Климат:

Главные показатели – тепло- и влагообеспеченность почвенного покрова.

• Теплообеспеченность (тепловой режим почвы) зависит от поступления на поверхность почвы лучистой энергии солнца.

• Влагообеспеченность (водный режим почвы) зависит от выпадающих на поверхность почвы осадков: снеговых, дождевых, ливневых. Из всего многообразия климатических и погодных показаний, которыми оперирует метеорология как наука, почвоведы используют данные температуры, выражаемые в градусах Цельсия (°С), сумму активных температур выше 10 °С.

По годовой сумме среднесуточных температур выше 10 °С сушу Земли разделяют на биоклиматические пояса.

Тепловой режим биоклиматических поясов

Атмосферные осадки. Потенциальный биологический эффект тепла и света проявляется при поступлении на поверхность суши атмосферных осадков, причем количественно-качественный природный эффект зависит от степени увлажненности территории и сезонного распределения влаги. Атмосферные осадки выпадают в виде дождя, снега и росы. Количество выпадающих осадков не всегда свидетельствует об уровне увлажнения территорий. Важны температурные условия. Например, в тундре выпадает 200-300 мм, а ландшафты переувлажненные, а в юго-восточных районах Ростовской области — 300-360 мм, но это уже сухая степь.

Наиболее распространенным является коэффициент увлажнения но Иванову (К):

К = А/Б,

где А — количество выпадающих осадков; Б — расход влаги на испарение и транспирацию (эвапотранспирация).

Приняты следующие градации фаций по увлажнению: супергумидная — 1,5—2—3; гумидная — 1,2—1,5; нормальная — 1,0; семиаридная — 0,7—0,5; аридная — 0,5—0,3; экстрааридная — 0,2—0,1.

В наше время все почвы мира объединяют в пять больших групп, или термических классов, соответствующих пяти главным географическим поясам Земли: тропическому, субтропическому, умеренному, холодно умеренному (бореальному) и полярному. Каждая из групп делится на подгруппы или классы по особенностям водного и теплового режимов, характеру биологического кругооборота, составу и свойствам почвенной толщи. Соответствующие им почвы занимают в пределах географических поясов Земли определенные территории, которые получили название почвенно-биоклиматических областей (см. «Почвенную карту мира», стр. 256—257).

Организмы как фактор почвообразования. Роль организмов как фактора почвообразования заключается в том, что они осуществляют следующие процессы: синтез и разрушение органического вещества, избирательная концентрация биогенных элементов, разрушение и новообразование минералов, миграция и аккумуляция веществ и др.

В процессе почвообразования принимают также участие: водоросли, простейшие, дождевые черви, насекомые, млекопитающие.

Все они активно разрушают органическое вещество, минерализуют его, обеспечивая круговорот элементов питания, без которого невозможен почвообразовательный процесс.

Живые организмы играют роль посредников в обмене между почвой и солнцем, атмосферой, внутри почвенного профиля. Обмен сопровождается преобразованием вещества и энергии.

Круговорот веществ в экосистемах, осуществляемый при участии живых организмов, называется биологическим круговоротом.

Главный источник органического вещества в биосфере — растительные организмы, образующие широкое географическое многообразие природных зон, ландшафтов и биогеоценозов. Фитоценозы — основа всей остальной жизни на планете. Преобразование географической оболочки Земли, круговорот веществ в биосфере условно имеют начало от фотосинтеза бесчисленной гаммой органических веществ.

Мертвое органическое вещество в современных фитоценозах представлено на поверхности почвы, в лесной подстилке и степном войлоке, а также в отмерших корневых системах. Значительная масса мертвого органического вещества сосредоточена в залежах торфа. Мертвого органического вещества в 4 раза больше, чем живого, а при учете органического вещества древних биосфер — в 15 раз больше. В современной биосфере 80% мертвого органического вещества сосредоточено в полярном и бореальном поясах, наименьшее — в тропическом. Это связано с усилением от полюсов к экватору интенсивности процессов минерализации органического вещества, биоло­гической активности биоценозов.

Об интенсивности обращения химических элементов или интенсивности биологического круговорота веществ судят по отношению массы мертвого надземного органического вещества (лесная подстилка, степной войлок) к ежегодному опаду. Это отношение имеет следующие величины:

заболоченные леса > 50;

кустарниковые тундры — 20-50;

темнохвойная тайга — 10-17;

широколиственный лес – 3-4;

степи — 1-1,5;

субтропический лес — 0,7;

саванны — 0,2;

влажный тропический лес <0,1.

На Земле можно выделить два основных растительных сообщества — деревянистая и травянистая растительность. Леса, несмотря на обилие биомассы, значительную часть органического вещества накапливают непоедаемой животными части растений. В травянистых же сообществах в естественных условиях весь годичный прирост и его полное поедание животными служило основой нормального функционирования биогеоценоза. Численность же травоядных регулировалось годовым объемом произрастающих растений. В современных степных заповедниках для более или менее приближенного к естественным условиям существования биогеоценоза роль травоядных частично заменяют систематическими укосами.

Различен и пищевой состав деревянистых и травянистых растений. Травы отличаются большим содержанием протеинов и зольных элементов, т. е. большей пищевой ценностью, чем деревья. Таким образом, травянистая растительность является более благодатной основой для обитания животных. Их видовой состав и биомасса во многом определяются продуктивностью травянистых сообществ, которая зависит от климатических условий.

Совершая вертикальные миграции в почве, животные заносят растительные остатки в глубокие горизонты и перемешивают органические и минеральные частицы. Передвижения животных способствуют улучшению условий аэрации почвы, что в свою очередь стимулирует аэробные процессы разложения органических остатков.

Беспозвоночные играют важную роль в разложении и минерализации остатков позвоночных животных.

Большинство микроорганизмов почвы относятся к редуцентам, осуществляющим минерализацию органических веществ, замыкая биологический круговорот веществ. При анализе биомассы микроорганизмов учитывают бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли. Жизненный цикл короткий. Усваивая из окружающей среды необходимые элементы для построения своих тел, микроорганизмы вскоре отмирают и разлагаются. Этим обусловливается быстрое обращение элементов в биологическом круговороте. Актуальная масса микроорганизмов невелика. Однако при учете продуктивности микробной массы она равна либо превышает фитомассу в 1,5-2,0 раза. Например, в черноземах микробная масса достигает 20-50 т/га/год.

Рельеф как фактор почвообразования. Различают три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф.

Под макрорельефом понимают самые крупные формы рельефа, определяющие общий облик большой территории: равнины, плато, отдельные системы горных стран, возвышенности, речные долины, приморские низменности или комплексы морских террас, и т. д.

Мезорельеф - формы рельефа средних размеров: увалы, холмы, лощины, долины, террасы и их элементы — плоские участки, склоны разной крутизны.

При характеристике склонов как мезорельефных элементов, кроме их экспозиции, обязательно учитывают крутизну. В почвоведении используется шкала С.А. Захарова: пологие — до 5°, покатые — от 5° до 20°, крутые — от 20° до 45°, обрывистые — более 45°.

Различают микрорельеф территории. Это мелкие нарушения однородности рельефа, встречающиеся в пределах мезорельефных элементов: бугры и депрессии (западины), различные части склонов, неровности, возникающие в результате деятельности животных, из-за просадочных явлений, мерзлотных деформаций или других причин. На склонах микрорельеф иногда определяется сползанием почвенно-грунтовых масс или почвенно-эрозионными процессами.

Элементы мезо- и микрорельефа и особенно склоны разной крутизны, прежде всего, перераспределяют влагу осадков на земной поверхности и регулируют соотношение вод, стекающих по поверхности, просачивающихся в почву, накапливающихся в понижениях. Поверхности разного наклона и экспозиции получают неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов. Все это приводит к поселению и развитию различной растительности, к существенным различиям в синтезе и разложении органического вещества, превращении почвенных минералов и в конечном счете к образованию разных почв в раз­личных условиях рельефа.

Рельеф свое влияние на почвообразовательные процессы чаще всего проявляет через присутствие грунтовых вод. По условиям увлажнения почвы разделяют на автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные.

Автоморфные почвы формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубо ком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).

Полугидроморфные почвы формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глуби­не 3—6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).

Гидроморфные почвы формируются в условиях длительного по верхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Особая роль в формировании гидроморфных почв принадлежит грунтовым водам. Под грунтовыми водами понимают первый от по верхности горизонт воды, располагающийся в коре выветривания и имеющий в колодцах и скважинах постоянное водное зеркало.

От грунтовых вод отличается верховодка, которая носит временный, сезонный характер. Часто она появляется во влажные периоды года в горизонтах почвы.

Время почвообразования и возраст почв. Возраст почв занимал внимание ученых на всех этапах развития почвоведения, начиная с Докучаева.

С большой достоверностью мы можем указать абсолютное время существования того или иного типа почвообразования, абсолют­ный возраст ряда типов почв не как реальных почвенных тел, масс, а как время, начиная с. которого могли появиться эти почвы на нашей планете.

В тридцатые годы в связи с разработкой концепций о едином почвообразовательном процессе В. Р. Вильяме предложил понятия относительного и абсолютного возраста почв. Относительный возраст применялся для определения различных типов быстроты и энергии биологических процессов как конкретное отражение влияния среды на темпы почвообразования, как замедление или ускорение почвообразовательного процесса под воздействием разных материнских пород, неодинакового рельефного положения почв, и т. д. Относительный возраст почв не мог быть выражен определенными временными датами. В такой трактовке относительный возраст почв принимается большинством почвоведов.