Гірські породи як ґрунтоутворюючий фактор

ЗМІСТ

 

Вступ

Фактори ґрунтоутворення

Гірські породи як ґрунтоутворюючий фактор

Біологічні фактори ґрунтоутворення

Клімат як фактор ґрунтоутворення

Рельєф як фактор ґрунтоутворення

Час як фактор ґрунтоутворення

Виробнича діяльність людини як ґрунтоутворюючий фактор

Загальна схема ґрунтоутворення

2.1 Стадійність ґрунтоутворення

Процеси ґрунтоутворення

Висновок

Література

 

Вступ

 

Тема контрольної роботи «Основи теорії утворення ґрунтів» з дисципліни «Ґрунтознавство».

Ґрунтознавство – наука про грунт, його утворення (генезис), будову, склад, властивості, закономірності географічного поширення, взаємозв’язок з навколишнім середовищем, роль у природі, шляхи й методи його меліорації, охорону і раціональне використання у народному господарстві.

Ґрунтознавство є самостійною галуззю природознавства. Як наукова дисципліна сформувалась у кінці XIX ст. завдяки працям видатних вчених В.В.Докучаєва, П.А.Костичева, М.М.Сибірцева, їхніх учнів і послідовників.

 

Фактори ґрунтоутворення

ґрунтоутворення фактор теорія

Процес ґрунтоутворення - це процес перетворення гірських порід в якісно новий стан – грунт під впливом комплексу факторів.

Вчення про фактори ґрунтоутворення створив В.В. Докучаєв. Він показав, що грунт формується під впливом клімату, рослинності, ґрунтоутворюючих порід, рельєфу та часу. Ці фактори діють на всій теріторії суші, тому вони називаються глобальними факторами ґрунтоутворення. Пізніше В.Р. Вільямс виділив ще один фактор ґрунтоутворення – виробничу діяльність людини. Виробнича діяльність людини – це локально діючий фактор.

В.В. Докучаєв писав, що всі агенти - ґрунтоутворювачі мають однакове значення в процесі ґрунтоутворення. Для того, щоб вивчити грунт, необхідне знання всіх ґрунтоутворюючих факторів.

Гірські породи як ґрунтоутворюючий фактор

 

Роль грунтоутворючих порід як фактора ґрунтоутворення полягяє в тому, що вони є матеріалом, з якого утворюється грунт. Материнські породи передають ґрунтам свій гранулометричний, мінералогічний та хімічний склад.

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.

Стадійність ґрунтоутворення

Процес ґрунтоутворення – це сукупність явищ перетворення речовин і енергії у верхньому шарі земної кори під впливом комплексу природних факторів. Загальний процес ґрунтоутворення складається з комплексу біохімічних, хімічних, фізичних і фізико-хімічних процесів. Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на скельних породах або на пухких продуктах гіпергенезу і в своєму розвитку проходить ряд стадій (рис. 1).

Характер проходження окремих стадій ґрунтоутворення зумовлений комплексом факторів в різних природно-кліматичних зонах земної кулі.

1. Стадія початкового ґрунтоутворення часто збігається з процесом вивітрювання скельних гірських порід. Ця стадія триває довго, оскільки ґрунтоутворення охоплює незначний шар субстрату. Малопотужний профіль слабко диференційований на генетичні горизонти.

2. Стадія розвитку ґрунту відбувається на пухких відкладах великої потужності і завершується диференціацією профілю на генетичні горизонти. Між морфологічними ознаками і властивостями ґрунту, з одного боку, і факторами ґрунтоутворення, з другого, встановлюється динамічна рівновага. Ця стадія відбувається інтенсивно.

3. Стадія рівноваги (клімаксний стан) триває незначний час. Між ґрунтом і комплексом факторів підтримується динамічна рівновага.

4. Стадія еволюції. У процесі еволюції екологічної системи елементи ландшафту (фактори ґрунтоутворення) можуть зазнавати тих чи інших змін (зміна клімату, рослинності, порушення екосистеми людиною тощо). Такі зміни зумовлюють зміни в процесі ґрунтоутворення. Настає стадія еволюції ґрунту, яка зумовлює перехід його до нової стадії рівноваги нового ґрунту з новим профілем (заболочування аморфних грунтів, перехід солончаку в солонець, формування чорнозему з лучного ґрунту при зниженні рівня ґрунтових вод тощо). На самому субстраті такі еволюційні цикли можуть відбуватися кілька разів.

 

Рис.1. Стадії грунтоутворення (за Л.О.Гришиною)

 

1 – початкове нрунтоутворення

2 – розвиток грунту

3 – клімаксний стан I

4 – евелюція грунту по шляху а або б

5 – клімаксний стан II (а або б)

6 – нова еволюція грунту по шляху в, г, д або е

7 – клімаксний стан III (в, г, д або е)

 

Процеси ґрунтоутворення

 

Грунт – арена взаємодії малого біологічного і великого геологічного кругообігу речовин. Взаємодія біологічного і геологічного кругообігів проявляється через ряд процесів, які відбуваються в ґрунті у процесі його формування. Сукупність цих процесів і становить загальний процес ґрунтоутворення. Багато з цих процесів мають циклічний характер.

Всі ґрунтоутворюючі процеси О.А.Роде поділив на макропроцеси і мікропроцеси.

Макропроцеси охоплюють весь профіль ґрунту в цілому, а мікропроцеси відбуваються в межах ізольованих ділянок ґрунтового профілю. Макропроцеси, які є специфічними для ґрунтоутворення, І.П.Герасимов назвав елементарними ґрунтовими процесами (ЕГП). Цей термін набув загального визнання серед ґрунтознавців.

Аналізуючи та узагальнюючи концепції О.А.Роде і І.П.Герасимова, Б.Г.Розанов (1988) всі ЕГП поділив на сім груп, а саме:

1. Біогенно-акумулятивні (гумусоутворення, торфоутворення).

2. Гідрогенно-акумулятивні (засолення, оруднення, загіпсовування).

3. Метаморфічні (оглеєння,, озалізнення, сіалітизація).

4. Елювіальні (вилуговування, опідзолення, осолодіння).

5. Ілювіально-акумулятивні (підзолисто-ілювіальний, глинисто-ілювіальний).

6. Педотурбаційні (спучування, розтріскування, кріотурбація).

7. Деструктивні (ерозія, дефляція, поховання).

 

Висновок

 

Таким чином, процес ґрунтоутворення – це сукупність різноманітних елементарних ґрунтових процесів, які формують склад твердої фази ґрунту, розчину і ґрунтового повітря, будову і властивості ґрунту.

Література

1. Ковриго В.П., Кауричев И.С. Почвоведение с основами геологии. – М.: Колос, 2000. – 416 с.

2. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. – М.: ВЛАДОС, 1999. – 384 с.

3. Чорний І.Б. Географія грунтів з основами ґрунтознавства: Навч. посібник. – К.: Вища школа, 1995. – 240 с.

4. Лозе Ж., Матье К. Толковый словарь по почвоведению: Пер. с франц. – М.: Мир, 1998. – 398 с.

5. Атлас почв Украинской ССР / Под ред. Н.К.Крупского, Н.И. Полупана. К.: Урожай, 1979.

6. Веденичев П.Ф. Зкмельные ресурсы Украинской ССР и их хозяйственное использование. – К.: Наукова думка 1979.

7. Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1993. – 300 с.

8. Білявський Г.О., Фурдуй Н.С. Практикум із загальної екології. – К.: Либідь, 1997.

9. Сафранов Т.А. Екологічні основи природокористування. Львів: «Новий світ», 2003. – 248 с.

10. Лабораторний та польовий практикум з екології / Під. ред. В.П. Замостяна, та Я.П. Дідуха. – Київ: Фітосоціоцентр, 2000. – 216 с.

11. Перельман А.И. Геохимия биосферы. – М.: Наука, 1973. – 168 с.

12. Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. – М.: Изд. МГУ, 1988. – 448 с.

ЗМІСТ

 

Вступ

Фактори ґрунтоутворення

Гірські породи як ґрунтоутворюючий фактор