18. Растительность как фактор почвообразования

Высшие зеленые растения – основные продуценты и поставщики органического вещества в почву. После отмирания растительная масса в виде надземных и подземных остатков попадает в почвенную толщу, где разлагается под воздействием микроорганизмов и других агентов, образуя зольные элементы (элементы минерального питания растений) и гумусовые вещества.

Количество и характер надземных и подземных остатков, направленность гумусообразования и свойства гумусовых веществ в значительной мере зависят от типа растительности и гидротермических условий ее произрастания. Максимальная биомасса характерна для лесной зоны, минимальная – для приполярных и тропических областей.

Еще при жизни высших зеленых растений из них в почву попадают разнообразные органические и минеральные компоненты. Корневые системы растений выделяют в окружающую среду органические кислоты, ионы OH^-, H⁺, HCO₃^-, углекислый газ. Заметное количество химических элементов вымывается атмосферными осадками из живых надземных частей растений (хвои, листьев). В основном это Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺. Прижизненные выделения веществ из растений в почву имеют обменную основу. Растения поглощают те же элементы минерального питания Ca, Mg, K, P, S через корневые волоски из почвенных растворов и из твердой фазы почв. В системе растение почва осуществляется постоянный биологический круговорот веществ .

Высшие растения влияют на передвижение влаги в почве. Корни поглощают влагу из верхних частей почвы за счет осмотического давления (создается благодаря транспирации). В почве появляется градиент сосущей силы, возникают восходящие токи воздуха из нижних, более влажных, слоев к верхним, более сухим.

Растения также затеняют поверхность почвы, участвуя в формировании микроклимата. Они ослабляют силу ветра, препятствуя эрозии и дефляции почв. С корневыми системами растений связано формирование структуры почв, возникновение в ней порозности.

19. Типы кор выветривания

В теплых и влажных условиях при слабо расчлененном рельефе химическое выветривание значительно опережает физическое разрушение и сном рыхлого материала, в этих условиях образуются мощные глинистые коры выветривания. Время образования коры выветривания составляет тысячи и миллионы лет.

В процессе превращение первичных минералов во вторичные из коры выветривания вымываются легкорастворимые продукты выветривания. В первую очередь выносятся различные простые соли – хлориды, сульфаты и карбонаты натрия, затем сульфаты и карбонаты кальция и магния, вслед за ними выносится и некоторая часть кремнезема. Остаются же малоподвижные оксиды железа, оксиды алюминия (боксит и др.), а также часть кремнезема, связанного с алюминием в очень устойчивый вторичный минерал каолинит. Коры выветривания, обогащенные оксидами железа и алюминия, называются ферралитными, менее обогащенные алюминием – ферсиаллитными.

Если рельеф слабо расчленен, а осадков выпадает много, то вода временами застаивается, аэрация ухудшается, в нижней переувлажненной части коры создается восстановительный режим, идет оглеение – переход окисных форм железа в закисные. Заксисные соединения железа легко вымываются, на месте остается белый каолинит – образуются целые отбеленные горизонты.

В условиях хорошей аэрации (депрессии рельефа, речные долины) вымытые закисные соединения железа вновь окисляются, теряют подвижность и выпадают в осадок. Образуются ожелезненные прослои, часто состоящие из слившихся друг с другом плотных округлых конкреций. Такие образования называются латеритами. Латеритные панцири, образующиеся при выходе латеритных образований к поверхности, очень устойчивы к дальнейшему выветриванию.

Помимо кор выветривания, имеющих широкое площадное распространение, встречаются так называемые линейные коры выветривания, приуроченные обычно к разломам. Они связаны с выветриванием вышедших из глубин Земли пород, обогащенных тяжелыми металлами. Часто при их выветривании (если они содержат сульфиды) образуется серная кислота.

Б. Б. Полынов установил стадийный характер развития коры выветриваня, связанный с неравномерностью вымывания из нее растворимых продуктов выветривания. Он выделил четыре фазы развития коры выветривания. В обломочной коре выветривания (1) сохраняются все химические элементы исходной горной породы, вторичных минералов практически нет. Из обызвесткованной коры выветривания (2) вынесены освобождающиеся при выветривании хлориды и сульфаты, есть уже некоторое количество гидрослюд, а главное – в обилии имеется кальцит CaCO₃ (в виде белых мучнистых конкреций, прожилок, корочек). Этот тип коры выветривания характерен для степей и пустынь. Сиаллитная кора выветривания (3) характерна, наоборот, для влажного климата. Она обогащена гидроксидами железа, но содержит еще много первичных минералов. Глинистые минералы представлены главным образом гидрослюдами. Все легкорастворимые соли, включая карбонаты, из нее вымыты. Наиболее зрелая стадия – аллитная кора выветривания (4). В ней не сохранилось первичных минералов, они замещены каолинитом и гидроксидами железа и алюминия. До такой стадии доходят породы только во влажном и теплом климате субтропиков и тропиков.

Наряду с формированием коры выветривания, в понижения накапливаются коррелянтные ей рыхлые отложения, представляющие собой вымытые вещества (геохимическое сопряжение). Обычно это монтмориллонитовые глины.

Почвы, образовавшиеся на коре выветривания, наследуют в той или иной степени ее минеральный состав. Однако в процессе почвообразования многие минералы часто подвергаются дальнейшим изменениям. Такие процессы называются внутрипочвенным выветриванием.

20.Генетические горизонты почв

См 9.

21.Разновозрастность почвенного покрова

Современный почвенный покров представляет собой сложное гетерохронное образование. Это связано с тем, что катастрофические природные явления, “стиравшие” почвы, происходили на разных участках земной поверхности в разное время. Гетерохронность почвенного покрова обусловливает количественные и качественные различия в его составе и строении.

Возможно несколько состояний почв во времени в связи с состоянием географической среды:

Факторы уже изменяются, почвы еще нет.

Факторы и почвы изменяются одновременно.

Факторы уже не изменяются, почв еще продолжают эволюционировать.

Не факторы, не почвы уже не изменяются.

Н. Н. Розов выделил несколько циклов изменения тех или иных факторов, вызывающих изменения почв: биологический, биогеоморфологический, биоклиматический. Биологический цикл (“саморазвитие” в системе почва-растение, вызванное изменением биоценоза) подразделяется на 1) фазу образования почвы из горной породы; 2) фазу зрелой почвы.

Формирование почвы из горной породы идет сравнительно быстро. Сначала поселяются автотрофные микроорганизмы, потом гетеротрофные. Продукты их жизнедеятельности воздействуют на минералы, разлагают и растворяют их. На поверхности пород поселяются лишайники, после отмирания их остатки смешиваются с мелкоземом, накапливаются в углублениях и трещинах. Поселяются мхи, травянистые виды, беспозвоночные животные. Формируются первичные пленочные почвы и т. д.

Скорость начального формирования почв и отдельных их свойств в разных биоклиматических и тополитологических условиях существенно различается. Время, необходимое для того, чтобы то или иное свойство почвенного тела или вся почва полностью сформировались, т. е. пришли в равновесие с факторами почвообразования, называется характерным временем почвы или отдельного ее признака.

В биогеоморфологическом цикле почвы выводятся из состояния равновесия с факторами почвообразования в силу изменения геоморфологической обстановки. Считается, что большинство почв великих равнин суши Земли прошли в прошлом гидроморфный этап развития. Выделяются пять основных стадий развития таких почв:

Гидроаккумулятивная.

Гидроморфная.

Мезогидроморфная.

Палеогидроморфная.

Протерогидрморфная.

Биоклиматический цикл развития почв связан с изменениями климатических условий и сдвигом границ климатических и почвенных зон.

На значительных пространствах земной поверхности почвенный покров имеет длительную и сложную историю, он развивался при многократных сменах климата, биоценозов, геоморфологических и гидрогеологических условий. В таких условиях могут сохраняться реликтовые свойства, унаследованные от других этапов почвообразования. Почвы, содержащие их, называются полигенетическими.

Выделяют несколько основных типов почвенно-генетических регионов мира, характеризующихся определенным возрастом почвенного покрова, уровнем его устойчивости и характером изменения во времени:

Горные области с молодым и постоянно возобновляющимся почвенным покровом.

Молодые моренные ледникове равнины с песчаным покровом, с локальным распространением почв.

Древние ледниковые равнины. Эволюция обусловлена биоклиматическими изменениями.

Аккумулятивные внеледниковые возвышенные равнины. Эволюция обусловлена биоклиматическими циклами, а также погребением почв под эоловыми осадками.

Низменные аккумулятивные внеледниковые равнины. Эволюция обусловлена биогеоморфологическим циклом.

Низменные молодые приморские равнины с молодыми почвами, развивающимися в биологическом и биогеоморфологическом циклах.

Молодые эоловые песчаные равнины с малоразвитыми и неразвитыми почвами, эволюционирующими в биологическом цикле.

Пластовые и денудационные равнины с долго развивающимися полигенетическими почвами.