Зависимость типа почв от рельефа

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

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

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