Клімат як фактор ґрунтоутворення

 

Клімат є один з основних факторів ґрунтоутворення і географічного поширення грантів. Про різнобічний вплив його на ґрунтоутворення зазначав ще В.В.Докучаєв. Тепер відомо, що клімат впливає на ґрунтоутворення як прямо (визначає гідротермічний режим ґрунту), так і опосередковано – через рослинність, мікроорганізми і тварин.

Основними кліматичними факторами, які впливають на процеси ґрунтоутворення, є сонячна радіація, атмосферні опади і вітер.

Сонячна радіація.Сонячне світло, яке приносить теплову енергію на поверхню Земної кулі, є основним джерелом енергії для життя і ґрунтоутворення. Сонячна енергія, увібрана ґрунтом, витрачається на такі процеси, як нагрівання, випарування, транспірація, фотосинтез, синтез гумусу тощо.

Теплові умови ґрунтоутворення на нашій планеті дуже різноманітні, але в загальних рисах вони зумовлені величинами радіаційного балансу, які корелюють з такими показниками, як середньорічна температура і сума активних температур (табл.1).

Високі середньорічні температури (+32; +35°С) характерні для тропіків, найнижчі – для полярних областей. Різниця середньорічних температур на Землі досягає 60-70°С.

Сума активних температур використовується для агрономічної і ґрунтової оцінки територіального термічного режиму. Для трав'янистої рослинності активними є температури вище +5°С, для лісової – вище +10°С.

 

Таблиця 1

Планетарні термічні пояси

Пояс	Середньорічна температура повітря, °С	Радіаційний баланс, кДж/(см^2·рік)	Сума активних температур, °С,за рік на південній межі поясів
Полярий	- 23 - 15	21 - 42	400 – 500
Бореальний	- 4 + 4	42 - 84	2400
Суббореальний	+ 10	84 - 210	4000
Субтропічний	+ 15	210 - 252	6000 – 8000
Тропічний	+ 32	252 - 336	8000 - 10000

 

Середньорічна температура, величина радіаційного балансу і сума активних температур за рік збільшуються від полярних областей до тропічних. Природно, що в цьому ж напрямку збільшуються інтенсивність вивітрювання, синтез органічної маси, активізується життєдіяльність тварин і мікроорганізмів. У тому ж напрямку підвищується інтенсивність ґрунтоутворюючих процесів: руйнування мінералів, розкладання органічних решток, синтез гумусних кислот тощо. За високих середньорічних температур утворюється більше глинистих часток як продукту інтенсивного вивітрювання.

Температура ґрунту впливає на швидкість хімічних реакцій. Згідно з правилом Вант-Гоффа, при підвищенні температури на 10°С швидкість хімічних реакцій збільшується у 2-3 рази. Тому в районах з високою середньорічною температурою геохімічні процеси відбуваються значно швидше, ніж у широтах з холодним кліматом. Це зумовлює річну швидкість вивітрювання, формування різних кір вивітрювання і, як наслідок, різноманітний хімічний склад грунтів. Крім того, від температури залежить ступінь дисоціації хімічних сполук у водних розчинах. При підвищенні температури від 0°С до 50°С дисоціація збільшується у 8 разів.

Температура впливає на розчинення газів в ґрунтовому розчині, на швидкість коагуляції і пептизації та інші фізико-хімічні процеси.

Атмосферні опади.Ефективний вплив тепла і світла на біологічні і ґрунтоутворюючі процеси можливий лише при наявності достатньої кількості вологи. Тому значення атмосферних опадів у ґрунтоутворенні дуже велике. На ґрунтоутворення певним чином впливає як кількість, так і сезонний розподіл атмосферних опадів.

Атмосферні опади, які надходять у грунт, розчиняють мінеральні та органічні сполуки, переміщують їх в нижні горизонти (вилуговують), переносять рухомі форми сполук і механічні частки з підвищених елементів рельєфу на понижені. Ці процеси здійснюють води поверхневого і підземного стоків.

Під впливом атмосферних опадів відбуваються процеси гідролізу первинних мінералів і формування вторинних глинистих мінералів. Атмосферні опади приносять на поверхню ґрунту пилуваті частки, розчинені солі, кислоти, азот, аміак, СО₂, токсичні сполуки. Волога атмосферних опадів утримується в порах і капілярах ґрунту і використовується рослинами для синтезу органічної речовини, яка в майбутньому витрачається на поповнення запасу гумусних речовин і є джерелом енергії і поживних речовин для тварин і мікроорганізмів. Таким чином, атмосферні опади прямо і опосередковано впливають на процеси гуміфікації.

Низхідний рух води врешті-решт формує генетичні горизонти ґрунту – гумусний, елювіальний, ілювіальний та ін. Інтенсивний стік атмосферних опадів спричинює водну ерозію ґрунтів.

Характер атмосферних опадів на даній території впливає на термічний режим ґрунтів.

Ступінь зволоження ґрунтів зумовлює їх хімічний склад. В аридних областях формуються ґрунти з високим вмістом карбонатів і водорозчинних солей, з низьким вмістом гумусу, з малою ємкістю вбирання. В гумідних ландшафтах посилюється промивання ґрунту, підвищується вміст гумусу, глинистих мінералів і вбирна здатність ґрунту. В умовах перезволоження значно підвищується кислотність ґрунту, знижуються вміст гумусу і ємкість вбирання.

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.    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, випаруванням і особливостями ґрунтового покриву. На основі аналізу співвідношення цих факторів було встановлено гідротермічні умови формування основних типів ґрунтів і виділено їх кліматичні ареали.

За гідротермічними умовами ґрунти поділяють на дві категорії.

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

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

Умовно ґрунти відносять до рядів зволоження (гідроряди) і термічних рядов. 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 гідро рядів (пустинний (А), сіроземний (В), каштановий (С), чорноземний (D), три підзолистих (E, F, G) і сім терморядів (арктичний (І), субарктичний (ІІ), помірно холодний (ІІІ), 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.

Вітер. Крім сонячної радіації і атмосферних опадів на ґрунтоутворення впливає також вітер. Він переносить мінеральні і органічні частки з однієї території на іншу, перерозподіляє опади, посилює випаровування і таким чином бере участь у формуванні механічного, хімічного складу і водного режиму ґрунту.

Всі процеси руйнування, перенесення і відкладення механічних часток порід і ґрунтів, які відбуваються під впливом вітру, називають еоловими. Виділяють еолову дефляцію, еолову корозію і еолову акумуляцію.

Інтенсивність видування ґрунту визначається багатьма факторами: швидкістю вітру, наявністю рослинного покриву, механічним і структурним складом ґрунту, рельєфом тощо. При сильній дефляції виникають пилові бурі.

В результаті дефляції видувається верхній родючий шар, знижується родючість ґрунту. В місцях акумуляції принесених вітром речовин (балки, яри, лісосмуги, населені пункти, сільськогосподарські угіддя) гинуть багаторічні насадження і посіви, заносяться родючі землі, зрошувальні канали, дороги тощо.

Отже, еолові процеси причиняють значну шкоду сільському, водному і іншім галузям народного господарства. Як денудація, так і акумуляція різко порушують нормальний перебіг процесів ґрунтоутворення.