1.3. Почва и рельеф
Почва представляет собой особое (биокосное) природное тело, образующееся на поверхности суши в результате продолжительного взаимодействия почвообразующих пород, климата, живых организмов в определенных условиях рельефа и (во многих случаях) при антропогенном воздействии. Свойства почвы оказывают значительное влияние на условия жизни наземных организмов и в первую очередь растений. Свойства почвы (и вообще – субстрата) объединяют под общим названием эдафические факторы среды.
По довольно утилитарному определению В.Р. Вильямса, почва – это рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Таким образом, важнейшим свойством почвы принято считать ее плодородие.
Почва – многофазно-твердофазная среда, включающая твердые, жидкие, газообразные компоненты и биоту – совокупность организмов. Она во многом представляет собой продукт физического, химического и биологического выветривания горных пород под воздействием климата, растений, животных, микроорганизмов, хотя в ней есть признаки и более высокой организации – надпородного развития.
Физические свойства почвы (плотность, влажность, теплопроводность и др.) определяются ее механическим составом – соотношением песчаных и глинистых частиц; содержанием органической составляющей и иных компонентов.
Важнейшая функция почвы – обеспечение растений водой и минеральным питанием. Различают биологически доступную – свободно передвигающуюся по капиллярам почвы воду и биологически недоступную воду, удерживаемую почвенными частицами так прочно, что растения не могут ее усвоить. Различают физическую и физиологическую сухость почвы. При физической сухости в почве наблюдается недостаток влаги, при физиологической сухости вода в почве содержится, но не может усваиваться растениями из-за высокой солености, кислотности или при плохой аэрации, низкой температуре, нарушающих нормальную физиологическую функцию корневой системы.
Химические свойства почвы зависят от содержания растворимых и потенциально растворимых минеральных и органических веществ. Показатель концентрации ионов водорода в почве (рН) может различаться для разных типов почв. Лесные типы почв имеют кислую реакцию среды, степные – близкую к нейтральной или щелочную реакцию. Флора почв с нейтральной реакцией среды особенно богата видами. Известковые и засоленные имеют щелочную реакцию с рН 8-9, а торфяные – кислую с рН до 4: на этих почвах развивается специфическая растительность.
В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы, простейшие одноклеточные, черви и членистоногие. Основные биохимические процессы протекают в верхнем слое почвы толщиной до 40 см, т. к. он наиболее обогащен воздухом, органическими отходами продуцентов и консументов (детритом) и содержит наибольшее количество микроорганизмов по сравнению с более глубоко расположенными слоями.
Процесс гумусообразования начинается с разрушения и измельчения отмершей растительной массы и мертвого животного вещества. Этот процесс осуществляется под воздействием абиотических факторов (осадки, перепады температур), животных при обязательном участии грибов и бактерий. К таким животным относятся сапрофаги, потребляющие мертвое вещество; некрофаги, питающиеся трупами животных; копрофаги, уничтожающие экскременты. Большую роль в почвообразовании играют подвижные животные. Они разрыхляют почву, создают условия для ее аэрации, перемещают органические и минеральные вещества. Например, дождевые черви на луговых почвах за год выбрасывают на поверхность до 80-90 т/га копрогенного материала, степные грызуны перемещают вверх сотни кубометров грунта.
Почвенных обитателей подразделяют на три группы:
- микробиотип, микробиота – почвенные микроорганизмы: зеленые, сине-зеленые, диатомовые водоросли, бактерии, грибы и простейшие;
- мезобиотип, мезобиота – многочисленная (десятки и сотни тысяч особей на 1 м 2 почвы) совокупность сравнительно мелких легко извлекаемых из почвы подвижных животных: почвенные нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки и др.;
- макробиотип, макробиота – крупные насекомые, дождевые черви и др. животные. Наибольшее значение имеют дождевые черви, достигающие численности до 300 экз. на 1 м 2 .
Специфические приспособительные особенности выработались у заселяющих подвижные пески растений (псаммофиты) и животных (псаммофилы). Растения-псаммофиты (ивашелюга) используют для закрепления подвижных песков, возникших, например, в результате перевыпаса, при ошибках при проведении мелиоративных работ и т. п. После закрепления песка псаммофитами создаются благоприятные условия для произрастания других растений: сосновых лесов на песчаных дюнах, бахчевых культур на степных и пустынных песках. При этом сами псаммофиты находят для себя все меньше благоприятных условий и исчезают (вытесняются), что приводит к полной смене растительных ассоциаций и животного населения.
Почва состоит из хорошо выраженных слоев, часто различающихся по цвету. Эти слои называются почвенными горизонтами, а последовательность горизонтов от поверхности вглубь называется почвенным профилем. Для автоморфных почв это, как правило, следующие горизонты:
- верхний горизонт – горизонт А (гумусовый), разделен на слои: подстилка (А0); гумусово-аккумулятивный (А1);
- выщелоченная (светлоокрашенная, т. е. в этом слое часть минеральных веществ и окрашивающих почву гуминовых кислот вымыты или извлечены растениями) – это элювиальный горизонт А2 (характерен для лесных почв);
- глубже горизонта А расположен горизонт В – иллювиальный, или горизонт вмывания;
- еще ниже залегает материнская горная порода С, из которой формируется почва.
Для умеренных, полярных широт большое экологическое значение имеет снежный покров в зимнее время (его толщина, рыхлость), так как он обеспечивает благополучную зимовку многих видов растений и почвенных микроорганизмов. Наземным животным – каждому виду – свойственна определенная критическая глубина снега, при которой ему становится трудно передвигаться и добывать пищу.
Рельеф может создавать разнообразие окружающих условий в пределах территорий с одинаковым климатом. С увеличением высоты на каждые 1000 м температура воздуха снижается примерно на 6 о С. В холмистой и сильно пересеченной местности ее наклон и экспонированность солнечным лучам определяют температуру, освещенность и влажность почвы. На крутых склонах почвы хорошо дренируются, что приводит к недостатку влаги для растений, хотя в близлежащих низменных местах почва насыщена влагой. Микрорельеф защищает или, наоборот, усиливает воздействие ветра.
Таким образом, орографические факторы оказывают на биоценозы не только прямое, но и косвенное влияние (орография – морфологическое описание форм рельефа). Вертикальные и горизонтальные особенности рельефа обусловливают разнообразные формы местообитаний, занимаемых биогеоценозами: сплошные пространства для однородных территорий; ленточные формы, пояса для разных уровней склонов оврага; локальный, островной характер на участках микрозападин, ложбин, бугров и холмов, около небольших водоемов и в них самих и т. п. Поэтому по профилю, расположенному от вершины водораздела к берегу реки или ко дну оврага, может быть представлено несколько разных биогеоценозов.
Источник
Почва и рельеф местности
Почва и рельеф местности также влияют на условия жизни наземных организмов, в первую очередь – растений.
Почвой называют рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, представляющий комплекс минеральных и органических частиц, заселенный множеством микроорганизмов, простейших и беспозвоночных (нематод и насекомых). Минеральными компонентами служат измельченные частички горных пород. Органическая часть слагается из растительных и животных организмов, их мертвых остатков и гумуса. Механическое строение почвы (размеры минеральных частиц и их пористость) определяет такие ее экологически значимые свойства, как: воздухопроницаемость, водопроницаемость и влагоемкость (способность удерживать воду в порах).
От типа почвы и ее химического состава зависят растительность местности, химический состав пищевых продуктов растительного и животного происхождения. Недостаток или избыток тех или иных химических элементов в почве приводит к их недостатку или избытку в воде и пищевых продуктах, что оказывает влияние на здоровье населения. Пониженное или повышенное содержание ряда элементов приводит к развитию геохимических эндемических заболеваний: эндемическая зобная болезнь (недостаток йода), флюороз (избыток фтора), эндемическая подагра (избыток молибдена) и др. Чаще всего от этих заболеваний страдает сельское население, потребляющее продукты питания местного происхождения.
Почвенная микрофлора, как правило, состоит из безвредных сапрофитов. В то же время почва постоянно инфицируется патогенными микробами и яйцами гельминтов, попадающими в нее вместе с продуктами выделений инфицированных организмов или их трупами. Гибель большинства болезнетворных микроорганизмов в почве обусловлена воздействием солнечных лучей (на поверхности), неблагоприятными температурой и влажностью, недостатком питательных веществ, конкуренцией с сапрофитами. Не образующие спор патогенные микробы (возбудители кишечных заболеваний, чумы, туберкулеза, бруцеллеза, туляримии и др.) погибают в зависимости от конкретных условий в течение нескольких дней, недель или месяцев.
Постоянное загрязнение почвы продуктами жизнедеятельности живых организмов и их мертвыми остатками не приводит к накоплению этих отходов благодаря непрерывному процессу самоочищения почвы.
Самоочищение почвы — это длительный многоступенчатый процесс превращения мертвых органических остатков в воду, углекислый газ, минеральные соли и гумус. В нем можно выделить три этапа:
1) измельчение крупных органических остатков падальщиками и беспозвоночными;
2) фильтрация жидкой фазы, в результате которой взвешенные и растворенные в воде органические вещества и частицы, микробы, яйца гельминтов задерживаются в порах верхнего слоя почвы. Здесь обитает множество микроорганизмов, грибов, водорослей и простейших, использующих эти органические компоненты в качестве источников питания, тем самым осуществляя их поэтапную минерализацию;
3) минерализация идет как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При этом анаэробные процессы гниения и брожения сопровождаются выделением зловонных газов: аммиака, меркаптана, сероводорода и др., загрязняющих воздух. С участием кислорода идут как процессы распада сложных органических веществ на более простые с образованием углекислого газа и воды, так и процессы преобразования продуктов анаэробного распада в более сложные химические соединения, пригодные для питания растений: нитраты, сульфаты, фосфаты, карбонаты и др. Параллельно с минерализацией идут и процессы образования особой формы органических соединений — гумуса (продукты бактерийной ассимиляции). По мере самоочищения почвы в ней снижается и количество патогенных микробов. Характер почвы, грунта, рельеф местности влияют на распределение видов наземных растений и животных.
Климат
Погодные изменения – это постоянное варьирование сочетания таких факторов среды, как температура, влажность воздуха, облачность, осадки, сила ветра, атмосферное давление. Для погодных изменений наряду с закономерным сезонным чередованием в годовом цикле характерны непериодические колебания, что усложняет существование наземных организмов. Многолетний режим погоды характеризует климат местности. В это понятие входят не только средние значения метеорологических явлений, но также их годовой и суточный ход, отклонение от него и их повторяемость. Климат определяется географическими условиями района. Зональное разнообразие климатов осложняется действием ветров, распределением циклонов и антициклонов, рельефом местности, степенью удаления от океана (континентальность) и многими другими факторами. Очень часто местные элементы среды (рельеф, освещенность, наличие водоемов и т. п.) так изменяют в конкретном участке режим температуры, света, влажности, движения воздуха, что он значительно отличается от климатических условий местности. Такие локальные модификации климата называются микроклиматом. Можно выделять микроклиматы сколь угодно малых участков вплоть до одного цветкового венчика, что используют обитающие там насекомые.
Источник
32. Группы почв по положению в рельефе.
По положению в рельефе и по определённому распределению осадков различают следующие группы почв:
1). Автоморфные – формируются на ровных поверхностях и склонах в условии свободного стока поверхностных вод. При залегании грунтовых вод больше 6 метров.
2). Гидроморфные – формируются в условиях длительного поверхностного застоя воды или при залегании грунтовых вод меньше 3 метров (капиллярная система может достигать поверхности почвы).
3). Полугидроморфные – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод от 3-6 метров.
33.Гранулометрический состав почв и его значение в почвообразовании и плодородии почв.
Гранулометрический состав – относительное содержание механических элементов различного диаметра.
Значение гранулометрического состава в почвообразовании:
-скорость разложения органических останков и органических удобрений
-поглотительная способность почв
-накопление гумуса, азота, элементов питания
-сроки проведения полевых работ и обработки почвы.
Чем тяжелее гранулометрический состав, тем богаче минералогический состав почв, больше элементов питания растений, выше поглотительная способность почв. Таким образом, гранулометрический состав влияет на основные показатели плодородия.
Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирование почвы, в том числе плодородие
Все механические элементы почвы с размером частиц менее 0,01м называются физической глиной, а более 0,01 мм — физическим песком. Кроме этого выделяют мелкозём, в который входят частица размером до 1 мм и почвенный скелет — частицы размером более 1 мм.
Группировка механических элементов по размерам наз. классификацией механических элементов. В нашей стране широко используется Шкала Качинского.
80 тяжелая глина
Гранулометрический состав определяет многие физические свойства и водно-воздушный режим почв, а также химические, физико-химические и биологические свойства
Тяжелые почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, Лёгкие -с водным режимом.
Все хим. вещества ,попадающие в почву ,можно разделить на 2 группы: химические и минеральные
Химические вещества, вносимые в почву планомерно, целенаправлено, организовано:
а)пестициды(до 90-100 т в г) в) структурообразователи почвы
б)минеральные удобрения г)стимуляторы роста растений
Главная особенность хим. состава почв — присутствие органических веществ в их составе — гумусовых веществ
Минеральные удобрения — источник г.п., из которых слагается твердая оболочка земной коры — литосфера
Минеральная часть состав 80-90 % и более массы почв.
Источник