БИОГЕННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

БИОГЕННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Биогенно-аккумулятивные ЭПП - группа ЭПП, протекающих в почве под непосредственным влиянием живых организмов, при участии продуктов их жд и посмертных остатков и сопровождающихся образ-ем в профиле биогенных органо-аккумулятивных пов-ных гор-тов.

1.Подстилкообразование - формирование на пов-ти почвы орг (в нижней части органоминерального) слоя лесной подстилки или степного войлока, находящегося по вертикальным слоям и во времени (по сезонам года) на различных стадиях разложения растит-х остатков.

2.Торфообразование - процесс преобразования и консервации орг остатков при их незначительной гумификации, ведущий к образ-ю пов-ных гор-тов торфа различной степени разложенности: а) олиготрофное (дистрофное) торфообразование; б) эутрофное торфообразование.

3.Гумусообразование - процесс преобразования орг остатков в почвенный гумус и его перемешивания с минеральной частью почвы с формированием гумусовых сгустков (гумонов), обволакивающих пленок, органоминеральных соед-й и глинисто-гумусовых комплексов: а) по механизму гумусонакопления - инситное (от лат. in situ - на месте образования), пропиточное (импрегнационное) и потечное; б) по типу гумификации — гуматное, гуматно-фульватное, фульватное, гуминное; в) по р-ции среды - в кислой, нейтральной, щелочной среде; г) по хар-ру связи с минеральной частью и степени гумификации – мюллеобраз-е, модерообраз-е, морообраз-е.

4.Дерновый процесс - интенсивное гумусообразование, гумусонакопление и аккумуляция биофильных эл-тов под воздействием травянистой растит-ти и особенно корневой массы с образ-ем изогумусового профиля с пов-ным темным комковатым или зернистым гумусовым (или перегнойным) гор-том, состоящим по крайней мере на половину по объему из корневых систем растений.

1.Подстилкообразование — формирование на пов-ти почвы орг (в нижней части орга-но-минерального) слоя лесной подстилки или степного войлока, находящегося по вертикальным слоям (и во времени) на различных стадиях разложения растит остатков. Морфологически характеризуется тем, что вся подстилка сплошным слоем легко отделяется от нижележащей минеральной толщи почвы и состоит из различимых невооруженным глазом растит остатков. В нижнем слое подстилки имеется существенная механическая примесь минеральных скелетных частиц, лишенных окисных пленок.

В окислительной обстановке в автоморфных условиях.

Накопление подстилки контролируется:

-стр-рой фитомассы растит сообщества (необходимое условие – доминирование надземной фитомассы и наличие надземного опада.

В травяных экосистемах есть подстилкообразование – степной войлок, но его мощность и запасы малы из-за преобладания подземной фитомассы.

-хар-ром опада (качество), определяет интенсивность разложения: благоприятен хвойный опад (трудно разлагается)

-влажностью: увелич => уменьш ОВП => благоприятствует образованию подстилки, снижение ОВП до восстановит обстановки не благоприятствует => идет торфообразование

Образование О: а)высокая доля надземного опада б) кач-во опада(определяет интенсивность разложения) в) ГТ условия (увлажнение, холодные умеренные, обычно лесные экосистемы) О ->разложение медленнее поступления, поэтому накапливается О. В широколиственных лесах О меняет мощность и запасы в течении года (max осень, min - лето). В хвойных лесах О более стабильна в году. Кач-во определяет интенсивность: у хвойных О мощнее, чем в опаде лиственных.

Дифференциация подстилки на 3 подгор-та: свежий или слаборазложившийся опад (L), слой ферментации или разложения (F), в котором еще преобладают растительные остатки с сохранившейся исходной формой, слой гумификации (H), в котором преобладают сильно разложившиеся раститостатки без видимой исходной формы и имеется большая механическая примесь минеральных компонентов.

Субстантивно-синтезирующие элементарные пр (ССЭП): (возможна через показатель соотношения лигнина и пентоз)

1.ССЭП образования устойчивых субстратов (богаты лигно-целлюлозными соед)

2.ССЭП образования неустойчивых субстратов (преобладание легкогидролизуемых соед)

Абиогенные пр: (характериз услов формир подстилок)

1.Промораживание-оттаивание (физич деструкция растит остатков, дополнит выщелачивание биофильных эл-тов и орг в-ва=>м.б. временное повыш кислотности)

2.Иссушение-увлажнение (опред ход и хар-р гумификации, деятельн микроорганизм и беспозвоноч, обеспечивают ритмику пр в подстилках)

3.Выщелачивание (вынос биофильных эл, орг в-ва, перераспределение их в системе сопряженных гор-тов подстилки, обеспечение тесной взаимосвязи оргноге гор-та и минер части почвы)

4.Аквализация (доп приток влаги в лесные подстилки): а)горизонтальная (латеральная) (перераспределение влаги в системе сопряженных гор-тов), б) вертикальная (подтягивание влаги из минер части почвы)

5.Эолизация (перераспределение растит опада в системе сопряженных ландшафтов силой ветра):

а) с положит балансом, б) с отриц балансом

6.Поступление в-в с атмосферными осадками

Биогенные пр: (доп поступление или изъятие орг в-ва, связанное с перемещением отдельных видов позвоночных животных)

1.Перемещение орг в-ва в ландшафте при участии живых организмов: а)с + балансом, б) - балансом

2.Перемещение орг в-ва в профиле подстилок при участии живых организмов: а)с + балансом, б)-

Пр превращение орг в-ва:

1.Деструкция (простое измельчение растит остатков): а)биотическая, б)абиотическая

2.Тление 3.Мацерация 4.Обугливание 5.Лигнификация 6.Ферментация 7.Гумификация (формир гор-та в нижней части, характериз сильной преобразованностью при величине сырой зольности 35-65%, биохим состав – растит остатки, преимущ лигнин и целлюлоза)

8.Образование перегноя (перегной – этап формир специфич ГВ) 9.Оторфовывание 10.Торфообразование

Пр агрегации: (следствие специфич сочетания абиогенных, биогенных, пр превращ орг в-ва)

1.Агрегация: а)органогенная, б)органо-минеральная

2.Деагрегация: а)органогенная, б)органо-минеральная

3.Реагрегация: а)органогенная, б)органо-минеральная

Микропроцессы:

1.Гидролиз 2.Минерализация 3.Деметилирование 4.Брожение 5.Декарбоксилирование 6.Конденсация

7.Кислотообразование 8.Глинообразование 9.Хелатирование

2.Торфообразование - пр консервации отмерших орг остатков при весьма незначительной гумификации, характеризуемой образованием пов-ных торфяных гор-тов. Это процесс накапления слабо-разложенных остатков из-за замедления минерализации по 2м причинам:

1)избыток влаги(восстановит глеев. условия).

2)дефецит тепла(< значим).

-восстановит обстановка подавляет минерализацию и гумификацию и приводит к образованию торфа.

Торфообразование – результат переизбыточного увлажнения и отсутствие О2 (восстановит обстановка).Может не возникнуть, О2 растворен в воде.

-дефицит тепла: торф накапливается в автоморфных почвах=> появляется сухоторфяный гор-т (высокогорные ландшафты, альпийский пояс), маломощный (не более 5 см), вверху профиля формируются ареалы почв оч ограниченные, таких почв мало.

ОВП имеет сложный хар-р влияния на гумусообразование: opt условия для гумификации – умеренно-окислительная обстановка. Резкая окислительная обстановка=>увелич минерализация, но подавляется гумификация (сероземы,жаркие аридные,)=>малогумусированные почвы.

Уменьшен ОВП до 300-500 мВт благоприятно для гумификации, т.к. происходит увелич гуматного гумуса: серые лесные автом. vs серые лесные глеевы, лугово-черноземные(300-400( с близкими гр водами> продуктивны) vs черноземы(500-600), лугово-черноземные почвы – более благоприятная ОВП, больше гумуса, чем в черноземах.

Уменьшен ОВП, увелич влажности => увелич гумусированности почв.

ОВП 200-100 <0-ингибирование гумификации и накапление Т.

ОВП<300 мВт => благоприятна для торфонакопления, снижение интенсивности гумификации, гумус фульватного типа (распад ГК).

Сероземы – 2-3% гумуса

Коричневые – 7-8% гумуса, более благоприятная ОВП

Качество торфа зависит от ОВП и хар-ра растит остатков, которые зависят от типа болот: верховые (торфокислый, малозольный), низинные (слабокислый и богатый зольными эл-тами до 30%).

В зависимости от степени разложения и вида торфа морфология и микроморфология торфяных гор-тов будет различной.

В неразложенном торфяном гор-те растительные остатки полностью или почти полностью сохранили свою форму и хорошо видны невооруженным глазом.

В среднеразложенном торфе растительные остатки лишь частично сохранили свою исходную форму в виде обрывков тканей, различимых невооруженным глазом.

В разложенном торфе форма растит остатков не различается невооруженным глазом, и весь гор-т выделяется как сплошная мажущаяся органическая масса, но под микроскопом четко видны остатки растительных и тканей, перемежающиеся со сгустками бурого орг в-ва.

В сухоторфянистом гор-те все растит остатки сохраняют исходную форму, хорошо различимую невооруженным глазом. (это горизонт не > 5 см,почвы высокогорий,холодные,хордренированные).

Торфяной очес выделяется тем, что в нем полностью видна форма растений, которые отделяются от зеленых растений лишь бурой или желто-бурой окраской. Спутанно-волокнистое микростроение характерно для всех видов торфа, а иногда оно наблюдается и невооруженным глазом.

Болотные торфяные почвы относятся к трем различным по свойствам и происхождению типам.

1.Верховые (олиготрофные) болота образуются под влиянием пов-ных и ультрапресных грунтовых вод. На водораздельных пространствах, расположены на повышенных элементах рельефа. Основные растения-торфообразователи - сфагновые мхи. Болота бедны эл-тами питания, кислая р-ция. Торф обладает низкой конституционной зольностью (<4%), высокой теплотворной способностью.

Сфагновые торфа обладают высокой влагоемкостью, низкой водоотдачей и водопроницаемостью.

2.Низинные (евтрофные) болота формируются под влиянием грунтовых и напорных вод. Тяготеют к пониженным пространствам, речным долинам. Растения-торфообразователи - зеленые мхи, травы, кустарниковая и древесная р-ть. В зависимости от ботанического состава существенно меняются свойства низинных торфяных почв. Конституционная зольность > 6%. Моховые и осоковые болотные почвы обладают относительно низкой водопроницаемостью и высокой влагоемкостью. Тростниковые и древесные торфяные залежи отличаются высокой (жильной) фильтрацией. На древесных (ивовых, березовых и особенно ольховых) торфах формируются почвы с высоким уровнем потенциального плодородия. рН=7, богаты эл пит, аккумуляция соед Fe, извести, солей.

3.Переходные (мезотрофны) болота занимают промежуточное положение между низинными и верховыми. Здесь формируются моховые, древесно-моховые торфяные залежи с высоким участием зеленых сфагнумов (конституционная зольность 4-6%). На окраинах водораздела, депрессии рельефа. Атмосферно-грунтовый тип питания.

3.Гумусообразование — процесс разложения растительных остатков на месте их отмирания и последующего новообразования гумуса без его переме­щения по профилю. Морфологически характеризуется образованием поверхностного темного гумусового горизонта комковатой или зернистой структуры, наиболее темного и оструктуренного в профиле, содержащего значительное количество живых и мертвых корней растений. В шлифе под микроскопом видны многочисленные хлопьевидные гумусовые сгустки, обволакивающие зерна скелета; четко видны остатки растительных тканей на разных стадиях разложения; встречаются обычно опаловые фитолитарии, иногда окристаллизованные до кристобалита.

Почвы лесных и травяных экосистем.

Лесные экосистемы: доминирует наземный =>2 этапа пр гумусонакопления:

1-ый – частичное разложение и гумификация растит опара (орг в-ва) в подстилке, поступление его в минер толщу.

2-ой – окончательная гумификация орг в-ва в минеральной толще и закрепление его в ней.

Травяные экосистемы: доминирует подземный =>1 этап пр гумусонакопления: в минеральной толще корни отмирают, разлагаются, гумифицируются и закрепляются.

Различная стр-ра фитомассы=>различное поступление опада=>разное течение пр гумусо

образования.

Теория Орлова: зависимость гумификации от внешних условий

Главный фактор - продолжительность биологической активности (ПБА) влияет на мощность гумус гор-та

-Геохимическая обстановка определяет степень насыщенности основаниями

Наибольшая глубина гумификации у черноземов, коричневых почв

Тропич, субтропич пояса – ПБА высокая (почти год, но кислая р-ция , ненасыщенность основаниями не дают образовываться мощным гумусовым гор-там).

-продуктивность растит сообщества

-хар-р поступления опада

Сод гумуса существенно различается в зональных почвенных типах. Увеличивается от таежных подзолистых почв (2-3%) к дерново- подзолистым и далее к серым лесным (4-6%) и черноземным (в среднем 10%) и вновь падает в каштановых почвах сухих степей (3-4%), в бурых полупустынных (1-2%) и серо-бурых почвах пустынь (0,3-0,5%). Меняются и запасы гумуса. общий запас гумуса в метровом слое подзолистых почв 100 т/га, в серых лесных - 150-300, в типичных черноземах > 700 т/га. К югу от луговых степей запасы гумуса быстро уменьшаются, составляя в бурых полупустынных почвах -62 т/га.

Закономерен также характер распределения гумуса в профиле различных почв. В подзолистых и серых лесных почвах распределение гумуса резко убывающее: примерно половина всего запаса гумуса концентрируется в слое 0-20 см. В черноземах же гумус распределен на большую глубину, в верхнем слое (0-20 см) здесь содержится лишь около 25-30% общего запаса метровой толщи. С продвижением к югу в каштановых и бурых полупустынных почвах вновь наблюдается несколько большая концентрация гумуса в слое 0-20 см.

Это явление объясняется особенностью поступления растительных остатков, служащих исходным материалом для образования гумуса. В лесных почвах главным источником гумусовых веществ служит подстилка, а в почвах под травянистой растительностью — остатки корневой системы, масса которой в несколько раз превышает массу надземных органов. По содержанию органического азота главные типы почв располагаются в таком же порядке, как и по содержанию гумуса.