
- •1. Біогеохімія ґрунтоутворення та ґрунтотворний процес
- •1.1. Біосфера Землі, її характерні особливості
- •1. Біосфера Землі, її характерні особливості.
- •Енергія сонця
- •Великий геологічний кругообіг речовин
- •1.2. Кора вивітрювання, типи кори вивітрювання
- •1) За віком утворення і характером залягання:
- •2) За геохімічним типом:
- •3) За речовинним складом, що відображає стадійність вивітрювання:
- •Провапнована;
- •3) Сіалітна насичена;
- •4) Сіалітна ненасичена (вилугувана);
- •Малий біологічний кругообіг речовин
- •1.3. Міграційні потоки елементів
- •Геохімічні бар'єри та ареали акумуляції
- •Педогеохімічна рухливість головних продуктів ґрунтоутворення (в.А. Ковда, 1973)
- •1.4. Баланс ґрунтоутворення
- •1. Баланс ґрунтоутворення.
- •1.5. Загальна схема ґрунтоутворення
- •Загальна схема ґрунтоутворення.
- •1.6. Концепція елементарних ґрунтотворних процесів та їх характеристика
- •Концепція елементарних ґрунтотворних процесів та їх характеристика.
- •1.7. Геохімія ландшафтів
- •Контрольні запитання:
- •2. Просторова структура ландшафтів
- •2.1. Основні поняття та положення
- •Вертикальна або компонентна структура ландшафтів
- •2.2. Горизонтальна або морфологічна структура ландшафтів
- •Контрольні запитання:
- •3. Вертикальні структури геосистеми: склад та декомпозиція (топічна ландшафтна екологія)
- •3.1. Основні положення
- •3.2.Основні способи декомпозиції
- •Вертикальні межі геосистем
- •Контрольні запитання:
- •4. Вертикальні структури геосистеми: міжелементні відношення та процеси (процесна ландшафтна екологія)
- •4.1.Генетико-еволюційні відношення
- •Коротка історична довідка.
- •Загальна схема та основні положення.
- •Антропічні аспекти генетико-еволюційних відношень
- •4.2.Потік і трансформація енергії
- •Коротка історична довідка.
- •Загальна схема
- •Антропічні аспекти
- •Типологія
- •4.3. Потоки вологи
- •Коротка історична довідка
- •Загальна схема
- •Антропічні аспекти
- •Типологія потоку вологи
- •4.4.Міграція та обмін мінеральних речовин
- •Коротка історична довідка
- •Загальна схема
- •Надходження розчинених мінеральних речовин з атмосферними опадами, т/км2 за рік (за л.М. Горєвим, а.М. Ніканоровим, в.І. Пелешенко, 1989)
- •Залучення елементів до біологічного круговороту, кг/га за рік (за т.І. Євдокимовою, т.Л. Бистрицькою, 1976)
- •4.5.Забруднення та самоочищення геосистем
- •Антропічні аспекти
- •Головні фактори і показники самоочищення геосистем
- •Типологія забруднення та самоочищення геосистем
- •4.6. Продуційні процеси
- •Коротка історична довідка
- •Загальна схема
- •Середня продуктивність геосистем (за р. Уіттекером, 1980)
- •Середня швидкість формування гумусного горизонту ґрунтів, т/га (за ф.М. Лісецьким, 1990)
- •Антропічний аспект
- •Типологія
- •Контрольні запитання:
1) За віком утворення і характером залягання:
сучасні (голоценового віку);
старі (доголоценового віку);
викопні (заховані і ті, що знову вийшли на поверхню);
перевідкладені;
2) За геохімічним типом:
елювіальні (залишкові);
ортоелювіальні (на щільних магматичних породах);
параелювіальні (на щільних осадових породах);
неоелювіальні (на пухких четвертинних осадових породах);
транзитні (елювіально-акумулятивні);
акумулятивні;
3) За речовинним складом, що відображає стадійність вивітрювання:
уламкові (переважають свіжі уламки щільних порід);
засолені (наявність водорозчинних солей);
загіпсовані (наявність СаSО4);
провапновані (наявність СаСО3);
доломітизовані (наявність СаМg(СО3)2);
сіалітні насичені (SіО2:А12О3 > 2); переважають Са2+, Мg2+, або На+ в обмінному комплексі;
сіалітні ненасичені (SіО2:А12О3 > 2); переважають Н+ або А13+ в обмінному комплексі;
ферсіалітні (SiO2:А12О3 > 2; Fе2О3 > А12О3);
альферритні (SіО2:А12О3 < 2; Fе2О3 > А12О3);
фералітні (SіО2:А12О3 < 2; Fе2О3 < А12О3);
алітні (бокситові) ((SіО2:А12О3 < 2; переважання А12О3).
Вивітрювання, за Б.Б.Полиновим, для елювіальної кори має такі стадії: 1) уламкова;
Провапнована;
3) Сіалітна насичена;
4) Сіалітна ненасичена (вилугувана);
5) алітна.
Малий біологічний кругообіг речовин
Для ґрунтоутворення особливе значення має малий біологічний кругообіг речовин. Він забезпечує цикли біогеохімії. При цьому зольні елементи поглинаються рослинами з ґрунту. В подальшому вони беруть участь у біохімічних процесах рослин, повертаються знову в ґрунт після їх відмирання. Частина забирається тваринними організмами і повертається після їх відмирання. Цикли вуглецю, азоту більш складні. Вони зачіпають також атмосферу. Частина елементів звільняється, після відмирання повертається у великий геологічний кругообіг через атмосферу і гідросферу.
Антропогенна діяльність змінює хід біологічного кругообігу речовин за рахунок:
зниження природної біоти і заміни її на культуру сільськогосподарських полів;
відокремлення і потреби споживання біологічної продукції;
внесення добрив;
зміни ґрунтових режимів.
Інтенсивність біологічного кругообігу речовин (елементів) або швидкість його - це час (вегетаційний період, декілька місяців, діб, хвилин), упродовж якого елемент поглинається живим організмом, трансформується і повертається в середовище.
Повернення буває прижиттєве і посмертне. Час (інтенсивність) залежить від виду організму та запасу елемента у середовищі.
У формуванні малого біологічного кругообігу речовин велику роль відіграють живі організми. В першу чергу - мікробні популяції, оскільки біомаса мікробів практично така ж, як і біомаса рослин. Але головне не в кількості маси, а в тій роботі, яку мікроорганізми проводять з мінералізації речовин, особливо у процесах перетворення азоту, заліза, сірки, марганцю.
Об'єм, або ємність біологічного кругообігу речовин (елемента) - це маса елемента, яка поглинається організмом з навколишнього середовища одиницею площі за певний час.
Біологічний кругообіг речовин складається з циклів окремих елементів.
Цикли азоту. 75 % N зосереджено в атмосфері в молекулярній формі (N2). Живі організми (рослини) поглинають азот у вигляді NН4+, NО3-, з участю якого утворюють білки. Після відмирання рослин іде трансформація азотовмісних сполук через амоніфікацію, нітрифікацію, денітрифікацію. Нітрати захоплюються рослинами, частина їх іде на утворення гумусу. Решта азоту вимивається з ґрунту. У гумусі азот складає 3-5-10 %. Втрата з ґрунту азоту веде до забруднення водоймищ.
Цикли вуглецю. СО2 в атмосфері міститься до 0,03 %. Найбільше вуглецю в живій речовині - 18 %. Він є основою життя. Розраховано, що рослинний покрив суші засвоює весь вуглець атмосфери за 3-4 роки. Для гумусосфери цикл вуглецю складає 300-400 років. У процесі дихання рослин частина вуглецю повертається в атмосферу. Після відмирання рослин частина вуглецю закріплюється в гумусі, в осадових породах (карбонати), частина повертається до атмосфери. Викиди вуглецю при спалюванні нафти, газу, вугілля, складають від 6 до 10 % об'єму біогеохімічного циклу.
Вирубка лісів, руйнування лісових підстилок, осушення торф'яників, посилене розорювання земель, зменшення планктону у водоймищах у зв'язку з їх забрудненням скоротили об'єми фотосинтезу на планеті. Це зумовило посилення надходження СО2 в атмосферу. Виробництво будівельних матеріалів також підсилює концентрацію СО2 в атмосфері (одержання цементу). Існують суттєві відмінності між біологічними кругообігами в природних і антропогенних екосистемах. Установлено, що за останні сто років чорноземи втратили одну третину своїх гумусових запасів. Головні причини цього: інтенсивні прийоми землеробства (меліорація, хімізація, механізація), ерозія ґрунтів. У природних екосистемах гуміфікується незначна частка залученого до фотосинтезу вуглецю атмосфери. Значна частина його повертається в атмосферу при диханні організмів і при мінералізації мертвої органічної речовини.
Живі організми утворюють інтенсивні потоки хімічних елементів. Вони проводять велику геохімічну роботу, беруть участь у процесах вивітрювання і ґрунтоутворення. Ґрунти є компонентами біосфери й об'єктами дії живої речовини. В ньому зосереджена зоофауна, мікроорганізми, корені рослин. У гумусному горизонті жива речовина складає 40% маси ґрунту. Жива речовина у ґрунтах викопує такі функції:
газообмінну: метаболізм, дихання і обмін СО2, NН3, Н2О;
окиснення: процес вивітрювання суттєво змінює сполуки таких елементів як Мn, С, N, S, Р;
відновлення: денітрифікація, десульфофікація;
концентрації і акумуляції хімічних елементів із розсіяного стану: карбонати, фосфати;
синтезу і мінералізації гумусу, гумінових і фульвокислот ґрунту, ґрунтового покриву.