Что такое гидроморфизм почвы

Mse-Online.Ru

Гидроморфизм почв

К гидроморфным (гидрогенным) относится большая группа почв, формирующихся в условиях избыточного по сравнению с нормальным для плакорных пространств данной природной зоны увлажнения, которое может явиться результатом: 1) близкого к поверхности стояния или периодического поднятия грунтовых вод; 2) поверхностного застоя атмосферных осадков в отсутствие их оттока в подстилающую тол­щу или по склону (поверхностный, или атмосферный, гидроморфизм); 3) сочетания грунтово-водного и поверхностного гидромор­физма; 4) периодического формирования верховодки в пределах почвенной толщи на водоупорных горизонтах; 5) периодического затопления паводковыми вода­ми в речных поймах при сочетании, как правило, с влиянием близ­ких грунтовых вод; 6) постоянного водонасыщения при затоплении территории в плавнях, маршах, манграх, в дельтах рек и по побережьям морей и озер; 7) периодического длительного затопления поверхности почвы при культуре риса.

Во всех случаях гидроморфные почвы формируются в тран­зитных либо, наиболее часто, аккумулятивных ландшафтно-геохимических условиях. Соответственно эти почвы служат, как пра­вило, геохимическим барьером на пути миграции тех или иных соединений. В гумидных районах в них аккумулируются органи­ческое вещество, соединения кремния, железа, марганца, фосфора; в аридных — известь, гипс, водорастворимые соли. Во всех слу­чаях они служат ловушкой для тех или иных микроэлементов, в том числе радиоактивных изотопов.

Избыточное поступление воды при гидроморфизме — это всегда и дополнительное поступ­ление в почву тех или иных химических веществ, сопровождаемое, как правило, их абсолютной аккумуляцией. В разных условиях гидроморфизма аккумулятивный процесс выражен в разной сте­пени и в отношении разных веществ, но он всегда имеет место. Даже в олиготрофных условиях в случае атмосферного гидромор­физма, когда источником дополнительных веществ служат лишь атмосферные осадки и запыление, почвы аккумулируют органи­ческое вещество, а также соединения серы, иногда хлора.

Специфика окислительно-восстановительного режима гидроморфных почв связана с их периодическим или постоянным пере­увлажнением и соответствующим анаэробиозисом, приводящим к развитию химических либо биохимических (микробиологи­ческих) восстановительных процессов и падению Eh почвы до низких (100—200 мВ) или даже отрицательных значений. Только в редких случаях переувлажнения сильноокисленными кислородными водами в условиях хорошего дренажа в гидроморфных почвах может сохраняться окислительная обстановка с высокими (500—600 мВ) значениями Eh. В гидроморфных почвах или горизонтах наблюдается чередование микрозон с вы­сокими и низкими значениями Eh. Например, в прикорневых мик­розонах пахотных горизонтов рисовых почв характерны высокие значения Eh, в то время как основная масса почвы имеет отрица­тельные значения, что создает постоянную разность потенциалов между корнями риса и почвой, обеспечивающую нормальные ус­ловия питания и дыхания растений.

Оглеение — это специфический элементарный почвенный про­цесс, характерный для гидроморфных почв. Термин «оглеение» проис­ходит от русского народного понятия «глей», введенного в науч­ный словарь Г. Н. Высоцким в 1905 г. и ставшего международным. Народ издревле различал этот специфический вид почвенной мас­сы, почвенных горизонтов или почв, справедливо связывая его присутствие с условиями переувлажнения или заболачивания.

Оглеение почвы является результатом длительного сезонного либо постоянного переувлажнения почвенной массы и развития восстановительных процессов в условиях анаэробиозиса и низких значений окислительно-восстановительного потенциала. В значи­тельной степени этот процесс биохимический, связанный с жизне­деятельностью анаэробной микрофлоры почв, что было показано многочисленными экспериментами по искусственному оглеению почв. Большую роль в нем играют микроорганизмы, получающие энергию за счет окислительно-восстановительной трансформации органического вещества и соединений железа, марганца, серы.

Источник

Что такое гидроморфизм

Часть текста скрыта. После покупки Вы получаете полную версию

Что такое гидроморфизм

ВОПРОС 11. Что такое гидроморфизм?

Явление гидроморфизма широко распространено всех природно-климатических зонах. возникает в особых гидрологических условиях переувлажнении почвенно-грунтовой толщи. Гидроморфные отличаются автоморфных , помимо атмосферной влаги в водном режиме участвует дополнительная влага, поступающая с подземными . Природно- комплексы, формирующиеся в условиях — гидроморфные отличаются наличием и гидроморфных почв, растительностью, особым , специфическими и гидрохимическими условиями. В зоне подобные принято «мочарами», а почвы — » «. определению А.А. (1959) гидроморфная — почва, формирующаяся в временного пересыщения влагой почвенного профиля части, сопровождающаяся возникновением потоков, приводящих к солей поверхность. воды стимулирует анаэробных микроорганизмов, кислотному гидролизу компонентов и восстановлению и марганца. В условиях гидроморфизма происходит частичное восстановление и марганца и образование в ржавых пятен. В постоянного гидроморфизма находится в восстановленной -способной , вследствие часть профиля с анаэробиозом приобретает -голубую . Гидроморфизм окраске почвы характеру перераспределения компонентов: оксидов и марганца, карбонатов в метровом профиле восстановительных условиях . В степной переувлажнение получило широкое распространение. термин «гидроморфные » ввел С.С. Неуструев ( ), понимая почвы ( данной зоны) . Гидроморфные отличаются постоянным временным переувлажнением, , нередко аккумуляцией в верхних привнесенных веществ. А.А. (1959, 1978, ) разработал о «нормальном» и «повышенном» : увлажнение — процесс поступления в влаги независимо последней; нормальное — в почву влага только в виде осадков и в количестве, превышающем , характерной климата данной местности; увлажнение — случай, почва получает — количество сверх указанной . Каждому данной почве соответствует режим иссушения и грунтовых , смене покрова существенно режим увлажнения и , а, следовательно, — и долговечность автохтонных . Степень почв А.А. Роде определять, исходя части профиля, которая режимом повышенной . Если режим охватывает профиль, почвы назвать собственно , а если только половину , такие относятся к полугидроморфным. А.А. Роде можно случая переувлажнения в степной нормальном в зависимости строения -грунтовой . Первый — однородной влаге — режим степных , каштановых , сероземов. случай — почвенно-грунтовой , когда горизонт более состава сменяется легким, образуется подперто-подвешенная , объем больше, больше различия в составе слагающих и мощность самой толщи. Третий — неоднородной -грунтовой , когда легким наносом более тяжелый слой, в результате и накопления влаги осадков образуется горизонт автохтонных -грунтовых . Период автохтонных почвенно- увлажнении зависит покрова. с , только между границей капиллярной и нижней границей слоя появляется с влажностью ниже влагоемкости влажность в этом понизится величины разрыва капиллярной , расход падает нуля. гидроморфизма менее микроформы рельефа. — , наличие , замкнутых , через идет поступление осадков и пополнение , создает называемый «потускулярный» режим. -вторых, рельефа обуславливает автохтонных грунтовых , , рассечен рельеф, ближе к поверхности залегать водоупор создания условий увлажнения.

Наиболее гидроморфность будет притоком аллохтонных . мнению А.А. , автохтонные -грунтовые , , обуславливают степень гидроморфизма. капиллярная кайма в почвенный профиль ненадолго, такие наименования гидроморфных . В почвах дополнительное и соответствующее развитие в профиле ведет к почвенного плодородия. В и аридных зонах грунтовое увлажнение в части почвы отсутствии засоления повышению плодородия и продуктивности растительности. разница нашла и терминологическое выражение: почв гумидных применяется понятие заболоченности ( почвы), а субаридных и аридных используется понятие » «, хотя одно и слабого гидроморфизма, какой- основной почвообразования. Таким , гидроморфизм понимать переувлажнения почв. всех природно- зонах, в и степной, в определенных геоморфологических и определенном литологической неоднородности в местах выклинивания аллохтонных . формируются гидроморфные с гидроморфными почвами. В выклинивания аллохтонных диагностируются , влажнолуговые и -болотные . В пределах , замкнутых слабодренированных водоразделах, а надпойменных террас — -черноземные с попеременным промывным -выпотным режимом. В пределах автохтонных грунтовых — черно-земно- почвы.

Важным выделении и классификации почв выступает залегания и режим . средних и породах почвенно- воды, лежащие 3 м, обеспечивают капиллярное почвенной толщи потоками, глубине 3-7 м — значительно более и обеспечивает несравненно приток влаги. воды более залегания практически почвообразовательный процесс. образом, в первом экологический рубеж гидроморфными и автоморфными проводится основании , выше ниже 7 м залегают воды.

Источник

Гидроморфизм и заболачивание почв

Гидроморфизм почв представляет собой результат временного или постоянного переувлажнения почвенного профиля или его части, когда количество влаги превышает 70–80 % полной почвенной влагоемкости. Гидроморфизм выражается как в прямом переувлажнении почвенной массы, так и в виде последствий, проявляющихся в морфологии и составе твёрдой фазы почв.

Гидроморфизм быстро отражает изменения окружающей среды, определяет окислительно-восстановительный режим, аэро-анаэробность почвенной среды, характер органического вещества, почвенную структуру, оказывает воздействие на температурный режим почвы и комфортность существования в ней биоты. Изменения гидроморфизма почв приводят к значимым изменениям природной среды: режимов влаги и газов, продуктивности природных экосистем и агроценозов, биохимических циклов и циклов водной миграции элементов. С гидроморфизмом почв и его последствиями тесно связано поведение в ландшафте поллютантов — пестицидов и тяжелых металлов.

Виды гидроморфизма выделяются в зависимости от характера почвенного материала, испытывающего гидроморфизм (органогенные или минеральные горизонты), условий функционирования почвы (водный и окислительно-восстановительный режимы), формы проявления, степени выраженности и места проявления гидроморфизма в минеральных горизонтах.

По сочетанию этих факторов выделяются следующие виды гидроморфизма почв:

1. Гидроморфизм органогенных горизонтов — водонасыщение в условиях постоянного водозастойного режима, приводящее к формированию горизонтов: а) торфянистых (мощность менее 30 см), б) торфяных (30–50 см), в) торфяников, верховых и низинных (более 50 см).

2. Восстановительный глеевый гидроморфизм минеральных горизонтов — длительное или постоянное переувлажнение почвенной массы в условиях постоянного восстановительного режима и присутствия в почве горизонта гравитационной влаги, приводящее к оглеению: формированию закисных соединений железа, разрушению почвенной структуры и уменьшению порозности. В зависимости от степени проявления выделяется сплошной, прерывистый и пятнистый глей. Глей может быть выражен по всему профилю или только в нижних минеральных горизонтах.

3. Окислительно-восстановительный железисто-элювиальный гидроморфизм минеральных горизонтов — периодическое переувлажнение профиля в условиях смены восстановительного и окислительного режимов при периодическом присутствии в профиле горизонта почвы гравитационной влаги, приводящее к выносу железа из верхних горизонтов.

4. Окислительно-восстановительный сегрегационно-элювиальный гидроморфизм минеральных горизонтов — периодическое кратковременное переувлажнение верхней части профиля в условиях переменного окислительно-восстановительного режима, приводящее к обеднению железом минеральной массы верхних горизонтов и формированию в них железисто-марганцевых конкреций.

5. Окислительно-восстановительный и восстановительный глеевый гало-гидроморфизм — периодическое или постоянное переувлажнение всего почвенного профиля или его нижней части в переменных окислительно-восстановительных или восстановительных условиях при выпотном или пульсационном водном режиме, приводящее к привносу в почву легкорастворимых солей.

6. Окислительный неглеевый гидроморфизм минеральных горизонтов — умеренное увлажнение почвенной массы в условиях постоянного окислительного режима по всему профилю.

Виды гидроморфизма могут проявляться в почве как отдельно, так и в сочетаниях друг с другом. Комбинации видов гидроморфизма в почвенном покрове выделяются в особую категорию — «территориальные сочетания видов гидроморфизма».

Кратковременное весеннее или осеннее переувлажнение хорошо дренируемых щебнистых, песчаных или горных почв, а также отсутствие переувлажнения относятся к категории «отсутствие устойчивого гидроморфизма».

Гидроморфизм широко распространен в почвах России. Степень выраженности и частота проявлений гидроморфизма в почвах следуют изменениям климата, усиливаясь с нарастанием его влажности. В сходных климатических условиях проявления гидроморфизма зависят от сочетаний местных условий: дренируемости рельефа, присутствия литогенного, педогенного или мерзлотного водоупора и т. д.

С севера на юг общая площадь ареалов с почвенным гидроморфизмом уменьшается. В том же направлении изменяются и его преобладающие виды. В тундре, лесотундре, в Западной Сибири и в тайге преобладают гидроморфизм органогенных горизонтов и восстановительный глеевый гидроморфизм минеральных горизонтов. В целом, с севера на юг проявления восстановительного гидроморфизма перемещаются в нижние горизонты почв, замещаясь в верхней части профиля видами, отражающими сезонную периодичность процессов. В Средней Сибири в почвах с мерзлотным водоупором широко распространен окислительный неглеевый гидроморфизм. В южных лесостепных, степных и сухостепных районах Русской равнины и Западной Сибири заметную роль играет почвенный галогидроморфизм. Южная и Восточная Сибирь, Дальний Восток — преимущественно горные дренированные территории без устойчивого почвенного гидроморфизма.

Источник

ГИДРОМОРФНЫЕ ПОЧВЫ — ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИЗНАКИ

^)дной из существенных особенностей мелиорируемых почв практически всех природных зон является частое присутствие в их профиле признаков гидроморфизма. Они возникают под влиянием как естественных, так и вто­ричных антропогенных факторов.

В отечественное почвоведение термин «гидроморфные почвы» впервые был введен С.С. Неуструевым в 1930 г. В монографии «Элементы географии почв» он писал, что «гидроморфные почвы. относительно перенасыщены влагой, получая ее на своей поверхности больше, чем на нее выпадает в виде осадков» (с. 69). Неуструев полагал далее, что «гвдроморфный процесс» обусловлен «се­зонным или постоянным избыточным увлажнением». Это «. влечет за собой или капиллярный подъем растворов и осаждение из них при испарении прине­сенных ими веществ, или является причиной анаэробного состояния почвен­ной массы» (с. 147). Итак, по С.С. Неуструеву, гидроморфные почвы отличают­ся постоянным или временным переувлажнением, анаэробиозом, нередко гидрогенной аккумуляцией в верхних горизонтах привнесенных веществ.

Существенное значение гидроморфных почв в народном хозяйстве страны признавалось всегда. Так, их широкое распространение в зоне избыточного увлажнения России дало основание В.В. Докучаеву в 1898 г. при рассмотре­нии систем важнейших мероприятий по улучшению условий земледелия в лесной зоне обратить особое внимание на то, что «. здесь в тайге среди подзолов минерализация почв и дренаж, можно сказать, центр тяжести все­го сельского хозяйства». Вопросы генезиса, мелиорации и экологии гидро­морфных почв в настоящее время не только не утратили своего значения, но, напротив, в целом проблема исследования гидроморфных почв приобрела новое звучание. Этому способствовали три следующих обстоятельства. Во- первых, в естественных условиях гидроморфные почвы широко распростра­нены в наиболее населенных регионах страны с высоким промышленным потенциалом.

Существенно также совпадение всех этих явлений с абсолютным увели­чением среднегодовой нормы осадков во многих регионах лесостепной и степной зон за последние десятилетия. Наконец, если прогнозы потепления климата окажутся справедливы, то в обозримом будущем можно ожидать повышения уровня Мирового океана, общего базиса эрозии, снижения сте­пени дренированности суши, а в высоких широтах — вытаивания мерзлоты и заболачивания почв. Все эти обстоятельства определяют актуальность, на­учную и прикладную значимость рассматриваемой проблемы.

Переходя к анализу переувлажнения почв и почвенного гидроморфиз­ма, необходимо прежде всего согласовать дефиниции понятий — переувлаж­ненные, гидроморфные и заболоченные почвы, поскольку эти важные тер­мины далеко не всегда трактуются однозначно.

Определяющим фактором возникновения гидроморфных почв (мине­ральных и торфяных) является переувлажнение. Под переувлажне­нием почв следует понимать такое их состояние, которое наступает при влажности выше предельной полевой влагоемкости (состояние, близкое к нижнему пределу текучести или выше этого предела). При этом, однако, возможно возникновение трех принципиально различных ситуаций.

Во-первых, переувлажнение может происходить в аэробных условиях. Например, если в почвообразующей породе или в горизонте почв нет орга­нического вещества, способного к ферментации, или если почвы переув­лажнены пресными водами, обогащенными кислородом. Такие условия мо­гут иметь место в горах при таянии снега, ледников ит.п. В этих случаях возможны изменения физических свойств почв, например набухание твер­дой фазы или ее усадка, но при этом морфологические и химические свой­ства будут оставаться весьма стабильными.

Во-вторых, переувлажнение пресными водами возможно в присутствии органического вещества. В этом случае оно сопровождается интенсивным анаэробиозом. В результате изменяются не только физические, но и химиче­ские свойства твердой фазы. В анаэробных условиях в подвижное состояние переходят железо, марганец, кальций, магний, алюминий, фосфор, другие элементы и соединения. Следствием этого является изменение морфологи­ческих, минералогических, физических и других свойств почв и пород [Зай­дельман, 1992, 1998]. Таким образом, только в этом весьма распространен­ном случае переувлажнение сопровождается адекватными изменениями их морфологии. Такие почвы и являются собственно гидроморф­ны м и. Они не только переувлажнены (кратковременно, длительно или по­стоянно), но и обладают вполне очевидными признаками гидрологического воздействия на минеральный субстрат в анаэробных условиях.

В-третьих, возникновение переувлажнения и формирование признаков почвенного гидроморфизма может происходить под влиянием близко зале­гающих к дневной поверхности ожелезненных и засоленных грунтовых вод. Результатом этого является возникновение в горизонтах почвенного профи­ля гидрогенных железистых (гидроксидных) и солевых аккумуляций. Этот процесс гидрогенной аккумуляции оксидов и солей осуществляется преиму­щественно при наличии органического вещества, способного к фермента­ции. В любом случае в профиле таких почв формируются отчетливые при­знаки гидроморфизма в виде характерных горизонтов, обогащенных гидро­окисью железа или водорастворимыми солями. Первые возникают в профи­лях почв лесной зоны, вторые — в полугидроморфных и гидроморфных по­чвах степной, полупустынной и пустынной зон при залегании грунтовых вод соответственно от 3 до 6 м и выше 3 м. Таким образом, признаки почвенного гидроморфизма весьма разнообразны. Их появление обусловлено рядом фак­торов.

1) холодную (синеватую, сизую, голубовато-сизую, белесовато-серую) ок­раску оглеения горизонтов почвенного профиля и кутан;

2) черную окраску сульфидных горизонтов;

3) конкреционные и неконкреционные новообразования железистого, мар­ганцево-железистого, гумусово-алюминиевого, карбонатного, сульфат­ного, хлоридного составов, возникновение которых связано с влиянием различных факторов переувлажнения — грунтовых, напорных, атмо­сферных, склоновых и русловых вод;

4) торфяные горизонты, образованные в условиях субаквального водного режима;

5) подзолистые горизонты и кремнеземистую белесую присыпку (скелетаны);

6) аккумуляции грубого гумуса и перегноя (рис. 1.1).

Следует подчеркнуть, что возникновение этих признаков гидроморфиз­ма возможно только в анаэробных условиях, обусловленных переувлажне­нием разной продолжительности [Зайдельман, 1998]. Поэтому, в частности, сухоторфяные горизонты почв тундры и лесотундры, возникновение кото­рых связано с морозной консервацией растительных остатков, не следует рассматривать как признак гидроморфизма.

В зависимости от окислительно-восстановительных условий, генезиса и состава почвообразующих пород и вод следствием переувлажнения оказыва­ются различные процессы [Зайдельман, 2003]. К ним относятся:

1) гидратация в аэробных условиях, не вызывающая изменения химиче­ских свойств и морфологии твердой фазы;

5) гидрогенная аккумуляция оксидов (главным образом железа и марганца);

6) соленакопление (рис. 1.2).

В прикладном отношении актуально, однако, то, что присутствие при­знаков переувлажнения далеко не всегда свидетельствует о негативном вли­янии переувлажнения на продуктивность сельскохозяйственных культур. Существует определенная группа почв, несущих четкие признаки гидромор­физма и вместе с тем обладающих вполне благоприятными условиями для роста и развития растений, для получения близких или более высоких в сравнении с автоморфными почвами урожаев.

Рис. 1.1. Признаки почвенного гидроморфизма в минеральных и органических почвах

Рис. 1.2. Современные процессы почвообразования, обусловленные переувлажнением

происхождения столь продолжителен, что вызывает угнетение или гибель сельскохозяйственных или лесохозяйственных растений [Зайдельман, 1984, 1985, 1991].

В равной мере эти положения относятся и к засоленным почвам. Имен­но заболоченные почвы привлекают особое внимание при организации зем­леделия и лесного хозяйства, поскольку в этом случае необходимо регулиро­вание их водного режима с помощью мелиоративных и агромелиоративных мероприятий. Они требуют дополнительных и нередко весьма значительных инвестиций. Такие почвы являются важным резервом повышения продук­тивности сельскохозяйственного производства.

В Нечерноземной зоне России в разных регионах заболоченные почвы образуют от 70 до 95% площади земель, сельскохозяйственное использование которых возможно после их мелиорации. Остальные 5-30% занимают посто­янно переувлажненные торфяные почвы, преимущественно низинных болот.

Таким образом, гидроморфные почвы представляют сложную группу почв, которые отличаются не только по своему генезису, составу и климату, но и по степени заболоченности. Поэтому степень заболоченности почв — понятие эколого-экономическое. Оно отражает устойчивость рас­тений к переувлажнению и целесообразность мелиорации почв при их раз­личном сельскохозяйственном использовании. Дифференциация гидроморф­ных почв по степени заболоченности является необходимым условием их рационального и альтернативного использования в земледелии и лесном хозяйстве, обоснованного применения мелиоративных мероприятий. Прин­ципы такой дифференциации, основанной на эколого-гидрологическом и эколого-экономическом подходах, и классификация почв по степени забо­лоченности для условий Нечерноземной зоны Европейской территории Рос­сии будут рассмотрены ниже.

Источник