, из каких фракций (на какой глубине почвы) этот азот выработан микробами. Наряду с этими двумя различающимися по изотопам компарти- ментами азота, бобовыми с помощью симбионтов создается третий, в котором почти без изменения сохраняется такое же соотношение i5N/i4N, как в атмосфере (l5N не различается клубеньковыми бактериями). Исследования в тундре и высокогорьях, проведенные недавно, показали, что вересковые, осоки, бобовые и все остальные виды растений как четвертая группа используют совершенно разные азотные фонды почвы.

Рис. 13.27. Влияние микоризы на рост растений (биомасса ± стандартная ошибка) (по М. Van der Heijden et al ).

В маленькую модельную экосистему с типичными видами бедных фосфором центрально-европейских малопродуктивных лужаек на известняках были инокулированы на стерильном естественном субстрате разные генотипы (изоляты) образующего эндомикоризу рода Glomus (А, В, С, D). В зависимости от изолята выиграли разные виды растений. Без микоризы (0) выигрывает единственный безмикоризный вид, Carex flacca. Доминантный Bromus erectus не реагирует на тип изолята. Видоспецифичное микори- зообразование, соответственно повышающее доступность питательных веществ, — решающий фактор биоразнообразия

Гетерогенность, связанную с конкуренцией, можно продемонстрировать на примере потребления фосфора. К сожалению, фосфор не имеет стабильных изотопов, однако можно использовать радиоактивный изотоп, с помощью которого при высокой степени разведения можно проследить пути фосфора от определенных источников Р в почве к растениям. Водном классическом эксперименте (рис. 13.26) М. Колдуэлл с сотрудниками выясняли, откуда доминантный в Большом Бассейне (США) кустарничек Artemisia tridentata получает фосфор, когда он делит почвенное пространство с двумя видами злаков рода Agropyron. Agropyron desertorum — агрессивный неофит, угрожающий вытеснить A. tridentata, а A. spicatum — аборигенный вид, издавна свойственный флоре Большого Бассейна. Маркированные 32р и ззр фосфорные удобрения были введены в корневое пространство обоих видов Agropyron, и спустя некоторое время определено соотношение обоих изотопов у Artemisia. Результат: Artemisia имеет мало шансов на то, чтобы приблизиться к фосфору в сфере влияния A. desertorum, фосфор в тканях A. tridentata происходит почти целиком из корневого пространства A.

Аномальное неравенство возможностей отдельных видов для доступа к питательным веществам почвы, обусловленное симбиозом, было продемонстрировано недавно М. ван дер Хайденом и его коллегами на примере сообществ лужаек (рис. 13.27). Они добавили в богатую видами модельную экосистему микоризный посевной материал на стерильном субстрате, выращенный нз отдельных спор разных генотипов Glomus. В зависимости от генотипа микоризы другие виды растений доминировали или подавлялись. Некоторые виды растений исчезали, если не получали «своего» генотипа. Наличие определенных микоризных грибов, следовательно, определяло, может ли прокормиться данный вид или нет, и таким образом обусловливало растительное биоразнообразие этих лужаек. Могут ли эти результаты отразиться на общеупотребительной практике выращивать экспериментальные растения на определенных участках, вызывает сомнение.

Источник

Структура почвенного покрова

Структура почвенного покрова (СПП) — закономерное пространственное размещение почв на небольших территориях, выявляемое при детальном картографировании их почвенного покрова и образованное многократным повторением одного или нескольких различных основных образующих её элементов — почвенных комбинаций (ПК), каждая из которых содержит все почвы, являющиеся компонентами СПП с характерными для них взаимосвязями.

Определение по ГОСТу:

Почвенный покров [1] — совокупность почв, покрывающих земную поверхность.

Структура почвенного покрова [1] — пространственное расположение элементарных почвенных ареалов, в разной степени генетически связанных между собой и создающих определенный пространственный рисунок.

СПП не следует смешивать с зонально-провинциальным строением почвенного покрова: для второго явления характерен не только больший масштаб, но и уникальность слагающих его компонентов, отсутствие генетической связи между ними, обусловленность изменением климата, а не геолого-геоморфологических и биологических компонентов ландшафта, как у СПП.

Под структурой почвенного покрова (СПП) конкретной территории понимается закономерное пространственное размещение почв, связанное с литолого-геоморфологическими и геоботаническими условиями. Это понятие относится к небольшим территориям в отличие от планетарно-континентальных и зонально-провинциальных закономерностей размещения почв, для которых главным фактором является биоклиматический.

Содержание

Причины неоднородности почвенного покрова

В природе практически не бывает таких ситуаций, чтобы на много километров простиралась какая-нибудь одна почва с неизменными в пространстве свойствами. Очевидно что различия почв обусловлены различиями в факторах почвообразования. Из классических 5 факторов не участвуют в формировании СПП климат и время. Климат не меняется на характерных для СПП расстояниях и, следовательно, оказывая не дифференцирующее, а нивелирующее воздействие на почвы. Он, однако, в числе других факторов, задаёт набор возможных на данной территории составляющих СПП. Различия в длительности почвообразования на разных участках земной поверхности не оказывают непосредственного влияния на СПП, однако в ряде случаев они воздействуют на СПП через другие факторы. Таким образом, на формирование неоднородности почвенного покрова влияют различия положения почв в рельефе, воздействие живых организмов и неоднородность почвообразующих пород.

Фридланд произвёл следующую перегруппировку этих факторов применительно именно к СПП:

Рельеф, как перераспределитель влаги, растворимого вещества и тепла,
Процессы рельефообразования, идущие параллельно с почвообразованием (водная эрозия, дефляция, аллювиальные и пролювиальные процессы, карст, суффозия),
Мерзлотные явления и неоднородность снежного покрова,
Неоднородность почвообразующих пород,
Воздействие грунтовых вод,
Пестрота растительного покрова,
Воздействие животного мира,
Деятельность человека.

В образовании СПП большое значение играют случайные явления. Так, можно точно предсказать при известных значениях перечисленных факторов какими элементами будет представлен почвенный покров той или иной области, но где будут располагаться эти элементы — невозможно.

Элементарный почвенный ареал

Почвенный покров континуален (хотя и в известной степени разорван выходами горных пород, водными пространствами и т. п.), однако для описания и изучения его структуры необходимо выделить некоторые исходные структурные единицы с заданными границами. Такой исходной единицей СПП в советской, а затем и российской школе почвоведения принято считать элементарный почвенный ареал (ЭПА) — почвенное образование, внутри которого отсутствуют какие-либо почвенно-географические границы. Он образован почвой относящейся к какой-либо одной классификационной единице наиболее низкого ранга и со всех сторон ограничен другими ЭПА или непочвенными образованиями. При этом почвы соседних ЭПА могут различаться на любом ранге классификации, в том числе на уровне типа. Почвы внутри ЭПА не однородны, однако варьирование их свойств происходит в амплитуде, допускаемой определениями наиболее низких единиц классификации.

Элементарный почвенный ареал [1] — первичный компонент почвенного покрова, который представляет собой площадь, занимаемую почвой, относящейся к одной классификационной единице наиболее низкого ранга.

В иностранной литературе имеются близкие к ЭПА понятия: полипедон (почвенный индивидуум) в американской, педотоп в немецкой, женон во французской. Подобные понятия используются в ландшафтоведении (эпиморфа, элементарный ландшафт, биогеоценоз и др.) а также геоботанике (фитоценоз), границы этих образований и ЭПА не всегда совпадают.

Выделяют гомогенные и гетерогенные ЭПА. В свою очередь гетерогенные делятся на регулярно-циклическими или спорадически-пятнистыми. Регулярно-циклические ЭПА представлены сетью многоугольников, в пределах каждого из которых осуществляется вся амплитуда свойств, наблюдаемая для ЭПА в целом (при этом один ЭПА может быть образован и несколькими классификационно-различными почвами при условии что их различия количественные, а не качественные). Образуются они обычно в условиях растрескивания почвы при недостатке влаги или морозобойного. В составе спорадически-пятнистого ЭПА выделяются так называемые предельные структурные элементы (ПСЭ).

ПСЭ — это небольшие участки, характеризующиеся своеобразными почвами и ограниченные распространением фактора, определяющего это своеобразие. Среди примеров ПСЭ можно назвать пятна зоогенно-перерытых почв, пятна подзолистых почв с мощным торфяным горизонтом на месте сгнивших пней, особые почвы муравейников и т. п. Они имеют исключительно биогенную природу, из-за чего их нельзя выделять в качестве ЭПА — их границы почвенные, но не почвенно-географические. Для выделения ПСЭ его почва и почва фонового ЭПА должны различаться хотя бы на уровне разряда.

Почвенные комбинации

Почвенные комбинации (ПК) представляют собой более сложные чем ЭПА единицы СПП и образованы чередующимися в пространстве и в той или иной степени генетически связанными ЭПА. Они представляют собой наименьшие целостные участки СПП, содержащие все её компоненты в типичных для нее взаиморасположениях и взамиоотношениях.

По происхождению, характеру строения и генетической связи между ЭПА выделяют шесть групп ПК:

Комплексы — обусловлены микрорельефом, в связи с чем движение вещества между залегающими на разных элементах рельефа почвами двустороннее и генетическая связь их обоюдная. Почвы контрастно различаются.
Пятнистости — то же что комплексы, но почвы слабоконтрастны.
Сочетания — обусловлены мезорельефом, обмен веществом между почвами на разных его элементах односторонний: вышезалегающие почвы воздействуют на нижезалегающие, но не наоборот.
Вариации — то же что сочетания, но почвы слабоконтрастны.
Мозаики — обусловлены различиями в почвообразующих породах, их компоненты практически не имеют генетической связи друг с другом, представлены резко контрастными почвами.
Ташеты — представлены слабоконтрастными почвами, не имеющими генетической связи друг с другом, формируются под воздействием биологических факторов, например, смены растительности.

Также ПК разделяют на два уровня сложности:

Простые — состоят только из ЭПА и представляют собой второй после ЭПА уровень СПП.
Сложные — состоят из простых ПК иногда наряду с отдельными ЭПА, это третий уровень СПП. Сложными могут быть только сочетания, вариации, мозаики и ташеты.

Также существует еще одно деление ПК на фоновые и бесфоновые. Фоновой называется комбинация, образованная одним дырчатым ЭПА, в которые вкрапляются другие ЭПА.

Способы сокращённой записи

Для сокращённой записи почвенных комбинаций обычно используют систему индексов почв, принятую для обозначения на почвенных картах, например К₂ сн — каштановые солонцеватые. При этом написанные друг за другом индексы без каких-либо знаков между ними обозначают комплекс (Лг Лг ск Ск — комплекс луговых, луговых солончаковатых почв и солончаков), соединённые точкой — пятнистость (П₁·П₁·П₃ — пятнистость слабо-, средне- и сильноподзолистых почв), соединённые плюсом — сочетание (П+Пб+Б — сочетание подзолистых, болотно-подзолистых и болотных почв), соединённые минусом — вариация (Пр-Пп-Пз — вариация песков развеваемых, полузакреплённых и закреплённых), соединённые знаком умножения — мозаика (Дк х Пдб х ВГП — мозаика дерново-карбонатных почв, подбуров и выходов горных пород), деления — ташет (Г т _кч:Г в _кч — ташет типичных и выщелоченных горных коричневых почв). Для обозначения сложных комбинаций используют скобки, например (Ч т ·Ч в )+Ч т +Ч ч — сочетание пятнистости типичных и выщелоченных чернозёмов с чернозёмами типичными и лугово-чернозёмными почвами.

История изучения

В. В. Докучаев рассматривал две группы закономерностей, определяющих смену почв в пространстве: зональные и топографические, при этом первой на начальных этапах развития почвоведения и географии почв уделялось гораздо большее внимание. Тем не менее, уже Н. М. Сибирцев, выделяя «типы пашни» счёл возможным даже «пёструю пашню» («чернозёмная с крапинками солонцов», «подзолистый суглинок с иловками» и т. п.) рассматривать как один тип (и выделил около 20 таких типов), если эта пестрота «однотипична, замыкается в одну и ту же схему», указывая что при этом необходимо вычислять долю различных почв в данном типе. Он же ввёл понятие «комбинация почв», главным фактором в образовании которой считал рельеф.

Г. Н. Высоцкий в 1910-х выявил генетические взаимосвязи между почвами, занимающими разные положения в рельефе. Эти идеи были развиты С. С. Неуструевым, в 1915 разделившим комплексы на обусловленные микрорельефом и мезорельефом и, рассматривая их уже не как частный случай, а как общее правило, предложивший даже заменить понятие «зональные почвы» на «зональные комплексы», а позже Дж. Мильном в 1930-х, сформулировавшим понятие катены. Также именно Неуструевым разработаны первые представления об эволюции СПП, сопряжённой с эволюцией рельефа.

Окончательно сформулирована концепция СПП была после накопления достаточного фактического материала и проникновения системного подхода в географию почв в 1960-х — начале 1970-х, главенствующая роль в этом принадлежит В. М. Фридланду, издавшему в 1972 году ставшую классической монографию «Структура почвенного покрова».

Источник