Характеристика климата для плодородия почвы

Характеристика почвенно-климатических условий

Читайте также

В ходе решения важнейших задач человечества, относимых к развитию отдельных отраслей производства и экономики в целом, немаловажным фактором является грамотное использование естественных богатств. Одним из таких факторов является состояние почвенно-климатических условий различных природных зон.

Российские ученые-географы, Климент Аркадьевич Тимирязев и Василий Васильевич Докучаев, доказали, что почвенно-климатические условия являются одной из главных элементов физико-географической среды в целом. Такая среда в сильной степени влияет на фитоценозы различного происхождения, их безболезненный рост и развитие, а также на результат (итоговую урожайность).

Систематические исследования характеристики почвенно-климатических условий России начали проводиться в 1920-1930 гг. Данным вопросом занималась сеть агрометеорологических станций Гидрометслужбы СССР, а также научные учреждения сельскохозяйственного характера. В начале 20 века было опубликовано немалое количество работ, посвященных этой теме. Единственный их минус заключается в том, что даже в монографиях, публикующихся отдельно, ученые рассматривали либо температурный режим почвы, либо ее влажность. То есть, все элементы почвенно-климатических условий в совокупности имели место достаточно редко.

Современные ученые уже с лёгкостью могут устанавливать взаимосвязь и взаимозависимость отдельных составляющих данной совокупности. Например, доказано, что термический и водный режимы взаимообусловлены и тесно взаимосвязаны между собой. Именно поэтому целесообразнее рассматривать данные аспекты совместно, в рамках наиболее широкого понятия – почвенного климата. Этот ход позволяет наиболее быстрыми темпами решать как теоритические, так и практические задачи, не теряя при этом качество суждений. Кстати, термин «климат почвы» появился сравнительно давно, благодаря таким наукам, как агроклиматология и почвоведение.

Характеристика почвенно-климатических условий включает в себя, соответственно, 2 части: климатические ресурсы и почвенные ресурсы. Целесообразным будет рассмотреть данный факт на примере конкретной страны, допустим, России.

Климатические ресурсы России

Климат данной страны (как и любой другой) определяется множеством факторов: размером территории, её протяженностью, особенностями рельефа и так далее. Вся территория России подразделяется на климатические зоны, природные условия которых заметно различаются. Но в статье будут описаны условия, касающиеся страны в целом.

Особенностью России является тот факт, что год имеет четкое деление на 2 сезона: холодный и теплый. Более того, даже в течение одного из сезонов можно отметить резкие перепады температуры воздуха. Но если закрыть глаза на эти перепады, можно смело утверждать, что в северном и восточном направлениях амплитуда температуры воздуха за год увеличивается, а температуры зимнего времени года идут на спад. Огромная часть России расположена в умеренном климатическом поясе (исключениями являются побережье Черномории, острова Северного Ледовитого океана и некоторые другие части страны).

Данный климатический пояс состоит из нескольких подтипов:

1. Континентальный климат (западное направление в Сибири);
2. Умеренно-континентальный климат (Европейская часть страны);
3. Резко-континентальный климат (восточное направление в Сибири);
4. Муссонный климат (юго-восточная часть Дальнего Востока).

Наиболее холодным регионом считается северная часть Дальнего Востока (до -46 градусов в январе). В истории известны случаи, когда температура на данной территории опускалась до -67,8 градусов.

При характеристике климатических ресурсов любой страны важно отметить продолжительность дня. Касательно России, самый долгий день находится в диапазоне 15 часов и 20 минут, самый короткий длится около 9 часов.

В зимнее время года по всей территории страны имеет место снежный или ледяной покров (лишь на юге Черноморского побережья никогда не выпадает снега). Летнее же время года имеет весьма неустойчивый характер: жаркая погода в южной части страны и относительно холодная в северных регионах.

Берег Черного моря очень отличается от других частей страны своим температурным режимом: зимой он может удивлять своими плюсовыми значениями (до +20 градусов), а летом там еще жарче. Но таких исключений Россия имеет относительно немного. В среднем температура колеблется в пределах -10 градусов в зимнее время года и +22 °С летом.

Подводя итоги, можно отметить, что среднегодовой показатель температурного режима страны составляет -5.5 градуса. Наиболее жаркими частями России являются Республика Адыгея и Краснодарский край. Самый холодный регион – Республика Саха.

Почвенные ресурсы России

Рассматриваемая страна славится разнообразием своих почв. Данный фактор способствует не только благоприятному развитию лесов, полей и других единиц дикой природы, но и плодородию земельных угодий, занятых под сельскохозяйственные участки или территории промышленного назначения.

Следующие виды почв преобладают на территории России:

1. Подзолистые почвы (имеют место в основном на территории хвойных лесов; формирование этого типа почвы происходит из-за превышения осадков и низкого уровня испаряемости);
2. Тундровые глеевые почвы (формируются из мерзлых пород и имеют место в холодных зонах России (зона многолетней мерзлоты или крайний Север России);
3. Серые лесные почвы (образовываются под лесами лиственной породы как прерывистая зона, для создания такой почвы необходимы травяные растения);
4. Дерново-подзолистые почвы (можно встретить в местах смешанных лесов; особенностями такого типа почв являются высокие температуры летом и немалое количество растительных отходов);
5. Мерзлотно-таежные почвы (имеют место при резко-континентальном климате; данный тип почв служит заменой подзолистым по восточному направлению);
6. Черноземы (располагаются в степи и лесостепи в местах повышенной растительности (различного вида травы); выпавшее количество осадков равно их испарению);
7. Каштановые почвы (развиваются в местах сухих степей (как и в случае черноземов, наличие травы обязательно!); в данном случае испарение осадков превышает их выпадение);
8. Бурые почвы полупустынь (количество растений катастрофически мало, так же, как и осадков; ярко выраженной особенностью такого типа почв является засоление).

Как и в любой другой стране, в России тип почв определяется законами широтной зональности на равнинах, в горах же имеет место вертикальная поясность. Наиболее плодородными почвами считаются черноземы, каковых в России немало. Уровень плодородия определяется количеством гумуса (органическое вещество, перегной) в почве. Именно поэтому рассматриваемую страну можно считать предельно богатой на данный природный ресурс, ведь ни что другое, как почва, создает хороший урожай.

Ученые отметили некоторую особенность черноземов: количество органического вещества в почвах имеет свойство уменьшаться по направлению к северу. А это означает, что и уровень плодородия имеет тенденцию к снижению в северных регионах. Это происходит в результате повышенной влажности почв (в некоторых регионах отмечается высокий уровень заболоче6нности).

Если направиться в сторону Юга, то содержание перегноя в почве пойдет также на снижение (426 ц/га гумуса в стандартных черноземах и 391 – в южных). Но дело в том, что степи и пустыни не являются плодородными не только из-за нехватки в почвах органического вещества, но и из-за их большого засоления.

Но, тем не менее, черноземы России пользуются огромной популярностью в различных отраслях производства. Практически 50% всех территорий, занятых пашнями, приходится на черноземные почвы. Можно отметить, что многоразовая обработка земли приводит к слабой выраженности свойств почвы: она уже не такая продуктивная и питательная, как ранее. Более того, ее структура уничтожается. В таком случае общество прибегает к удобрениям различного рода – и все становится на свои места, полезные свойства земли возвращаются.

Следует выделить, что в России с каждым годом все в большей степени пашни приходят в негодность, следовательно, количество природных ресурсов сигнализирует человечеству об опасности. Именно это должно стать толчком к повышению качества и плодородия земли.

Источник

Климат как фактор почвообразования

Климат – это многолетний режим погоды, сложившийся в определенной местности. Он зависит от географической широты, рельефа, высоты над уровнем моря, удаленности от мирового океана. Климатические особенности региона определяются температурой , количеством осадков, влажностью воздуха, силой и направлением ветра, атмосферным давлением.

Самое большое влияние на почвообразование оказывают:

• Температура
• Количество и режим осадков
• Скорость и сила ветра

Подробнее об этих климатических факторах мы расскажем далее.

Температура

Годовая температура зависит от широты, на которой расположена климатическая зона. На нее влияет угол падения солнечных лучей. Показатель изменяется с увеличением высоты над уровнем моря – в горах он всегда ниже. Подробнее об этом вы можете узнать в статье Рельеф как фактор почвообразования.

Для определения климатической зоны суммируют годовое количество температур со значением больше +10°С. Такой показатель соответствует вегетационному периоду растений и времени самого активного почвообразования.

В таблице показаны основные климатические зоны в зависимости от температуры:

Также при описании климатических поясов приводят значение среднегодовой температуры , максимальных и минимальных значений за весь период наблюдения, год, сезон, месяц.

Длительный период с отрицательными температурами замедляет почвообразование. В таких условиях растительность плохо развивается, дает мало опада, в почву попадает небольшое количество органики. Микрофлора большую часть года остается малоактивной. Она плохо размножается, число бактериальных клеток и грибков в земле снижено. При разложении органических веществ образуется больше фульвокислот, которые легко растворяются и вымываются из почвы, повышают ее кислотность.

При слишком высоких температурах (больше +35°) усиливается испарение влаги. Это ведет к замедлению деятельности микроорганизмов. Минеральные вещества в этом случае хуже усваиваются растениями.

Самый оптимальный температурный режим – в умеренно-теплой и теплой климатических зонах. Здесь чередуются холодная зима, жаркое лето и мягкий период межсезонья. Весной и осенью идет активное разложение органики, а летом и зимой – закрепление ее в верхних слоях.

Почвообразование зависит не только от температуры воздуха, но и от теплового режима плодородного грунта.

Он включает такие свойства:

• Теплопоглощение
  Это способность почвы поглощать и удерживать тепло (энергию солнца). Она определяется по альбедо – п р оценту отраженной солнечной энергии.
• Теплоемкость
  Это способность грунта поглощать тепло. Измеряется свойство в калориях, необходимых для нагревания 1 г (или 1 см3) почвы на 1°С.
• Теплопроводимость
  Это способность почвенного покрова проводить тепло.

На тепловой режим влияют:

• Цвет
  Чем темнее грунт, тем лучше он поглощает и удерживает тепло.
• Структура
  Пористые грунты хуже проводят тепло, но лучше его аккумулируют.
• Состав
  Проводимость тепла лучше у почв с высоким содержанием минеральных веществ.
• Влажность
  Вода лучше проводит тепло и медленнее нагревается, чем воздух.

Температура грунта – это динамичный показатель. Она колеблется в течение суток. Самые высокие значения фиксируются около 13:00 часов, самые низкие – перед восходом солнца. Суточные колебания наиболее вы р ажены на поверхности грунта и затухают на глубине 50 см. В плотных почвах они выражены слабее, чем в рыхлых. Перепады температур влияют на жизнедеятельность микрофлоры и скорость разложения органики. Чтобы в почве накапливался гумус, необходимы периоды замедления биохимических процессов.

Температура почвы изменяется и на протяжении года.

По особенностям сезонных колебаний тепловой режим разделяют на:

• Мерзлотный
  Он наблюдается в холодном климате. Температура почвы практически круглый год отрицательная. В самые теплые недели она прогревается на глубину 0,2 м до 20°С. Ниже этой отметки – вечная мерзлота.
• Длительно сезонно промерзающие
  До плюсовых температур почва прогревается не более, чем на 5 месяцев. Максимальная температура на глубине 0,2 м – 25°С. Промерзание в зимние месяцы не достигает вечной мерзлоты. Такой тепловой режим наблюдается в бореальном климате (таежной зоне).
• Сезонно промерзающие
  Показатель с р еднегодовой температуры плюсовой. Промерзание длится не больше 2-х месяцев. Температура на глубине 0,2 м от +25°С до +30°С. Такой режим характерен для почв умеренно-теплого (суббореального) климата.
• Непромерзающие
  Температура на протяжении года никогда не опускается ниже ноля, почвы не замерзают. Этот тепловой режим свойственен грунтам субтропической и тропической зон.

Наиболее оптимальные условия для почвообразования возникают при сезонно промерзающем и непромерзающем режиме. Но на процесс влияют и другие факторы. О них мы поговорим дальше.

Количество и режим осадков

Скорость образования почвы и ее качество во многом зависят от влажности. Вода обеспечивает поступление к растениям питательных элементов, влияет на жизнедеятельность микрофлоры, качество разложения органики. Вредным является как недостаток, так и переизбыток влаги.

Основное количество воды в почву попадает из атмосферных осадков. Часть из них испаряется. Соотношение поступившей и испарившейся влаги называется коэффициентом увлажнения (КУ). По этому показателю в пределах температурных климатических зон выделяют области с разной степенью влажности.

В таблице приведены названия этих областей и характерные для них разновидности плодородных грунтов (детальнее о них вы можете прочитать в статье Типы почв).

Коэффициент увлажнения больше 1, если количество осадков превышает их испарение, меньше 1 – при обратной ситуации. Самые оптимальные условия для почвообразования в тех областях, где КУ близок к единице. Именно там образуются самые плодородные почвы – типичные черноземы.

При описании климатических зон используется также показатель годового количества осадков. Он измеряется в миллиметрах. В северных регионах с высокой влажностью грунтов за год может выпадать 500-700 мм дождя и снега. В тундре их количество меньше – около 250-350 мм. Но большая часть замерзает и слабо испаряется , поэтому почва переувлажняется.

В лесостепи и степи за год выпадает 200-550 мм осадков, в сухих степях – 150-300 мм, в полупустынях 100-200 мм, в пустынях обычно меньше 100 мм. Самые высокие показатели в тропиках – 800-1000 мм. Но все эти цифры условные. Ведь в некоторых регионах годовое количество осадков может выпасть за 6 месяцев, а остальные полгода будет идти сухой сезон почти без дождя.

Увлажнение, испарение, годовое количество осадков, структура почвы, ее способность поглощать и задерживать влагу формируют водный режим. Он влияет на растительность и процессы почвообразования.

Выделяют следующие водные режимы почвы:

• Мерзлотный
  Он формируется в районах вечной мерзлоты. Во время лета верхние слои оттаивают, а нижние остаются замерзшими. На границе образуется верховодка – тонкий слой воды. По капиллярам жидкость поднимается в верхние слои профиля, в результате почва всегда максимально насыщена влагой. Это способствует оглееванию – разложению органики анаэробными организмами в отсутствии кислорода. Глеевый слой имеет серо-зеленый или голубоватый оттенок, повышенную кислотность, в нем много солей алюминия, железа, марганца. Плодородие такой почвы очень низкое.
• Водонасыщенный
  Режим характерен для болотных грунтов. Вода поступает из атмосферы и слабо испаряется. Почва постоянно насыщена влагой. В результате формируются торфяники – кислые почвы с полуразложившимися растительными остатками. Растительность на них скудная , в основном мох, осока, иногда мелкие кустарники и деревья (сосна, ольха). Почвы могут стать плодородными после осушения болот.
• Периодически водонасыщенный

Такой режим характерен для территорий, где дожди выпадают в определенные сезоны, постоянно меняется уровень грунтовых вод. Насыщенность почвы влагой колеблется от полной до частичной. Основной тип грунта при таком режиме – верховой торф.

• Промывной
  Режим территорий, в которых годовое количество осадков превышает испарение. Он характерен для тайги, смешанных хвойно-лиственных лесов, экваториальных, тропических и субтропических влажных лесов. Вода проходит через все почвенные слои и достигает грунтовых вод. Вместе с ней вымываются минеральные соли, органические вещества. В результате формируются кислые почвы с высоким содержанием растворимых фульвокислот (подзолистые, дерново-подзолистые, красные тропические). Гуммозный слой у них тонкий, реакция кислая, плодородие низкое или среднее.
• Периодически промывной
  Это режим лесостепной зоны, где объем осадков и испарения одинаковый (КУ близок 1). Влага из верхних слоев достигает грунтовых вод раз в 10-15 лет после очень снежной зимы или дождливого лета. Периодически весь почвенный профиль насыщается водой. Такой режим считается очень благоприятным для формирования плодородной почвы. Питательные вещества тут не вымываются, а надежно закрепляются в ве р хних слоях. Влажность оптимально подходит для жизнедеятельности микроорганизмов и доставки растениям питательных элементов. Здесь распространены типичные и выщелоченные черноземы с высоким плодородием.
• Промывной сезонно-засушливый
  Это режим тропических саванн. В сезон дождей осадки достигают подземного водоносного горизонта. Это приводит к вымыванию органики из верхних слоев почвы. В сухой сезон влага остается на поверхности почвы, но быстро испаряется. Процессы почвообразования резко замедляются, травы отмирают. В таких условиях образуются кислые почвы с преобладанием фульвокислот. Плодородие у них среднее или низкое, слой гумуса достаточно тонкий. Почвы быстро истощаются и деградируют после начала обработки.
• Непромывной
  При этом режиме влаги испаряется больше, чем поступает в грунт. Земля промачивается на 0,5-2 м, ниже грунт остается практически сухим. Непромывной режим характерен для сухих степей и саванн. Почва в таких условиях скудная, с низким содержанием гумуса. В умеренном климате это каштановые грунты, в тропиках – красно-бурые. Земледелие продуктивно только при регулярном поливе или после оборудования систем орошения.
• Аридный
  При таком режиме испарение в 2-4 раза превышает количество осадков. Почва всегда сухая, биологические и биохимические процессы в ней сильно замедлены. Режим характерен для полупустынь и пустынь. При нем формируются грунты с очень тонким слоем гумуса (серо-бурые, серые пустынные, такиры). Лишь на некоторых из них можно выращивать сельскохозяйственные культуры после орошения, остальные служат субстратом только для пустынной растительности.

Существуют режимы, которые зависят от уровня грунтовых вод , близлежащих водоемов, влияния человека. О них мы поговорим в других соответствующих статьях.

Скорость и сила ветра

Сильные ветры характерны для равнин, местностей с большими перепадами суточных температур. Существуют территории, над которыми часто образуются циклоны и антициклоны. Здесь возникают ураганы, которые имеют большую разрушительную силу.

Ветер играет важную роль в выветривании горных пород. Вместе с водой он разрушает целые массивы, превращает их в рухляк. На таком материале и начинается почвообразование.

Ветер может переносить на расстояние семена. Это ведет к заселению растений на новых участках и активизации почвообразовательного процесса. Вместе с воздухом перемещаются облака, что дает возможность распределяться осадкам на больших территориях.

Влияние ветра бывает и негативным. В пустынных областях периодически возникают бури, вследствие которых тонкий плодородный слой почвы заносится песком. Горячий суховей сжигает скудную растительность. Таким образом в почву попадает меньше питательных веществ, резко падает ее продуктивность.

В северных регионах зимой ветер перемещает снег. В результате почва промерзает и увлажняется неравномерно. В приморских районах ветром с моря приносится соленая вода. Если такое явление регулярное, почвы засаливаются.

На открытых пространствах ветер вызывает эрозию грунтов. Он сносит плодородный слой почвы, влияет на рельеф местности (провоцирует образование оврагов, выравнивает холмы, мелкие пылевидные и песчаные частицы засыпают низины).

Климат – один из важнейших факторов почвообразования. Его влияние начинается уже на начальном этапе , когда горная порода превращается в рухляк и заселяется первыми живыми организмами. От него зависят разнообразие и особенности флоры и фауны, скорость биологических и биохимических процессов, тип и количество органики. Климат определяет температурный и водный режим почвы. Поэтому при классификации плодородных грунтов их разделяют на группы в зависимости от климатических зон.

Источник