4.3. Водний баланс і типи водного режиму ґрунту

Під водним режимом ґрунту розуміють сукупність всіх явищ надходження води в ґрунт, її переміщення, змін фізичного стану і витрати з ґрунту. Кількісним вираженням водного режиму є водний баланс. Водний баланс – це співвідношення всіх статей прибутку і всіх статей видатку води з ґрунту за певний період.

Основними статтями надходження води в ґрунт є: сума опадів за весь період спостереження, волога, яка надійшла з ґрунтових вод, кількість конденсаційної вологи, вода поверхневого стоку, вода від бічного притоку ґрунтових вод.

Витрачається вода на випаровування з поверхні ґрунту, на транспірацію (десукцію), на поповнення поверхневих ґрунтових вод (інфільтрацію), на поверхневий стік, на бічний підґрунтовий стік.

Залежно від клімату і рельєфу в різних ґрунтово-кліматичних зонах водний баланс і відповідно водний режим ґрунтів будуть неоднакові. Водний режим зумовлюється співвідношенням суми статей прибутку і суми статей видатку вологи. Практично тип водного режиму визначають за коефіцієнтом зволоження (КЗ) (відношення річної суми опадів до річного випаровування), який в природних умовах коливається від 3 до 0,1.

Вчення про типи водного режиму розробили Г.М. Висоцький і О.А. Роде. В сучасному ґрунтознавстві виділяють всього 14 типів, основними серед яких є:

1. Промивний тип (К3 > 1). Характерний для зон, де сума річних опадів більше випаровування. Частина води атмосферних опадів промиває ґрунтовий профіль на всю глибину. Легкорозчинні сполуки вимиваються в нижні горизонти. В таких умовах формуються підзолисті ґрунти, червоноземи і жовтоземи вологих субтропіків (рис. 4.3.).

2. Непромивний тип (КЗ < 1). У цьому разі вода атмосферних опадів не досягає рівня ґрунтових вод. Такий тип є характерним для чорноземних і каштанових ґрунтів.

3. Випітний тип (КЗ < 1) властивий для ґрунтів напівпустинь і пустинь. Тут переважають висхідні токи води по капілярах від рівня ґрунтових вод, що призводить до засолення ґрунтів.

4. Застійний тип водного режиму характерний для ґрунтів болотного типу, які формуються при високому заляганні ґрунтових вод.

5. Іригаційний тип встановлюється при систематичному зрошенні ґрунту. Залежно від режиму зрошення в ґрунтах періодично встановлюються промивний, непромивний або випітний режими.

Рис.4.3.Схематичні зображення типів водного режиму

(за О.А. Роде) :

а – промивний тип;

б – непромивний тип;

в – випітний тип.

Мертвий горизонт

б в

6. Мерзлотний тип водного режиму встановлюється в районах багаторічної мерзлоти.

Інші типи водного режиму в основному є перехідними між раніше зазначеними або їх варіантами.

5. Сукупний вплив атмосферних опадів і температури на ґрунтоутворення

Раніше було висвітлено окремо вплив атмосферних опадів і температури на ґрунтоутворення. Насправді ці фактори тісно взаємопов’язані і діють сукупно. Тому, оцінюючи роль клімату як фактора ґрунтоутворення, слід одночасно враховувати вплив атмосферних опадів і температури. Вчені ґрунтознавці вже давно шукали форму вираження сукупного впливу теплоти і опадів на ґрунтоутворення. Над цим питанням працювали Г.М. Висоцький, Б.Б. Полинов, Р. Лянг, Г. Ієнні, В.Р. Волобуєв та інші.

Було запропоновано кілька варіантів вираження сукупного впливу тепла і опадів, але вони не набули загального визнання.

Оригінальним підходом до вирішення цієї проблеми стала концепція гідротермічних рядів, яку розробив В.Р. Волобуєв (1956). Він довів загальнопланетарний зв’язок між атмосферними опадами, середньорічними температурами, радіаційним балансом, випаровуванням і особливостями ґрунтового покриву. На основі аналізу співвідношення цих факторів було встановлено гідротермічні умови формування основних типів ґрунтів і виділено їх кліматичні ареали (рис. 4.4.).

За гідротермічними умовами ґрунти поділяють на дві категорії.

Рис. 4.4. Кліматичні ареали основних типів ґрунтів світу і гідротермічна система (за В.Р. Волобуєвим, 1956):

1 – піски пустинь; 2 – сіроземи: 3 – бурі ґрунти напівпустинь; 4 – каштанові ґрунти; 5 – каштанові ґрунти Африки; 6 – чорноземи; 7 – сірі лісові; 8 – підзолисті ґрунти; 9 – бурі лісові; 10 – тундрові ґрунти; 11 – жовтоземи; 12 – червоноземи; 13 – коричневі ґрунти сухих лісів і чагарників (Африка); 14 – чорні тропічні ґрунти; 15 – бурі ґрунти тропічних напівпустинь; 16 – червоно-бурі ґрунти саван.

1. Ґрунти, в яких біологічні процеси пригнічені. Вони утворились у регіонах з низьким зволоженням (500 мм за рік), але в різних термічних поясах. До цієї категорії належать сіроземи пустинь, каштанові і тундрові ґрунти.

2. Ґрунти, що утворилися у теплих помірних і тропічних широтах. Ця категорія ґрунтів сформувалась в обмежених термічних умовах, але в широкому діапазоні кількості атмосферних опадів (1000—5000 мм за рік). Це – бурі лісові ґрунти, жовтоземи субтропіків і латеритні вологих тропіків.

На графіку позначено ряди зволоження (гідроряди) і термічні ряди. Гідроряди об’єднують ґрунти, які формуються в різних термічних умовах, але в умовах майже однакового зволоження. Терморяди, навпаки, об’єднують ґрунти, які формуються в умовах різного зволоження, але в близьких термічних умовах. Всього позначено сім гідрорядів: пустинний (А), сіроземний (В), каштановий (С), чорноземний (D), три підзолистих (Е, F, G) і сім терморядів: арктичний (І), субарктичний (II), помірно холодний (IІІ), помірний (IV), помірно теплий (V), субтропічний (VI) і тропічний (VII).

Сумарний ефект сукупного впливу опадів і температури на ґрунтоутворення дуже складний. Характер процесу ґрунтоутворення, крім того, залежить від поєднання гідротермічних умов з рельєфом, геохімічним балансом речовин та іншими факторами.