- •И. Н. Волкова экологическое почвоведение
- •Рецензенты:
- •Место экологического почвоведения в системе других наук, цель и задачи курса
- •1. Развитие почвенного покрова Земли
- •2. Учение об Экологических функциях почв
- •2.1. Становление и сущность учения об экофункциях почвы
- •2.2. Биогеоценотические функции почв
- •2.2.1. Функции, обусловленные физическими
- •2.2.2. Функции, связанные с химическими свойствами почв
- •2.2.3. Функции, определяемые физико-химическими параметрами почв
- •2.2.4. Информационные функции
- •2.2.5. Целостные биогеоценотические функции почвы
- •3. Глобальные функции почв
- •3.1. Почва и литосфера
- •3.1.1. Биохимическое преобразование верхнего слоя литосферы
- •3.1.2. Почва – защитный барьер литосферы от чрезмерной эрозии
- •3.1.3. Почва – источник вещества для образования пород
- •3.1.4. Передача аккумулированной солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли
- •3.2. Почва и гидросфера
- •3.2.1. Участие почвы в формировании речного стока
- •3.2.2. Трансформация почвой атмосферных осадков в почвенно-грунтовые и грунтовые воды
- •3.2.3. Почва как фактор биопродуктивности водоемов
- •3.2.4. Почва – защитный барьер для акваторий
- •3.3. Почва и атмосфера
- •3.3.1. Почва как фактор формирования, эволюции
- •3.3.2. Почва как источник твердого вещества и микроорганизмов, поступающих в атмосферу
- •3.3.3. Влияние почвы на энергетический режим
- •4. Естественная и антропогенная динамика почвенных свойств
- •4.1. Изменчивость факторов почвообразования
- •4.2. Природная и антропогенная динамика
- •4.3. Динамика физических свойств почвы
- •4.3.1. Природная динамика физических свойств почвы
- •4.3.2. Антропогенная динамика физических свойств почвы
- •4.4. Динамика химических свойств почв
- •4.4.1. Естественная динамика химических свойств почв
- •4.4.2. Изменения химических свойств почв под влиянием
- •4.5. Деградация микробиологических
- •5. Почвенный экологический мониторинг:
- •5.1. Показатели почвенного экологического мониторинга
- •5.2. Виды почвенного экологического мониторинга
- •5.3. Объекты почвенного экологического мониторинга
- •5.4. Выбор тестовых участков при контроле состояния загрязненных почв
- •5.5. Экологическое нормирование качества загрязненных почв
- •Список литературы
- •Экологическое почвоведение
- •150000, Ярославль, ул. Советская, 14.
3. Глобальные функции почв
3.1. Почва и литосфера
Возникновение почвы изменило в первую очередь верхний слой литосферы – кору выветривания. Следует выделять несколько форм участия почв в преобразовании поверхностных слоев Земли.
3.1.1. Биохимическое преобразование верхнего слоя литосферы
В процессе трансформации коры выветривания почва принимает как косвенное, так и прямое участие.
Косвенная роль почвы заключается в том, что она является основной средой обитания организмов суши. Без почвы живые организмы и их метаболиты не представляли бы серьезного фактора в преобразовании лика Земли.
Непосредственное участие почвы в биохимическом преобразовании литосферы многопланово. Во-первых, почва – поставщик органических кислот специфической и неспецифической природы (гумусовые кислоты и простые органические кислоты соответственно). По В. В. Пономаревой, химическая сторона почвообразования представляется как процесс взаимодействия кислот органического происхождения с основаниями литосферы.
Наибольшим растворяющим действием на минералы обладают фульвокислоты (ФК). Их растворяющее действие в 3–4 раза выше, чем соляной кислоты. Гуминовые кислоты (ГК) также обладают значительными растворяющими свойствами, однако их способность осаждаться кальцием приводит к снижению их агрессивности по отношению к минералам. В целом гумусовые кислоты (ФК и ГК) оказались более агрессивными по отношению к минералам по сравнению с простыми органическими и неорганическими кислотами из-за длительности их воздействия.
Во-вторых, кроме кислот, при разложении органики образуется большое количество продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Особенно значительную роль этот процесс играет на стадии первичного почвообразования, когда минеральных веществ еще слишком мало для питания растений. Механизм воздействия микроорганизмов на минералы может быть прямым и косвенным. При прямом воздействии микроорганизмы либо выделяют ферменты (из кристаллической решетки минералов извлекаются элементы с переменной валентностью), либо слизь (менее специфическое действие).
Косвенный путь связан с воздействием сильных химических реагентов, образуемых микроорганизмами в процессе метаболизма. К таким веществам относят органические и минеральные кислоты (лимонную, щавелевую, уксусную, масляную, азотную, серную и др.); биогенные щелочи; хелатобразующие или комплексообразующие соединения, которые растворяют неорганические вещества или удерживают различные компоненты в растворимой форме (таким путем растворяются и предохраняются от осаждения многие металлические ионы – Fe, Ca, Mn, Zn, Mg, Co, Cu, что создает условия для их вертикальной и горизонтальной миграции); восстановители – H2, H2S, CH4, участвующие в биогенном образовании минералов.
Воздействие почвенных агентов на поверхность литосферы приводит к следующим результатам:
- перевод законсервированного в кристаллических решетках вещества в подвижное состояние (особенно высокой миграционной способностью обладают коллоидные и истинные растворы); образование фонда лабильных соединений и элементов, создающего основу для существования круговоротов;
- резкое возрастание удельной поверхности массивно-кристаллических пород, подвергнутых выветриванию (1 м3 горной породы имеет поверхность 6 м2, а 1 м3 суглинка – более 10 км2);
- синтез вторичных минералов в зоне гипергенеза; концентрация ряда соединений (новообразования кремнезема, гидроксидов железа, минералов фосфора, марганца, легкорастворимых углекислых, сернокислых, хлористых солей, органо-минеральных соединений, глинистых минералов);
- образование коры выветривания (связано с почвообразованием и является в значительной мере его следствием). Кора выветривания имеет мощность от 10 до 100 м в разных климатических зонах Земли, в ней приобретают подвижность и включаются в циклы миграции различные элементы, кора выветривания служит источником минеральных элементов для биосферы.