Почвообразовательный процесс

Общая схема почвообраз-я

Почвообразовательный процесс, или почвообраз-е - сложный природный процесс образ-я почв из слагающих земную пов-ть горных пород, их развития, функционирования и эволюции под воздействием комплекса фак-ров почвообраз-я в природных или антропогенных экосистемах Земли.

Почвообраз-е начинается с момента поселения живых организмов на скальных породах или на продуктах их выветривания и переотложения - водноаккумулятивных (флювиальных), гляциальных, эоловых, гравитационных наносах.

На 1ых стадиях пр. на скальных горных породах, магматических или осадочных, первичный почвообраз-й пр. по существу совпадает с выветриванием, и формирующаяся на плотной скальной породе почва физически совмещена с корой выветривания.

В дальнейшем на более зрелых стадиях развития земной пов-ти выветривание и почвообраз-е разделяются в пр-ве и времени, а почва формируется лишь в самой верхней зоне коры выветривания горных пород, часто после ее образ-я или переотложения. При этом абиотический период развития земной пов-ти в далеком геологическом прошлом Земли выветривание протекало без почвообраз-я и на земной пов-ти существовали коры выветривания, но не было почв.

Разделение пр. выветривания и почвообраз-я и коры выветривания и почвы как разных природных тел имеет принципиальное знач-е. И хотя факторы (агенты и усл-я) выветривания и почвообраз-я одни и те же и протекают эти пр. в одних и тех же термодинамических усл-х земной пов-ти с их соответствующей глобальной дифференциацией, как сами процессы, так и конечные рез-ты, продукты этих процессов разные.

Кора выветривания горных пород - продукт их разрушения, трансформации минер-х компонентов, потоковой, массоразмерной сортировки и переотложения - гравиградационной седиментации.

Почва - рез-т новообраз-я специфического биокосного природного тела, отличающегося от коры выветривания наличием гумуса, характеристической морфологией иерархической стр-рой, глобальными ф-циями.

Подчеркивал принципиальные различия между почвой и корой выветривания академик Полынов:

Почвообраз-е - один из частных пр трансформации земного в-ва в зоне гипергенеза в специфич-х усл-х педосферы.

В пр. выветривания, транспортировки и переотложения горные породы приобретают ряд новых св-в, не хар-ных для исх плотных пород и имеющих существенное значение для почвообраз-я:

1)из плотных, массивных образ-й становятся рыхлыми, раздельно частичными; 2)приобретают порозность, а вместе с нею воздухоемкость и воздухопроницаемость, влагоемкость и водопроницаемость; 3)наряду с первичными породообразующими минералами горные породы коры выветривания сод-т вторичные минералы, в т.ч. глинистые минералы предколлоидного и коллоидного размера, являющиеся продуктом трансформации и неосинтеза и обладающие обменной поглотительной способностью; 4)перераспределяются на земной пов-ти по своему гран, минералогич-му и хим составу;

5)сод-т хим эл-ты, как биофильные, так и токсичные, в форме доступных живым организмам соед-й; 6)имеют литологическую слоистость, формирующуюся в пр. выветривания, перемещения и переотложения материала.

=> уже в пр. выветривания горные породы приобретают ряд св-в, существенных для формирующихся из них почв. В пр. почвообраз-я, накладывающегося на выветривание или следующего за ним, эти св-ва получают дальнейшее развитие, трансформируясь в почвенные св-ва. Рухляк выветривания, оставшийся на месте своего образ-я (элювий породы) либо переотложенный водными либо ветровыми потоками или силой гравитации, служит благоприятным субстратом для поселения низшей и высшей растит-ти и связанной с нею фауны и для интенсивного развития почвообраз-я.

Почвообраз-е по существу сводится к формированию в пределах выветренной либо выветривающейся толщи исх. породы специфич-го строения (иерархической почвенной стр-ры), приобретению новообразованной почвой особых св-в и ф-ций и постоянному динамическому воспроиз-ву (поддержанию) этих стр-р, св-в и ф-ций в общей динамике геосферных пр. на земной пов-ти.

Стадийность почвообраз-я

В пр. почвообраз-я каждая почва проходит ряд последовательных стадий, направление, длительность и интенсивность которых определяются конкретным комплексом фак-ров почвообраз-я и их эволюцией в каждой точке земной пов-ти.

1)Стадия начального почвообраз-я (на скальных горных породах - первичное почвообраз-е): длительна, т.к. св-ва почвенного тела, хар-ные для развитых почв, еще не сформировались, мала мощность охватываемого почвообраз-ем субстрата, медленно происходит аккумуляция эл-тов почвенного плодородия, профиль лишь в слабой степени дифференцируется на генетические гор-ты (примитивный А-С, А-F).

2)стадия развития почвы: протекает с нарастающей интенсивностью, охватывая все большую толщу почвообразующей породы вплоть до формирования зрелой почвы с хар-ным для нее профилем и комплексом св-в. Распределение и накопление гумуса, формируется компонентный состав, профиль неполноразвитый. К концу стадии пр. постепенно замедляется, вернее, приходит к некоторому равновесному состоянию, определяемому комплексом фак-ров почвообраз-я и внутренних почвенных св-в.

3)стадия равновесия - климаксное состояние, длящееся неопределенно долго. Поддерживается более или менее постоянное динамическое равновесие почвы со средой, т.е. с существующим комплексом фак-ров почвообраз-я. Полноразвитый профиль с полным набором гор-тов и отвечающий нормальной мощности.

4)стадия эволюции почвы: в рез-те саморазвития экосистемы, в которую она входит в кач-ве одного из компон-ов, либо в рез-те изменения одного или неск. фак-ров почвообраз-я - климата, растит-ти, хар-ра грунтового увлажнения, под влиянием распашки территории, орошения или осушения. Эта стадия сопоставлена со стадиями развития и ведет к какому-то новому климаксному состоянию. При этом образ-ся новая почва с новым профилем и новым комплексом св-в. Примеры: формирование луговых почв из болотных при обсыхании территории; каштановых почв и черноземов из луговых при остепнении; переход солончака в солонец при рассолении; оподзоливание буроземов; заболачивание автоморфных почв. В данном случае почва обр-ся не непосредственно из почвообразу-ющей породы, а из предшествовавшего какого-то вида почвы. Таких циклов почвообраз-я на одном и том же субстрате может быть неск. В профиле таких полигенетических (полициклических) почв обычны унаследованные реликтовые черты и признаки, не связанные с современ-м этапом почвообраз-я.

Эволюция почвы может идти в разных направлениях: по пути нарастания мощности почвы или по пути ее уменьшения, по пути засоления почвы или ее рассоления, по пути деградации почв. плодородия или его нарастания. Все это определяется конкретными природными ситуациями. Очередной этап эволюции - новая почва или ее новое устойчивое состояние, которые сменяются новыми эволюционными циклами.

Развитие и эволюция почв и почвенного покрова в целом на земной пов-ти протекает в соответствии с общей историей ландшафтов, определяемой глобальными геологич-ми пр., в частности глобальными климатич-ми, тектонич-ми и морфоструктурными пр. Тектонич-е поднятия и опускания, широкомасштабные подвижки земной коры, глобальные изменения климата, континентальные оледенения служат мощными фак-рами эволюции почв.

Оценивая общность и различия в истории почвенного покрова континентов, Ковда пришел к заключению о том, что имеется единый путь эволюции почв и почвенного покрова великих водно-аккумулятивных равнин мира, связанный с их общей геологической эволюцией в направлении постепенного абсолютного или относительного поднятия (формирование морских и речных террас), усиления дренированности и обсыхания, ведущего в зависимости от климатических усл-й к выщелачиванию, остепнению или опустыниванию почв. Отсюда родилась идея о единой эволюционной цепи почв водно-аккумулятивных равнин, проходящих в своем историческом развитии последовательные стадии гидроаккумулятивного, гидроморфного, мезо-, палео- и протерогидроморфного и неоавтоморфного почвообраз-я.

Иначе развивается почвообраз-е на высоких первичных эрозионных равнинах и плато, где на начальных стадиях формируются примитивно-автоморфные, затем развитые автоморфные и палеоавтоморфные почвы на мощной коре выветривания, составляющие свою особую эволюционную цепь. Своеобразно развивается и горно-эрозионное почвообраз-е на склонах высоких горных систем, где действуют свои особые фак-ры эволюции почв и для которых хар-рен в большинстве отрицат баланс продуктов почвообраз-я.

Вынос и аккумуляция при почвообраз-и

Баланс в-ва – соотношение между поступлением в-ва и его выносом.

Приходные статьи баланса: при отмирании живых организмов, опадение листвы; выделения корней; азотфиксация; с осадками, фильтрующимися через растительный покров; с эоловой пылью, водами пов-ного стока.

Расходные статьи: поглощение соед-й корнями растений; минерализация орг в-ва; окисление и поступление в атмосферу в виде органогенных соед-й; денитрификация; вертикальный и боковой внутрипочвенный, пов-ный сток; дефляция – вынос в-ва ветровыми потоками.

Почвообраз-е - как соотношение пр. выноса и аккумуляции (выносу из охваченной почвообраз-ем толщи подвергаются одни в-ва, аккумуляции в ней, относительной или абсолютной, - др).

Абсолютная аккумуляция в-в при почвообраз-и - поступление в-в в почвообразующую породу из атмосферы или гидросферы и накопление их в формирующейся почве (биогенная и гидрогенная природа). Таким путем в почвах накапливаются С (фотосинтез - создание биомассы - отмирание биомассы - разложение – гумиф-я - гумусонакопл-е), N (азотфиксация - потребление организ-ми - отмирание биомассы - нитрификация, аммонификация), водорастворимые соли, гипс, известь, соединения Fe, кремнезем (из грунтовых вод, при их выпотном режиме)

Относительная аккумуляция в-в при почвообраз-и – увеличение доли кого-либо компонента за счет выноса др. компонентов, без увеличения его запасов. В рез-те выноса из выветривающейся породы соед-й щел. и щел.-зем. металлов в ней относительно увеличивается сод-е кремнезема и полуторных оксидов; вынос щелочей, щелочных земель и кремнезема может относительно обогатить почву оксидами Al. Относит-я аккумуляция в-в - всегда следствие элювиального пр, под которым понимается пр нисходящего передвижения в-в в почве при промывном режиме и частичного или полного выноса в нижележащую толщу или за ее пределы ряда соед-й, особенно солей щелочей и щел-зем металлов; элювиированию могут подвергаться соед-я Fe, Al, Mn, P, S и иногда Si (при аллитизации); тонкодисперсные минералы (партлювация).

Вынос и аккумуляция в-в при почвообраз-и - следствие взаимодействия малого биологич-го и большого геологич-го круговоротов в-в на земной пов-ти, которое развивается противоречиво и неоднозначно в разных природных условиях. Рез-т биологич-го круговорота в-в – биологич-я аккумуляция в почвах С, N и др. биофилов. Рез-т геологич-го круговорота - обеднение почвы теми или иными эл-тами (элювиальный пр.) или обогащение (засоление, корообраз-е). Биологич-й круговорот в-в вырывает часть эл-тов на какой-то период из их геологич-го круговорота, вовлекая их в биологич-е циклы, почва служит при этом промежуточным резервуаром благодаря своим особым св-вам, предохраняя биофилы от выноса.

=>Почвообраз-е - сложный пр. взаимодействия малого биологич-го и большого геологич-го круговоротов в-в и потоков энергии в пределах коры выветривания горных пород, ведущий к образ-ю почвы, ее развитию и эволюции (совокуп-ть явлений превращений и перемещений в-ва и энергии в пределах педосферы Земли).

Баланс в-ва: S = f(P + Ab ± Am ± Ag),t, S - почва, Р - почвообразующая порода, Ab – биологич-я аккумуляция (всегда положительна), Am – механич-я аккумуляция (аккумуляция тв.в-ва в рез-те приноса их ветром) , Ag - современная геохимич-я аккумуляция (аккумуляция в-в, поступающих в почву в растворен.виде), Ag' и Ag" - древняя геохимич-я аккумуляция, t - время почвообраз-я