Факторы почвообразования их роль формировании почв

Факторы и условия почвообразования

Почва образуется под влиянием многих факторов и условий, является результатом взаимодействия различных частей географической оболочки. Это и атмосфера, и гидросфера, и литосфера, и тонкая «пленка» живого вещества , которая сосредоточена в основном у земной поверхности.

Впервые о факторах почвообразования заговорил В. В. Докучаев, основоположник такой науки как почвоведение. Именно он обратил внимание на связь процесса формирования почвенного покрова с внешними компонентами природной среды.

Основные факторы почвообразования (по В. В. Докучаеву):

1. Почвообразующая порода (или материнская)
2. Климат
3. Рельеф
4. Растительные и животные организмы
5. Время

Чтобы показать функциональную взаимосвязь между почвенным покровом и почвообразующими факторами, исследователь выявил специальную формулу:

П= ƒ(К, Г, О, Р)*Т

Обозначения в ней следующие:

• П – почва
• К – климат
• Г – горные породы
• О – организмы
• Р – рельеф
• Т – время

Позднее последователи Докучаева добавили еще два важных условия, которые также имеют большое влияние на процесс почвообразования. Это антропогенный фактор, за которым скрыта деятельность человека , и фактор воды.

Таким образом, на почвообразование наибольшее воздействие оказывают:

• Материнская порода
• Климат
• Рельеф
• Вода
• Растительные и животные организмы
• Время
• Деятельность человека

Рассмотрим каждый фактор.

Материнская порода

Она также называется почвообразующей.

Большинство почв образовалось на рыхлых осадочных породах. Они становятся источником минеральных элементов для плодородного слоя, передают ему свою структуру, некоторые физические и химические свойства.

Роль материнской породы существенна на начальных этапах почвообразования. Затем она немного снижается. Минералы попадают в грунт из остатков растений, а на физические свойства влияет влажность, количество осадков, земляная фауна.

Климат

Самое большое влияние на образование почвы оказывают средние температуры в климатической зоне, влажность (осадки) и ветер.

В холодном и слишком жарком климате химические и биологические процессы в грунте протекают медленно , растительность тут скудная. Поэтому плодородный слой в такой зоне очень тонкий. При недостатке воды почвы могут превратиться в солончаки, а переизбыток приведет к заболачиванию.

Лучшим климатом для формирования почв считается умеренный теплый (суббореальный). Именно в таких зонах образовались типичные черноземы. В России это территории Кубани, Ставрополья.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Климат как фактор почвообразования.

Рельеф

На крутых склонах гор почвы подвергаются ветровой и водной эрозии. Южная сторона холма или горы лучше прогревается, там хорошо развивается растительность, и слой почвы более толстый. В долинах скапливается вода, что может привести к образованию болот. От рельефа зависит и уровень стояния грунтовых вод. В низине он выше, чем на возвышенности.

Самые оптимальные условия для формирования почв на равнинах. Здесь не застаивается вода, грунты не подвергаются водной и ветровой эрозии.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Рельеф как фактор почвообразования.

Вода

Вода, поверхностная и грунтовая, влияет на окислительно-восстановительный режим почвы. Кроме того, влага оказывает воздействие на процессы выветривания, образования минералов и гумуса. Она берет на себя роль терморегулятора , определяет тепловой баланс и температурный режим почвы.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Вода как фактор почвообразования.

Растительные и животные организмы

Иначе этот фактор еще называют биологическим.

На формирование почвы влияют растения, микроорганизмы и земляная фауна. Высшие растения – это основной источник органических веществ. От их вида и состава зависят многие характеристики почвы. Микроорганизмы (грибки, бактерии) играют ведущую роль в разложении органических веществ на простые минеральные, доступные растениям для усвоения.

Животные перерабатывают грубые органические остатки, разрыхляют землю. Важную роль играют дождевые черви. Они пропускают через себя от 5 до 600 т грунта за месяц. Их выделения богаты углеводами, которые склеивают частицы почвы и становятся средой для обитания бактерий.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Биологический фактор почвообразования.

Время

Формирование плодородного слоя – это практически беспрерывный процесс, занимающий тысячелетия. Второе название этого фактора – возраст.

Различают абсолютный и относительный возраст почвы. Первый измеряется от начала формирования почвенного покрова до наших дней. Большинство современных почв образовались в четве р тичный период (около 2 миллионов лет назад). На развитие 1 м плодородного грунта идет от 20 до 80 тысяч лет (в зависимости от климатической зоны).

Относительный возраст – это скорость формирования почвы. Она отличается в разные периоды, зависит от изменения влажности и температуры на протяжении лет, периода глобального похолодания или потепления.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Время как фактор почвообразования.

Деятельность человека

Человек начал влиять на почву, когда занялся сельским хозяйством. Произошло это около 10 тысяч лет назад. Влияние повысилось в последние столетия.

Антропогенные изменения связаны с вырубкой лесов, орошением пустынных земель и осушением болот. В результате меняется структура растительности, водный режим. При ведении сельского хозяйства в грунт вносятся минеральные и органические удобрения, химикаты для борьбы с вредителями и сорняками. При уборке урожая с полей вывозится большая часть зеленой массы. Верхний слой грунта постоянно вспахивается.

Влияние человека бывает положительным и отрицательным. При неправильной обработке почвы деградируют, их плодородие падает. Если придерживаться всех правил ухода за грунтом, его характеристики улучшатся, а урожайность будет расти.

Подробнее вы можете прочитать в нашей статье Деятельность человека как фактор почвообразования.

Также рекомендуем вам ознакомиться с нашей статьей Плодородие почвы: как его сохранить и повысить. Там подробно описано , от чего зависит плодородие почвы, как можно определить плодородность, а также даны некоторые рекомендации по повышению ее уровня.

Все факторы почвообразования действуют одновременно. Больше всего на почвы влияет климат. От него зависят тип растительности, влажность и количество осадков. По климатическим зонам также принято классифицировать почвы по типам. Подробнее об этом вы можете узнать в нашей статье Типы почв.

Если вы хотите узнать в целом, как формируется почва, читайте наш раздел Как образуется почва (почвообразование).

Подробнее о каждом факторе почвообразования вы можете прочитать в наших вложенных статьях:

Источник

Факторы почвообразования

Почва – сложная динамическая система, в которой постоянно изменяются состав, свойства и энергия. Эти изменения составляют почвообразовательный процесс, зависящий от ряда факторов. В.В. Докучаев (отец русского почвоведения) выделил следующие факторы почвообразования: климат, рельеф, материнские породы, животный и растительный мир, возраст страны (время) и антропогенная деятельность человека.

В начале своих исследований ведущую роль в почвообразовании В. Докучаев отводил климату. В дальнейшем в его работах уже встречается иное высказывание «Почва и грунты есть зеркало яркое и вполне правдивое отражение – так сказать, непосредственный результат совокупного, весьма тесного, векового взаимодействия между Н₂О, воздухом, землей с одной стороны, растительными и животными организмами и возрастом страны с другой». Здесь подчеркивается значение биологического фактора, действующего совместно с другими факторами.

Климат как фактор почвообразования.Для того чтобы разобраться в сущности его участия в процессе почвообразования, расчленим его на два фактора: лучистую энергию Солнца и атмосферу.

Главный источник энергии для биологических и почвенных процессов – солнечная радиация. Она поглощается земной поверхностью, а затем постепенно излучается и нагревает атмосферу. От поступления на поверхность почвы лучистой энергии непосредственно зависит тепловой режим почвы. Кроме того, что тепло почва расходует на нагревание атмосферного воздуха, т. е. обмен энергией между почвой и атмосферой, часть тепла расходуется на испарение почвенной влаги. В результате ее испарения повышается концентрация почвенного раствора и возрастает его осмотическое давление. Велико влияние на ход почвообразовательного процесса и атмосферы. Первое-это обмен влагой между почвой и атмосферой, интенсивность и ход которого определяется годовой суммой осадков, их распределением в течение года и величиной суммарного испарения, от влажности воздуха и скорости ветра. Суммарное испарение складывается из испарения влаги осадков, задерживаемых растительным пологом, испарения с поверхности почвы и транспирации.

Совместным влиянием лучистой энергии Солнца и атмосферы определяются типы водного и теплового режимов почвы или, гидротермический режим. Последний влияет на скорость разложения и выщелачивания органических остатков, скорость распада минералов и др. Кроме того, атмосфера — источник кислорода для происходящих в почве процессов окисления, дыхания корней и разложения органических веществ, а также источник азота, его окислов, некоторых солей и пыли. Между атмосферой и почвой непрерывно проходит газообмен, главным образом кислородом из атмосферы и СО₂ из почвы.

Климат оказывает прямое и косвенное влияние на почвообразование. Прямое влияние проявляется в непосредственном воздействии элементов климата (увлажнение почвы осадками и ее промачивание, нагревание и охлаждение и т.д.), косвенное – через воздействие климата на растительный и животный мир.

Климат (осадки, температура) – это доминирующий и активный фактор в формировании почв. Непосредственное проявление климата на формирование почвы заключается в следующем:

1. накоплении карбонатов кальция и других солей на поверхности почвы в зонах с незначительным количеством осадков.

2. формировании кислых почв во влажных зонах с интенсивными процессами разложения и выщелачивания.

3. эрозии почв на склонах (водная эрозия), разрушении почвенного покрова в зонах ветровой эрозии.

4. определенное сочетание температурных условий и увлажнения обуславливает тип растительности, темпы создания и разрушения органического вещества, состав и интенсивность деятельности почвенной микрофлоры и фауны.

5. с климатическими условиями тесно связаны процессы превращения минеральных соединений в почве (направление и темп выветривания, аккумуляция продуктов почвообразования и т.д.).

Организмы и их роль в почвообразовании. В почвообразовании участвуют 3 группы организмов — зеленые растения на, микроорганизмы и животные, образующие на суше сложные биоценозы. В процессе их жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования – синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биологически важных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и другие явления, составляющие сущность почвообразовательного процесса и определяющие формирование главного свойства почв – плодородия.

Вместе с тем функции каждой из этих групп как почвообразователей различны.

Зелёные растения – единственный первоисточник органических веществ в почве. Основной функцией их как почвообразователей следует считать биологический круговорот веществ (почва – растение – почва). Следствие биологического круговорота – аккумуляция потенциальной энергии и элементов азотного и зольного питания растений в верхней части почвы, обуславливающая постепенное развитие почвенного профиля и основного свойства почвы – ее плодородия. Зеленые растения участвуют в трансформации минералов почв – разрушении одних и синтезе новых, в формировании сложения и структуры всей корнеобитаемой части профиля, влияют на физические свойства (плотность), реакцию (рН) почвы, регулируют водно-воздушный и тепловой режим. Характер участия зеленых растений в почвообразовании различен в зависимости от типа растительности и интенсивности биологического круговорота. Различают следующие растительные формации:

а) группа деревянистых формаций (таежные леса, широколиственные леса, влажные леса);

б) группа переходных деревянисто-травянистых формаций (ксерофитные леса, саванны);

в) группа травянистых формаций (суходольные и заболоченные луга, травянистые прерии, степи умеренного пояса);

г) группа пустынных формаций (суббореальная с летним циклом вегетации, субтропическая с зимним циклом вегетации и тропическая);

с) группа лишайниково-моховых формаций (тундры, верховые болота).

Каждая из названных растительных формаций характеризуется своими особенностями в составе органического вещества, в поступлении его из почвы, в процессах разложения органического вещества и во взаимодействии продуктов распада с минеральной массой почвы. Лесная растительность преобладает на земной поверхности по своей биомассе (10 11 -10 12 т) она образует сложный многокомпонентный биоценоз в составе древесных, кустарниковых, травянистых и мохово-лишайниковых формаций. В различных условиях под разными типами леса формируются разные почвы (под хвойными лесами – подзол, под широколиственными лесами – бурые лесные почвы, под травянистыми лесами – серые лесные почвы и т.д.).

Травянистая растительность по суммарной биомассе несколько уступает лесным формациям (10 10 -10 11 т). Под луговой травянистой растительностью формируются дерново-подзолистые, дерновые и дерново-луговые почвы, под травянистой ксерофильной растительностью – черноземы, каштановые почвы и сероземы.

Микроорганизмы. В почве развиваются различные группы микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты) и водоросли. Их количество колеблется в широких пределах от миллионов до миллиардов в 1 г почвы (таблица 1).

Наибольшим содержанием микроорганизмов характеризуются черно-

земные и сероземные почвы, наименьшим – почвы тундры и северной тайги. Масса микроорганизмов составляет от 3 до 7-8 т/га.

Таблица 1 — Количество микроорганизмов в почвах России (Е.Н. Мишустин)

Бактерии — наиболее распространенная группа микроорганизмов в почве, они осуществляют процессы превращения органических и минеральных соединений в почвах. По отношению к потребностям в свободном кислороде различают аэробные и анаэробные ( не используют свободный О₂) бактерии.

Актиномицеты — используют в качестве источника углерода различные органические соединения. Они могут разлагать клетчатку, лигнин, перегнойные вещества почвы. Участвуют в образовании гумуса.

Грибы — они активно участвуют в процессах минерализации и гумификации органических веществ. Грибы синтезируют различные кислотные соединения (уксусную, лимонную и др. кислоты). Их активная деятельность способствует образованию фульвокислотного гумуса и активному разрушению минералов.

Водоросли — распространены во всех почвах, главным образом в поверхностном слое. Содержат в своих клетках хлорофилл. В болотных почвах и на рисовых полях водоросли улучшают аэрацию, усваивая растворенный СО₂ и выделяя в воду О₂. Водоросли активно участвуют в процессах выветривания пород и в первичном процессе почвообразования.

Лишайники — группа грибов, сожительствующих с наземными водорослями, т.е. они состоят из гриба и водоросли. Гриб обеспечивает водоросли водой и растворенными в ней минеральными веществами, водоросли же вырабатывают углеводы, которые использует гриб. С момента поселения лишайников на горных породах начинается более интенсивное биологическое выветривание и первичное почвообразование.

Все группы микроорганизмов наиболее активны при рН, близкой к нейтральной, при хорошей аэрации почвы и достаточном количестве органического вещества.

Микроорганизмы и почвообразование. Микроорганизмы выполняют весьма важные и многообразные функции в превращении веществ и энергии при почвообразовании, главными из которых являются:

— трансформация органических веществ;

— образование различных простых солей;

— участие в разрушении и новообразовании почвенных минералов;

— миграция и аккумуляция продуктов почвообразования;

— фиксация азота атмосферы (клубеньковые бактерии);

— формирование и динамика биохимического, питательного, окислительно-восстановительного, воздушного режимов почвы и т.д.

Животные, населяющие почву и их роль в процессах почвообразования. Почвенная фауна весьма многочисленна и разнообразна. К животному миру, принимающему активное участие в жизни почвы, относятся различные представители простейших (Protozoa – жгутиковые, корненожки и инфузории), беспозвоночных (дождевые черви, клещи и др.) и позвоночных животных (грызуны, землерои и т.д.).

Вопрос о роли простейших в почвенных процессах пока не выяснен. Одни исследователи считают, что простейшие, истребляя почвенные бактерии (питаются ими), оказывают вредное влияние на плодородие почвы, другие отмечают, что интенсивность микробиологических процессов в почве в присутствии Protozoa не ослабляется, но даже повышается.

Роль беспозвоночных в почвообразовании многогранна. Проделывая многочисленные ходы и норки, они улучшают физические свойства почв: повышают ее пористость, аэрацию, влагоемкость и водопроницаемость. В почвах, обогащенных продуктами жизнедеятельности дождевых червей – капролитами, возрастает количество гумуса, увеличивается сумма обменных оснований, снижается кислотность, в почве образуется большее количество водопрочной структуры. Улучшая структуру почвы, беспозвоночные изменяют воздушный режим и улучшают химический состав почвы.

Позвоночные животные (грызуны) роют в почве норы, ходы, перемешивая и выбрасывая на поверхность огромное количество земли. Некоторые из них образуют в почве так называемые кротовины — ходы, засыпанные массой почвы или породы (изменяются физические свойства, плотность, аэрация, водопроницаемость и др. свойства почвы).

Рассматривая влияние растительного и животного мира (флора и фауна) на процесс образования почвы, можно сделать вывод, что биологический фактор является ведущим в почвообразовании.

Влияние рельефа на почвообразование и плодородие почвы. Рельеф — это конфигурация или топография поверхности суши. Различают 3 группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, горные системы. Образование макрорельефа связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.

Мезорельеф – форма рельефа средних размеров (холмы, лощины, долины, террасы и их элементы – плоские участки, склоны разной крутизны). Возникновение мезорельефа связано в основном с экзогенными геологическими процессами (медленные поднятия и опускания отдельных участков суши ).

Микрорельеф — мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади (от нескольких дециметров до нескольких сотен квадратных метров), с колебаниями относительных высот в пределах одного метра ( бугорки, понижения, западины).

Значение рельефа в формировании почв и развития почвенного покрова велико и разнообразно. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы (рисунок 1).

Рисунок 1 — Взаимосвязь распределения почв в связи с рельефом,

почвообразующими породами и типами леса

Почвы одной и той же климатической зоны, расположенные на крутых склонах и формирующиеся на идентичных почвообразующих породах, имеют менее мощные горизонты по сравнению с почвами пологих склонов. Это вызвано поверхностным стоком, вследствие чего в почву попадает только часть осадков, причем эти почвы подвергаются довольно сильной эрозии. На более пологих склонах в почву поступает больше воды, а следовательно, и растительность на ней богаче, выше содержание органического вещества. Поверхности разного наклона и экспозиции получают неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима. Почвы на солнечных склонах более теплые, отличаются от остальных почв более высоким термическим коэффициентом. В низинах, впадинах накапливаются воды, стекающие с более высоких близлежащих зон. Такие условия благоприятствуют росту биомассы, медленному разложению органических остатков и формированию почв с большими запасами органического вещества.

В настоящее время выделяют по положению в рельефе и по определяемому им перераспределению осадков следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.

Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании уровня грунтовых вод (УГВ > 6м ).

Полугидроморфные почвы — формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании УГВ на глубине 3-6 м ( капиллярная кайма может достигать корней растений).

Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного застоя вод или при УГВ 2+ , Mg 2+ , Na + и К + . Карбонатные породы содержат до 15-20% карбонатов Са 2+ (СаСО₃). В засоленных породах наряду с карбонатами Са 2+ много сульфатов и хлоридов Са 2+ , Mg 2+ , Na + .

Почвы наследуют геохимические черты исходного материала почвообразующих пород.

В настоящее время накоплено много научных данных, подкрепленных практикой, позволяющих осуществлять в земледелии научно обоснованный комплекс агромероприятий по сохранению и повышению плодородия почв. В результате земледельческого использования почв человек создал новые биоценозы – агробиоценозы. Возникли совершенно новые взаимоотношения культурных растений с животным населением почвы, с окружающей средой.

Производственная деятельность человека.Производственная деятельность человека — специфический и мощный фактор воздействия на почву (обработка, удобрения, химическая и водная мелиорация и т.д.) и на весь комплекс окружающих условий развития почвообразовательного процесса (растительность, элементы климата, гидрологию).

В результате земледельческого использования почв человек создал новые биоценозы – агробиоценозы. Возникли совершенно новые взаимоотношения культурных растений с животным населением почвы, с окружающей средой.

Значение положительное (positive) создается более высокое эффективное плодородие почв — удобрения, орошение, химическая мелиорация и т.д.).

Влияние отрицательное (negative) — эрозия, вторичное засоление, заболачивание, загрязнение почвенной среды, атмосферы, ощелачивание, осолонцевание почв и т.д.).

Факторы почвообразования оказывают специфическое воздействие на почву и не могут быть заменены друг другом. В этом смысле они равнозначны. Взаимодействие факторов почвообразования привело к образованию почвенных зон с преобладанием в каждой из них характерных типов почв: подзолистых, серых лесных, черноземов, каштановых и др. Эти почвы называют зональными (горизонтальная на равнинах и вертикальная в горахзональности).Среди зональных почв встречаются также другие почвы. Их образование не подчиняется законам зональности, а обусловлено влиянием рельефа и различием в составе и свойствах материнских пород. Так, в южно-таежной подзоне таежно-лесной зоны среди дерново-подзолистыхпочввстречаются дерново-глеевые, дерново-карбонатные почвы. Во всех почвенных зонах имеются болотные и пойменные почвы. В сухо-степной зоне среди каштановых почв характерно наличие солонцов. Указанные почвы, не имеющие преобладающего распространения в почвенных зонах, называют азональными или интразональными.

Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 3724 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник