Рельеф как фактор почвообразования.
Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба. Влияние рельефа сказывается главным образом на перераспределении тепла и воды, которые поступают на поверхность суши.
Рельеф района в значительной мере определяет конкретное проявление воздействия других факторов при почвообразовании.
Контролируя распределение и взаимоотношение факторов почвообразования, рельеф оказывает весьма сильное влияние на географию почв. При этом роль и значение форм мега- и макрорельефа, с одной стороны, и мезо- и микрорельефа, с другой, заметно отличаются.
Под мега- и макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, горные системы. Возникновение макрорельефа связано главным образом с тектоническими явлениями в земной коре.
Влияние форм мегарельефа проявляется преимущественно в регулировании распределения атмосферной влаги, переносимой крупными воздушными массами, и в изменении гидротермических условий в зависимости от абсолютной высоты.
На равнинах и обширных плато происходит постепенное изменение количества атмосферных осадков. Это создает необходимые условия для постепенной смены типов растительности и образования биоклиматических зон, что обусловливает формирование почвенных зон.
Мезорельеф – формы рельефа средних размеров: холмы, лощины, долины террасы и их элементы – плоские участки и склоны разной крутизны. Возникновение мезорельефа связано в основном с экзогенными геологическими процессами, на которые оказывают большое влияние медленные поднятия и опускание отдельных участков суши.
Под микрорельефом понимают мелкие формы рельефа, занимающие незначительные площади (от нескольких квадратных дециметров до нескольких сотен квадратных метров), с колебаниями относительных высот в пределах одного метра. Сюда относятся бугорки, понижения, западины, возникающие на ровных поверхностях рельефа.
Влияние форм мезо- и микрорельефа на почвообразование проявляется на ограниченной площади в перераспределении солнечной энергии и выпавших атмосферных осадков.
По характеру строения поверхности различают прямые, вогнутые, выпуклые и ступенчатые склоны (рис. 1).
Рис. 1. типы склонов
По крутизне различают пологие (3 — 6 0 ), покатые (6 — 15 0 ), крутые (15 — 45 0 ), обрывистые (более 45 0 ) склоны. По длине различают склоны короткие (менее 50 м), средние (50 – 500 м) и длинные (более 500 м).
Перераспределение солнечной энергии на поверхности зависит от крутизны склонов и их экспозиции.
Склоны разных экспозиций имеют свои микроклиматические особенности (гидротермические режимы) и, как следствие, свою растительность и почву.
Перераспределение атмосферной влаги обусловлено тем, что атмосферные осадки стекают в пониженные места. В результате чего почвы верхней части склонов получают меньше влаги, чем находящиеся рядом почвы понижений.
Перераспределение почвенной массы в зависимости от количества и качества (мелкий моросящий дождь, ливень, снег и т.п.) атмосферных осадков происходит повсеместно, однако степень выраженности этого процесса в значительной мере определяется характером рельефа. Равнинный рельеф с незначительными понижениями благоприятствует перемещению наиболее тонких частиц. Перераспределение тонких частиц отражается на механическом и химическом составе почв разных элементов рельефа. Еще в большей степени влияет мезорельеф на миграцию водорастворимых соединений. При наличии резко расчлененного рельефа со значительной амплитудой высот происходит перемещение грубых обломков.
Поверхностный сток и перемещение почвенно-грунтовых вод обусловливает направленную миграцию твердых частиц и растворимых соединений и своеобразный обмен между элементами мезо- и микрорельефа. В результате поверхностного стока талых или дождевых вод верхние горизонты почвы размываются, и почвенная масса переносится в относительно пониженные места, т.е. при смыве почвы со склонов происходит намывание почвы в отрицательных элементах.
Поэтому расположенные в одном и том же ландшафте, часто разделенные лишь десятками метров почвы существенно отличаются водно-воздушным режимом, значениями рН, содержанием подвижных форм химических элементов. Все это приводит к поселению и развитию различной растительности, к существенным различиям в синтезе и разложении органического вещества, превращении почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.
Почвы положительных элементов рельефа формируются в независимых, автономных, ландшафтно-геохимических условиях. Эти почвы относятся к автоморфному типу. Почвы понижений развиваются под воздействием поверхностных и грунтовых вод, обогащенных химическими элементами и соединениями, извлеченными из почв вышерасположенных участков. Следовательно, почвы отрицательных элементов мезорельефа находятся в подчиненных ландшафтно-геохимических условиях. Эти почвы относятся к гидроморфному типу почв. геохимическая зависимость гидроморфных почв от автоморфных называется геохимическим сопряжением (рис. 2).
Рис. 2. Схема геохимического сопряжения (В. В. Добровольский, 1999)
А – условия мезорельефа: 1 – поверхностный сток; 2 – внутрипочвенный сток; 3 — грунтовый сток; Б – условия микрорельефа: 1 – поверхностный сток; 4 – движение почвенной воды (пунктир – подъем воды по капиллярам)
В условиях мезорельефа геохимическая связь имеет одностороннюю направленность, причем почвы относительно низких участков находятся под влиянием более высоких.
В условиях микрорельефа геохимическое сопряжение почвы носит двустороннюю направленность. Химические элементы, мигрирующие с поверхностным стоком в микрозападины, вмываются с фильтрующимися водами и обогащают почву понижений. Однако быстрое иссушение микроповышений вызывает энергичное подтягивание почвенных вод по капиллярам, вместе с которыми большая часть химических элементов возвращается. Происходит как бы взаимообмен подвижными соединениями.
Микрорельефу принадлежит ведущая роль в формировании комплексного и мозаичного покрова.
Таким образом. В настоящее время выделяют по положению в рельефе и по определяемому им перераспределению осадков группы почв.
Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 метров).
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 вносит существенное изменение в распределение атмосферных осадков и, следовательно, типов растительности и почв.
Источник
Рельеф как фактор почвообразования
Рельеф играет важную роль в перераспределении тепла и влаги, продуктов выветривания и почвообразования на земной поверхности.
Он определяет рисунок почвенного покрова и служит основой почвенной картографии.
В одной природной зоне на разных элементах рельефа степень увлажнения почв различна. По Неуструеву, выделяется несколько групп почв, различающихся по степени увлажнения:
- автоморфные, образовавшиеся на равнинных хорошо дренированных участках и не подвергающиеся переувлажнению за счет притока грунтовых или поверхностных вод;
- полугидроморфные, сформированные при кратковременном застое поверхностных вод или неглубоком залегании грунтовых вод;
- гидроморфные — избыточно увлажненные из-за длительного поверхностного застоя вод или влияния близко залегающих грунтовых вод.
Принято различать четыре типа рельефа: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф и нанорельеф. Макрорельеф определяет строение земной поверхности на больших территориях (горные хребты, плоскогорья, низменности, равнины) и отражает в соответствии с биоклиматическими условиями широтную и высотную зональность почвенного покрова.
Горный рельеф на территории России представлен горными системами Кавказа, Урала, Восточной и Южной Сибири, Дальнего Востока и Камчатки.
Формирование и распределение почв в горных областях подчиняется закону вертикальной зональности. Основные типы почв расположены в виде высотных поясов (зон), последовательно сменяющих друг друга от подножья гор к вершинам. По определенной совокупности почвенных зон, последовательно сменяющихся с высотой, выделяется 20 типов зональности. Они специфичны для разных природных зон.
В горах с увеличением высоты на каждые 100 м средняя температура воздуха снижается на 0,5 °С, понижается атмосферное давление, влажность повышается, возрастает суммарная солнечная радиация. В степной зоне с увеличением высоты местности предгорные степи сменяются широколиственными лесами, затем хвойными, выше которых располагаются пояса субальпийских и альпийских лугов, далее исчезает растительность и на вершинах часто лежит снежный покров.
Почвообразующие породы в горах представлены продуктами выветривания (элювием и пролювием) магматических и древних (третичных) осадочных горных пород разнообразного состава. Для горного почвообразования в условиях элювиальных и транзитных ландшафтов характерен отрицательный баланс веществ, обусловленный процессами денудации. Постоянный снос продуктов почвообразования приводит к омоложению почв и вовлечению новых слоев почвообразующих пород в почвообразование, что благоприятно для развития лесов. Отличаются горные почвы небольшой мощностью, щебнистостью и плохой сортированностью почвенного материала. Мощность гумусового горизонта, как правило, незначительна, содержание гумуса относительно высокое.
Мезорельеф (холмы, увалы, балки, овраги и т. п.) вызывает перераспределение влаги, продуктов почвообразования, а также мелкозема под действием гравитационного поля. На вершинах повышений преобладают элювиальные процессы с преимущественным выносом из почв продуктов почвообразования. В нижних частях склонов и в отрицательных формах рельефа происходит аккумуляция веществ. С мезорельефом связан определенный тип почвенного покрова — сочетание почв разной степени увлажнения.
Роль микро- и нанорельефов, представляющих собой мелкие формы рельефа с превышением от 10 до 50 см и площадью до 10 м 2 , состоит в перераспределении главным образом почвенной влаги, что обусловливает слабоконтрастные условия увлажнения для произрастания древесных насаждений.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
РЕЛЬЕФ КАК ФАКТОР ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Рельеф представляет собой форму земной поверхности, происхождение которой связано с тектоническими процессами, колебанием уровня морей, океанов, деятельностью ледников и другими явлениями. Разделяя атмосферу и литосферу, рельеф оказывает решающее воздействие на перераспределение солнечной радиации и осадков. Поэтому в зависимости от форм рельефа формируется определенный тип климата не только обширных территорий, но и микроклимат почв. Различают следующие группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф и нанорельеф.
Макрорельеф представляет собой крупные формы земной поверхности, измеряемьие сотнями метров и километрами, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, горные системы. Его возникновение связано с тектоническими явлениями в земной коре или с отступлением моря (например, образование Прикаспийской низменности).
Мезорельеф — формы рельефа средних размеров с колебанием высот, измеряемьих метрами и десятками метров: холмы, лощины, балки, террасы и их элементы (плоские участки, склоны разной кругизны). Возникновение мезорельефа связано в основном с экзогенными геологическими процессами (денудационные процессы, образование континентальных отложений), на которые оказывают большое влияние медленные поднятия и опускания отдельных участков суши.
Микрорельеф — мелкие формы рельефа, занимающие незначительные плошади, от нескольких квадратных дециметров до нескольких сотен квадратных метров, с колебаниями относительных высот в пределах 1 м: бугорки, понижения, западины и др. Эти формы возникают на ровных поверхностях рельефа из-за просадочных явлений, мерзлотньтх деформаций или по другим причинам. На склонах микрорельеф связан с развитием эрозионньих процессов или со сползанием почненно-грунтовых масс.
Нанорельеф — самые мелкие элементы рельефа, диаметр которых колеблется в пределах от нескольких сантиметров до 0,5. 1,0 метра, а относительная высота не превышает 30 см: мелкие западинки и бугорки, кочки, различные неровности, возникающие при обработке почвы (борозды, гребни и т. п.). Значение различных форм рельефа в формировании почв и почвенного покрова велико и разнообразно.
Макрорельеф определяет строение земной поверхности больших территорий и непосредственно влияет на складывающиеся там биоклиматические условия. Например, горные системы Гиндукуша и Тибета препятствуют проникновению на Индостанский полуостров холодных арктических воздушных масс и одновременно служат барьером для теплых воздушных потоков, насыщенных влагой, которые поступают со стороны Индийского океана. другим примером могут служить Черноморское побережье Кавказа и предгорные районы Каспийского побережья. В таких регионах, защищенных от холода и экранированных высокими горами, создаются особые климатические условия, резко отличающиеся от климата территорий, расположенных по другую сторону горных систем. Это приводит к тому, что почвенный покров различается на зональном уровне.
Мезорельеф существенно влияет на формирование почвенного покрова в пределах конкретного ландшафта. От его особенностей во многом зависит характер мезокомбинаций почв.
Известно, что южные склоны теплее северных, поэтому тепловые условия для развития почв на склонах южных экспозиций будут заметно отличаться от условий на северных склонах. Из-за неодинакового температурного режима северные склоны оказываются более увлажненными по сравнению с южными. При этом чем больше расчленен рельеф и длиннее протяженность склонов, тем сильнее проявляются различия между склонами разной экспозиции. Известно, что даже при слабоволнистом рельефе, где склоны очень малы и пологи, весной снег сходит прежде всего на южных склонах.
Неодинаковые условия теплообеспеченности и увлажнения обусловливают различия в характере растительности, окислительно-восстановительном режиме и многих других явлениях почвообразования. Условия почвообразования различаются не только между склонами различных экспозиций, но и между склонами, выровненными территориями и понижениями между водоразделами. Поэтому и почвы, формирующиеся на различных элементах рельефа, отличаются по своим свойствам.
Так, в районах с гумидным климатом на водораздельных пространствах, образованных рыхлыми четвертичными отложениями, формируются почвы с глубоким профилем, лишенные подвижных продуктов выветривания и почвообразования, часто подверженные влиянию сезонного аназробиозиса. При тех же условиях склоновые территории не переувлажняются за счет поверхностного и внутрипочвенного стока. Вследствие этого через профиль почв, сформированных на склонах, просачивается меньшее количество атмосферной влаги по сравнению с почвами, расположенными на плоских, горизонтальных элементах рельефа. Это отражается на балансе веществ, вовлекаемых в миграцию, и на интенсивности протекания иллювиальных процессов. Кроме того, на склоновых участках отчетливо проявляются эрозионные процессы, усиливающиеся по мере увеличения крутизны склона и сопровождающиеся образованием почв различной степени смытости, с меньшим содержанием гумуса и питательных веществ. Совершенно по-иному протекает почвообразование в замкнутых понижения между водоразделами. В результате дополнительного притока влаги развиваются процессы заболачивания, оглеения и торфообразования, накапливаются вторичные минералы, содержащие восстановленные элементы с переменной валентностью, закисные соединения железа и марганца и т. д. Эти почвы резко отличаются от почв, формирующихся на водораздельных и склоновых территориях, по своей морфологии, совокупности свойств и режимов.
С микро- и нанорельефом связано формирование контрастных (комплексы) и неконтрастных (пятнистости) микрокомбинаций почв. В гумидном климате в микропонижециях на выровненных территориях подзолистый процесс протекает интенсивнее за счет дополнительного притока влаги или же происходит временное переувлажнение почв, вследствие чего формируются пятнистости, представленные почвами разной степени оподзоленности и слабоглееватыми почвами. В засушливом климате дополнительный приток влаги в микро- понижения способствует рассолению и рассолонцеванию почв и формированию комплексов. На небольших повышениях (до 30. 50 см) расположены степные солончаковатые солонцы, на микро- склонах к блюдцеобразным и ложбинообразньим западинам формируются зональные каштановые почвы различной степени солонцеватости, днища понижений заняты незасоленными и несолонцеватыми лугово-каштановыми почвами.
С рельефом местности связана и глубина уровня грунтовых вод. При близком залегании к поверхности они оказывают огромное влияние на почвообразование, создавая определенный режим влажности и окислительно-восстановительного потенциала. От этого, в свою очередь, зависит характер растительности, трансформация органических и минеральных веществ. Кроме того, грунтовые воды всегда содержат различные соединения, определяющие их химический состав. В таежно-лесной зоне минерализация грунтовых вод (общее содержание минеральных веществ) обычно невелика — 0,1. 0,3 г/л. Из водорастворимых веществ широко представлены органо-минеральные и минеральные соединения закисного железа, в меньшей мере — соединения марганца, алюминия и кремнезема. В северной части зоны грунтовые воды часто обогащены органическим веществом. Все соединения, поступая из грунтовых вод, пропитывают почвенную массу, благодаря чему образуется большое количество железистых и органо-железисто-марганцевых конкреций, вплоть до формирования рудяковых горизонтов.
Когда грунтовые воды контактируют с карбонатными породами или известняками, происходит насыщение их гидрокарбонатом кальция, и мягкие грунтовые воды трансформируются в жесткие. При воздействии таких вод на почвенный профиль создается нейтральная или слабощелочная реакция среды, что предупреждает развитие подзолистого процесса. Благодаря постоянному присутствию Са(НСО3)2 активизируются процессы гумификации, а образующиеся гумусовые вещества нейтрализуются и закрепляются ионами кальция. В результате среди кислых, малогумусных, бедных питательными веществами подзолистых и дерново-подзолистых почв формируются ареалы дерново-глеевых почв с высоким содержанием гумуса и элементов питания.
В степной зоне минерализация грунтовых вод обычно находится в пределах 0,75.. .3,0 г/л. Наряду с гидрокарбонатом кальция грунтовые воды могут содержать сернокислые и углекислые соли натрия. Органическое вещество в них отсутствует. В полупустынях и пустынях минерализация грунтовых вод в среднем составляет 5.. .20 г/л, иногда 30. ..50 г/л. В составе солей преобладают сульфаты и хлориды натрия. При близком расположении таких вод к поверхности почвы происходит формирование солончаков и солонцов, а также засоленных и солонцеватых почв зонального ряда. Чем ближе уровень грунтовых вод к поверхности почвы, тем интенсивнее они участвуют в современном почвообразовательном процессе. В зависимости от положения в рельефе выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.
Автоморфные почвы формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях стока атмосферной влаги, при глубоком (более б м) залегании грунтовых вод.
Полугидроморфные почвы образуются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3. 6 м (капиллярная кайма достигает почвенного профиля, обеспечивая его дополнительное увлажнение).
Гидроморфные почвы формируются в условиях длительного поверхностного застоя воды или при залегании грунтовых вод на глубине менее З м (капиллярная кайма достигает поверхности почвы).
Рельеф рассматривают не только как фактор перераспределения влаги и лучистой энергии. Благодаря ему осуществляется воздействие одних почв на другие посредством веществ, вовлекаемых в миграционные процессы. Так, в почвы понижений поступает не только влага с вышерасположенных элементов рельефа, но и различные химические соединения, способные к миграции с поверхностным и внутрипочвенным стоком в данных геохимических условиях. При развитии эрозионных процессов с поверхностным стоком переносятся тонкодисперсные частицы, обогащенные гумусом и биофильными элементами. Аккумулируясь в депрессиях и у подножия склонов, они оказывают существенное влияние на свойства расположенных там почв.
Источник