Характеристика алтайского края почвы

Задание: ознакомиться с почвенно-климатическим районированием Алтайского края и дать краткую характеристику факторам почвообразования, которые формируют основные типы точв по нижеприведенной таблице.

Основы учения о факторах почвообразования заложил В. В. Докучаев. Он установил, что почва формируется в результате взаимодействия климата, растительности, почвообразующих пород, рельефа местности и возраста страны (времени). В дальнейшем был выделен еще один фактор почвообразования — производственная деятельность человека.

Климат. С этим фактором почвообразования связано поступление в почву воды, необходимой для жизни растений и для растворения минеральных питательных веществ. От климата зависит активность биологических процессов. Количество солнечной энергии, попадающей на земную поверхность, возрастает от полюсов к экватору.

Большое значение имеют такие элементы климата, как атмосферные осадки, испарение и температура. Атмосферные осадки, выпадающие на земную поверхность, расходуются на испарение, фильтрацию в нижние горизонты, стекание по склонам, рост и развитие растений. При этом растворенные вещества и механические частицы передвигаются с водой, как по поверхности почвы, так и по ее вертикальному профилю.

В процессе обмена тепла и влаги между почвой и атмосферой устанавливается определенный гидротермический режим почвы. В каждой природной зоне климат характеризуется температурными условиями и увлажнением (это подробнее рассмотрено в части II). Выделение термических групп климатов основано на показателях суммы температур выше 10°С за вегетационный период: холодные — 600°С, холодно-умеренные — 600. 2000°С, тепло-умеренные — 2000. 3800°С, теплые — 3800. 8000°С, жаркие — более 8000°С. Эти группы климатов располагаются в виде широтных поясов

По условиям увлажнения выделяют шесть групп климатов: очень влажные — коэффициент увлажнения более 1,33, влажные — 1,33. 1,00, полувлажные — 1,00. 0,55, полусухие — 0,55. 0,33, сухие — 0,33. 0,12, очень сухие — менее 0,12.

Коэффициент увлажнения — это отношение среднемноголетнего количества осадков за год (мм), к испаряемости (испарение с открытой водной поверхности), мм.

От температуры и условий увлажнения зависят скорость химических и биохимических процессов, выветривания, биологическая продуктивность растений и др. На формирование почв влияет распределение осадков по сезонам года, а также континентальность климата. Суровость зимы, мощность снегового покрова и сила ветра оказывают влияние на почвообразовательный процесс преимущественно через растительность и биологические почвенные процессы.

Роль ветра как одного из элементов климата проявляется в его воздействии на рельеф и растительность. На открытых выровненных пространствах ветром выносятся пылеватые и песчаные частицы, часто сносится почвенный слой, создаются бугристые и наносные формы рельефа. В условиях засушливого климата ветер (суховей) вызывает выгорание посевов и естественной растительности. Ветер влияет на распределение снега по поверхности, обусловливая неравномерность промерзания и увлажнения почвы.

Почвообразующие породы (или материнские) – это горные породы, из которых почвы формируются. Почвообразующая порода является материальной основой почвы и передает ей свой механический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются в различной степени под воздействием почвообразовательного процесса придавая определённую специфику каждому виду почв.

Почвообразующие породы различаются по происхождению, составу, строению и свойствам. Они делятся на магматические, метаморфические и осадочные горных пород.

Минералогический, химический и механический состав пород определяет условия произрастания растений, оказывает большое влияние на гумусонакопление, оподзоливание, оглеение, засоление и другие процессы. Так, карбонатность пород в таежно-лесной зоне создает благоприятную реакцию среды, способствует формированию гумусового горизонта, его оструктуренности. На кислых породах эти процессы идут значительно медленнее. Повышенное содержание водорастворимых солей приводит к образованию засоленных почв. В зависимости от механического состава, характера сложения породы различаются по водопроницаемости, влагоемкости, пористости, что предопределяет в процессе развития почв их водный, воздушный, тепловой режимы.

Значение рельефа в формировании почв и развитии 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 почв.

Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, растительности и почв вследствие понижения температуры воздуха с высотой и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам, медленно поднимаются, и постепенно охлаждаются, что способствует достижению точки росы и выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы, опускаясь, нагреваются и становятся сухими. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.

Поверхности разного наклона и экспозиции получают в течение гола неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима.

Все это приводит к возникновению различных растительных формаций, и следовательно неодинаковым условиям гумусонакопления и разложения органического вещества, изменению почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.

В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.

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

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

Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов (особенно на склонах с крутизной более 3 0. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почвы. На выровненных территориях в условиях засушливого климата большее значение имеет ветровая эрозия.

Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки, пойменная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к изменению режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных процессов, понижению грунтовых вод) и, как следствие, к развитию почв не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.

Биологический фактор в образовании каждой почвы является ведущим. Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов. Почвообразование происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между растительными, животными организмами и внешними факторами. При этом происходит значительное преобразование материнской породы. Главным условием, обеспечивающим непрерывность этого процесса, является приток лучистой солнечной энергии на поверхность Земли.

В формировании почв принимает участие растительность, животные и микроорганизмы, перерабатывающие минералы горных пород и атмосферные газы. Энергетической основой почвообразовательного процесса является солнечная радиация. На земной поверхности мертвая минеральная природа переходит в органическую и живую, а последняя, отмирая и разлагаясь, снова переходит в мертвую минеральную материю. В процессе постоянного взаимодействия между мертвой и живой природой, а также при их переходе друг в друга в поверхностном слое литосферы происходит формирование разнообразных почв и развивается основное и специфическое свойство каждой почвы – ее плодородие.

Роль растительности. Зеленые растения служат основным поставщиком почв свежими органическими веществами. Вместе с биомассой в почвах аккумулируется солнечная энергия, количество которой может равняться 9,33 ккал на 1 г углерода, что при средней величине накопления растительных остатков 10 т/га составляет 9,33.107 ккал солнечного тепла. Такие огромные ресурсы энергии включаются в естественные процессы почвообразования, а также могут использоваться людьми.

Растительные сообщества извлекают из материнских пород (а в дельнейшем из почв), элементы питания, синтезируют биомассу и тем самым переводят эти легкоподвижные химические элементы в состав сложных органических соединений (гумус), а также возвращают в формирующуюся почву эти соединения в виде отмирающего наземного опада и корней.

Леса характеризуются наибольшей биомассой по сравнению с остальными фитоценозами. Но в лесах (за исключением субтропиков) ежегодный прирост ее меньше, чем в луговых степях, причем в травянистых сообществах до 85 % биомассы составляют корни, органические вещества здесь почти целиком возвращаются в почву. Поэтому под луговыми травянистыми ассоциациями почвы бывают более плодородные, чем под лесами и сухими степями.

В лесных фитоценозах происходит глубокое промачивание почвенной толщи, в результате чего из почвы элювируются (вымываются) растворимые формы органических и минеральных соединений. В травянистых фитоценозах обильные ежегодные растительные остатки концентрируются в верхней части почвенного профиля, образуя перегнойно-аккумулятивный горизонт. Под моховым покровом накапливаются растительные остатки в виде торфа (из-за переувлажнения и медленного разложения их).

Процесс разложения органических остатков зависит также от химического состава: в хвойных лесах зольность опада составляет 1-2 %, в лиственных – увеличивается до 4 %, в степях и полупустынях – 2-4 %, а в опаде галофитной растительности солончаковых пустынь она достигает 14 %.

Растения обладают избирательной поглотительной способностью, которая выражается в том, что их корни извлекают из минерального субстрата химические элементы в нужных соотношениях. Например, в золе растений (особенно в злаках, осоках, хвощах, диатомовых) скапливается очень много кремнезема, в то время как почвенный раствор содержит его ничтожно малое количество. В растениях пустынь накапливается большое количество минеральных солей.

Роль животных в почвообразовании неотделима от существенного влияния растительности и микроорганизмов. Почва является жизненной средой для огромного числа позвоночных и беспозвоночных животных организмов. В процессе питания они измельчают растительную массу и перемещают ее в нижележащие горизонты, перемешивая органические вещества с минеральной частью.

Позвоночные животные (суслики, хомяки, сурки, кроты, слепыши, мыши, тушканчики, ящерицы, змеи, ужи и др.) создают в почвах свои норы и гнезда. Землерои перемещают минеральную массу из глубины почвенного профиля и выносят ее на поверхность. Например, в степной полосе в местах поселения этих животных образовались перерытые черноземы, каштановые и другие почвы.

Особенно большую работу по преобразованию органических остатков в почве производят дождевые черви, а также отчасти личинки многочисленных насекомых. Они осуществляют механическую и химическую переработку органо-минеральной части почвы.

Распространение животных в природе подчиняется закону зональности и имеет тесную связь с характером растительного покрова, климатом, почвообразующими породами.

Все организмы растительного и животного происхождения активно участвуют в малом биологическом круговороте веществ, и, находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью, они способствуют развитию почвенного плодородия.

В почве и на ее поверхности находится огромное количество микроорганизмов: бактерий, грибов, актиномицетов, а также водорослей и лишайников. В верхних слоях их количество колеблется от миллионов до миллиардов в 1 г почвы, а общая масса составляет 3. 8 т/га. Наименьшее содержание микроорганизмов характерно для почв тундры и северной тайги, а наибольшее — для черноземных и сероземных почв.

Содержание микроорганизмов в почвах варьирует в течение года, что связано с изменением гидротермического режима и многократными генерациями микроорганизмов. Жизнедеятельность микроорганизмов активнее всего летом при благоприятной влажности почвы. В жаркое время, когда почва высыхает, жизнедеятельность микроорганизмов приостанавливается. Оптимальная температура для микроорганизмов 20. 35 °С. Бактерии лучше развиваются в нейтральной или слабощелочной среде, грибы — в кислой.

Бактерии — наиболее распространенные в почве микроорганизмы. Больше всего их в верхних горизонтах, особенно в пахотном слое, где создаются лучшие условия аэрации.

Хозяйственная деятельность человека – один из факторов почвообразования. В настоящее время почти не осталось девственных почв в зоне деятельности человека. Механическая обработка (вспашка), удобрение, осушение, орошение, сенокошение, выпас скота, вырубка лесов и другие приемы резко изменяют как направление и скорость естественного почвообразования, так и качество почвы. Человек теперь может сознательно управлять естественными процессами почвообразования, улучшая почвенное плодородие в антропогенном ландшафте. С развитием научно-технического прогресса и общественных отношений усиливается использование почв и их преобразование.

Таким образом, сложная взаимосвязь всех перечисленных факторов почвообразования обусловливает формирование пестрого почвенного покрова. Взаимодействие живых организмов и продуктов их жизнедеятельности с материнской породой обычно проявляется по-разному. Но во всех случаях почвообразование является следствием биологического круговорота веществ в природе.

Факторы, определяющие почвенно-климатическое районирование Алтайского края

Также, ниже представлена характеристика современного состояния позвенных зон.

Согласно почвенно-климатическому районированию на территории края выделяются следующие почвенные зоны:

1. Зона каштановых почв сухих степей.

2. Зона черноземов засушливой и умеренно засушливой степи.

3. Зона выщелоченных черноземов и серых лесных почв средней лесостепи.

4. Зона оподзоленных и выщелоченных черноземов, темно-серых и серых лесных почв предгорий Салаира.

5. Зона дерново-глубокооподзоленных и серых лесных почв черневой тайги Салаирского кряжа.

6. Зона черноземов предгорных равнин, предгорий и низкогорий Алтая.

7. Пояс горно-лесных почв низкогорий, среднегори и высокогорий Алтая.

8. Пояс горно-тундровых, горно-луговых и лугово-степных почв высокогорий Алтая.

Зона каштановых почв сухой степи расположена в западной части Алтайского края, на границе с восточным Казахстаном. Почвообразовательные процессы в этой зоне протекают в условиях засушливого климата и изреженного растительного покрова. Эта территория характеризуется резко выраженной комплексностью почвенного покрова. По геоморфологическим условиям зона относится к обширной Кулундинской низменности озерного, озерно-аллювиального и аллювиально-дельтового происхождения с абсолютными высотами 80-160 м на севере и 160-260 м на юге. Территория характеризуется бессточностью, незначительным развитием современной гидрографической сети, большим количеством крупных и мелких соленых и солоноватых озер, многие из которых имеют промышленное значение, а в некоторых залегает гипс, используемый для мелиорации солонцов.

Грунтовые воды на плакоре находятся на глубине 5-10 м и имеют слабую минерализацию (1 — 5 г/л). Почвообразующие и подстилающие породы представлены относительно маломощными (до 10-15 м) песчано-суглинистыми озерно-аллювиальными отложениями верхнего четвертичного возраста, переходящими в нижнечетвертичные, а затем в песчано-глинистую толщу континентального неогена. Морские отложения неогена и палеогена залегают на глубине 150 — 200 м и выше.

Естественная растительность — типчаково-ковыльная и полынно-типчаково-ковыльная с лугово-галофитными комплексами по понижениям рельефа. На песках и супесях ложбин древнего стока – сосновые боры. Целинная растительность сохранилась небольшими участками на солонцово-солончаковых комплексах, а также в мелких западинах-блюдцах, занятых березовыми колками.

Общая площадь составляет 2,2 млн. га. Здесь наряду с каштановыми встречаются лугово-каштановые почвы, солонцы, солончаки и солоди: дерново-подзолистые (2,2 тыс. га – 1% от общей площади), аллювиальные (6,8 тыс. га –3%), серые лесные (2,2 тыс. га – 1%), каштановые и темно-каштановые (1,4 млн. га — более 40% от общей площади), каштановые и темно-каштановые солонцеватые (190 тыс. га – 8%), светло-каштановые и светло-каштановые солонцеватые (309 тыс. га –14%), лугово-каштановые и луговые (38 тыс. га – 17%), солонцы и солончаки (237 тыс. га – 11%).Зона каштановых почв наиболее засушливая зона Алтайского края. Количество осадков за год составляет 180-360 мм; Сумма осадков за период вегетации составляет 140-160 мм; Сумма температуры воздуха за период с температурой выше 10 0 С равна 2200-2400 0 С, а гидротермический коэффициент равен 0,8-0,6.

Зона черноземов засушливой и умеренно засуш ливой степи.

Эта самая большая по площади зона занимает центральную часть древнеаллювиальных равнин Алтайского края. По почвенно-биоклиматическим условиям подразделяется на две подзоны: южных черноземов засушливой степи и обыкновенных черноземов умеренно-засушливой степи и колочной степей.

Подзона южных черноземов засушливой степи. Рельеф представляет собой размытую и террасированную поверхность Приобского плато. Она расчленена ложбинами древнего стока, к которым приурочены современные русла Кулунды, Суетки, Кучука, и имеют много озер, высохших озерных котловин и западин. Абсолютные высоты этой части подзоны – 120-150 м по днищам ложбин и о 220 м – на водоразделах.

Грунтовые воды залегаю на глубине более 10 м, а на террасированных склонах – 5-3 м и ближе, часто высокоминерализированные. Режим глубин залегания грунтовых вод в основном связан с таянием снега и выпадением дождей. Наибольший подъем грунтовых вод наблюдается весной, летом идет их интенсивное испарение и снижение уровня. К концу осени – началу зимы остается неизменным. В области Приобского плато грунтовые воды имеют хороший отток в сторону Кулундинской депрессии и к ложбинам Древнего стока. Благодаря этому содержание солей в них обычно небольшое, и редко превышает 1-2 г/л.

Климат подзоны теплый засушливый. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом 155-160 дней, абсолютный минимум температуры воздуха достигает -50 0 С. Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова за зиму не превышает 25 см, наибольшая глубина промерзания почвы может достигать 260 см. Безморозный период длится 115-120 дней.

Подзоны обыкновенных черноземов умеренно засушливой и колочной степей расположена на Приобском плато. Территория зоны испытывает переменное увлажнение. Северная часть относится к району недостаточного увлажнения (дефицит атмосферных осадков – 200-300 мм.) Территория слабо дренирована, по условиям мелиоративного освоения относится к средней сложности.

Грунтовые воды на плакорных поверхностях плато вскрываются на глубине более 10-20 м, в северной части – на 5-10 м (местами более 10 м), а на размытой территории плато – от 2 до 10 м. По глубине залегания грунтовых вод можно косвенно судить о различной степени естественной дренированности. На данной территории она относительно слабая в размытой части, недостаточная — в северной и хорошая – на остальной. Грунтовые воды в основном пресные и только на террасированных склонах Алея и северной части Оби они в значительной степени минерализированы.

Естественная растительность представлена разнотравно-типчаково-ковыльными ассоциациями. По западинам и ложбинам – березовые и березово-осиновые колки. На террасированных склонах к ложбинам и по приозерным понижениям развиты лугово-болотные, луговые, лугово-степные галофитные растительные группировки. Количество видов растений не превышает на кормовых угодьях 10-14.

Количество осадков за год составляет 300-325 мм; сумма осадков за период вегетации – 140-250 мм; сумма температур воздуха за период с температурой выше 10 0 С – 2000-2400 0 С, ГТК 1,2-0,8. Общая площадь территории составляет 6919755 га, из них дерново-подзолистые составляют 30685,7 га, т.е. около 0,4 %, аллювиальные – 196388,8 га, т.е. 3%, серые лесные почвы – 73645,8 га, т.е. 1%, черноземы – 4308279,2 га, т.е. 62%, черноземы солонцеватые – 386640,4 га, т.е. 5,3%, лугово-черноземные и луговые – 368228,9 га, т.е. 5%, солонцы и солончаки – 92057,2 га, т.е. 1,5% от общей площади зоны.

Зона выщелоченных черноземов и серых лесных почв средней лесостепи расположена в области Бийя — Чумышской увалистой возвышенной равнины и древних террас Оби. Представляет собой возвышенную расчлененную равнину с холмисто-увалистым рельефом, с абсолютными отметками 300-350 м. Лишь на юге с развитием сопочного рельефа она достигает 450-550 м. Расположение возвышенности между реками определило сильное развитие денудационных процессов в четвертичном периоде и современное расчленение территории.

Грунтовые воды на водоразделах залегают на глубине 20-25 м, на террасированных склонах – 5-10 м, по днищам балок и оврагов они выклиниваются на поверхность и ведут к заболачиванию местности. Грунтовые воды зоны пресные и представлены реками, озерами и водами болот. Они играют важную роль в естественной дренированности территории.

Климатические условия более благоприятны по сравнению с другими зонами равнинной части края. Среднее годовое количество осадков 450-500 мм, из них на май-июль приходится 165-170 мм. В зоне складываются условия повышенной относительной влажности воздуха и хорошего увлажнения почв. Суховейно-засушливая погода почти не наблюдается.

Естественная растительность представлена злаково-разнотравными луговыми степями и березовыми лесами, в основном по склонам северной экспозиции увалов. Больше облесена северо-восточная часть зоны. Растительный покров сильно изменился под влиянием сельскохозяйственной деятельность человека. Естественные луговые степи почти полностью распаханы. Они сохранились лишь на участках, непригодных к освоению под пашню — на крутых склонах логов. Сократились и площади березовых лесов, которые превращены в пахотные угодья.

Общая площадь рассматриваемой территории 2400165,5 га, из них дерново-подзолистые почвы занимают 2400,2 га, т.е. 0,1% от общей территории, аллювиальные – 156010,7 га, т.е. 6%, серые лесные почвы занимают 492033,9 га, т.е. 20 %, черноземы оподзоленные и выщелоченные – 1555307,2 га, т.е. 39%, лугово-черноземные и луговые – 160811,1 га, т.е. 8% и солончаки – 2400,2 га, т.е. 0,1 % от общей территории.

Зона оподзоленных и выщелоченных черноземов, темно-серых и серых лесных почв предгорий Салаира. Располагается неширокой полосой за р. Чумыш, приурочена к холмисто-увалистой предгорной равнине Салаирского кряжа. Абсолютные высоты здесь несколько ниже, чем на Бийско-Чумышской возвышенности, и достигают 200-360 с общим наклоном в сторону Западно-Сибирской низменности. Предсалаирская равнина и предгорья Салаира характеризуются широкими ложбинами и долинами с заболоченными днищами. Пространства между ними довольно сильно расчленены, и глубина достигает 60-80 м при ширине 2-3 км. Здесь широко развиты овраги, балки, лощины. Крутизна склонов до 12 0 , но наиболее часто встречается от 3 до 6 0 . Зональные почвы – оподзоленные черноземы и серые лесные почвы всех трех типов. Выщелоченные черноземы занимают значительные площади, формируясь на плоских водораздельных участках. По своим свойствам они близки к выщелоченным черноземам Бийско-Чумышской возвышенности равнины. Отличаются только большей мощностью гумусового горизонта и повышенным содержанием гумуса, азота и фосфора. По механическому составу преобладают тяжелосуглинистые разновидности.

Естественная растительность представлена древесными и травянистыми формациями. Из древесных пород широко распространены березовые, осиновые и пихтовые леса. В остепененной части зоны хвойные породы отсутствуют, а лиственные встречаются в виде колков и небольших разреженных парковых лесов. Травянистая растительность представлена луговыми и лугово-степными формациями.

Количество осадков за год составляет 450-600 мм, сумма осадков за период вегетации составляет 225-250 мм, сумма температур выше 10 0 С – 1800-2000 0 С, ГТК составляет 1,4 – 1,2.

Площадь рассматриваемой территории 437 324,6 га, из них дерново-подзолистые почвы 7434,5 га, т.е. 1,7 % от общей площади, аллювиальные – 18804,9 га, т.е. 5%, серые и светло-серые лесные почвы – 52041,6 га, т.е. 12%, темно-серые лесные почвы – 64724 га, т.е. 15%, черноземы оподзоленные и выщелоченные – 256709,5 га, т.е. 57%, горные черноземы – 437,3 га, т.е. 0,1%, лугово-черноземные и луговые – 33673,9 га, т.е. 8%, солончаки – 437,3га, т.е. 0,1% от общей территории.

Источник