Как время влияет на почву

Обновлено: 05.10.2024

12 Почвообр. Породы

очвообразующие (материнские) породы в формировании почв играют одну из важнейших ролей как субстрат для поселения живых организмов. Они выполняют роль твердой фазы — каркаса в вертикально-профильном строении почвенного тела и определяют исходные составляющие почвы: минеральную, химическую, физико-химическую и др. Почвообразующие породы влияют на исходный уровень плодородия почв и служат своеобразным банком и резервом, откуда в процессе непрекращающегося во времени почвообразования почва обогащается новыми порциями первичных и глинистых минералов разного химического состава и механических свойств.

Материнские породы обусловливают следующие важнейшие свойства почв: 1) гранулометрический (механический) состав почв; 2) химический и минералогический составы почв; 3) физические и физико-механические свойства почв; 4) водно-воздушный, тепловой и пищевой режимы почв.

В то же время почвообразующие породы, определяя строение почв, характер их эволюции, пестроту почвенного покрова, существенно влияют на многие факторы и процессы почвообразования:

на скорость почвообразовательного процесса, обусловливающую разную мощность почвенных профилей;

на уровень плодородия, прямо зависящий от исходного состава пород, богатых или бедных химическими элементами, разной степени устойчивости в зоне формирования почв — зоне гипергенеза;

на характер орошаемого земледелия и осушительных мелиорации, а также на фильтрационную составляющую почв, дозы полива, водоудерживающую способность почвенного профиля и т.д.;

на структуру почвенного покрова, определяющую разную мозаичность, сложность и контрастность почвенного покрова.

По своему составу почвообразующие породы чрезвычайно разнообразны. Как правило, они делятся на группы пород разного генезиса, физико-механических и химических свойств и потенциального плодородия.

Массивно-кристаллические породы магматического и метаморфического генезиса. Магматические породы по своему составу достаточно стабильны и содержат главным образом соединения кремния, алюминия, железа, щелочей, магния и кальция. По содержанию Si0₂ магматические породы подразделяются на четыре группы: кислые (>65%), средние (52 — 65%), основные (40—52%) и ультраосновные ( 1 мм) — каменистая морена, галечники, отложения щебня, дресвы, гравия; б) пески (1—0,1 мм) — прибрежные, ледниковые, речные (флювиальные), эоловые; в) суглинки (0,1 — 0,01 мм) — ледниковые, флювиальные (среди суглинистых осадочных пород особенно важны лессы и лессовидные породы, распространенные в Центральной Азии, Восточной и Западной Европе, США, Аргентине, Уругвае); г) глины ( 7 / 30 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Исследование вопроса о возрасте почв важно в двух аспектах.

Во-первых, исторический анализ прошлого почв, их становления и развития в неразрывной связи с формированием биосферы, ландшафтов и биогеоценозов позволяет глубже проникнуть в сущность явлений эволюции и генезиса почвенного покрова, в понимание природы и специфики компонентов и свойств почвы как самостоятельного природного тела.

Во-вторых, изучение возраста почв необходимо в плане решения проблем охраны окружающей среды. Скорость деградации почв и возобновления деградированных профилей, время превращения горной породы в полноразвитую почву при рекультивации земель, определение степени ущерба и перспектив восстановления разрушенного почвенного покрова на эродированных территориях, интенсивность биогеоценологического окультуривания малоплодородных почв – далеко не полный круг вопросов, имеющих, несомненно, практическое значение и в разной степени связанных с возрастными характеристиками почв.

Относительный возраст почв характеризует скорость почвообразовательного процесса, быстроту смены одной стадии развития почвы другой. Он связан с влиянием состава и свойств пород, условий рельефа на скорость и направление почвообразовательного процесса. Он не мог быть выражен определенными временными датами. В такой трактовке относительный возраст почв принимается большинством почвоведов.

Понятие абсолютного возраста почв представляет разные категории:

1) возраст типов почвообразования на Земле, например, подзолистого, черноземного, ферраллитного и т.д.;

2) возраст почвообразования на конкретной территории от начальных примитивных почв на исходной породе через ряд стадий до актуальной почвы;

3) возраст современных почв на данной территории, исключая предшествующие почвенные стадии;

4) возраст становления почвы или время ее превращения из горной породы в полноразвитую почву, вступившую в равновесие с окружающей средой.

Абсолютный возраст почвообразования на конкретной территории предполагает период от начала почвообразовательного процесса до сегодняшних дней. Это учет всей истории развития почвы с возникновения почвообразования. В частности, в Северном полушарии абсолютный возраст почв определяется геологическим временем после отступления ледникового покрова. При этой трактовке в понятие абсолютного возраста входит вся история эволюции почвообразования на определенной территории, которая включает несколько стадий развития в меняющейся физико-географической обстановке.

Возраст современного почвообразования или возраст современных почв отражает длительность существования конкретных почв, находящихся в состоянии климакса при относительно устойчивых условиях внешней среды. При установлении этой категории почвенного возраста необходимо отделить актуальную стадию развития почвенного покрова от предшествующих и ставших уже реликтовыми стадиями. Эти категории абсолютного возраста включает длительность только последней стадии развития без учета предшествующих почвенных фаз.

Возраст становления почвы или время превращения горной породы в почву. Материнская порода через ряд стадий первичного почвообразования (сукцессий) превращается в полноразвитую климаксную почву. На обнаженных горных породах почвы в довольно короткий исторический срок (500-1500 лет) приобретают уровень полной генетической зрелости профиля. Скорость достижения генетической зрелости отдельными свойствами и компонентами почв не одинаково. В равновесие с факторами почвообразования могут вступать в разные периоды содержание и запасы гумуса, pH, выщелоченность от карбонатов или их аккумуляция, состав почвенного поглощенного комплекса, мощность и оформленность генетических горизонтов и т.д. Особенно быстрыми темпами развиваются солончаковый и солонцовый процессы. Очень медленны скорости преобразования первичных алюмосиликатов, связанные с их конечным распадом в процессах оглинивания, оподзоливания и др.

Полновозрастной зрелой почвой можно считать только ту, у которой все свойства, все показатели достигли равновесия с окружающими условиями среды. Эталонами такой зрелости являются зонально-провинциальные и интразональные почвенные типы. В разных природных условиях время достижения равновесного состояния неодинаково. Безусловно, в более влажных и теплых ландшафтах равновесие наступает быстрее.

Процесс образования любой почвы проходит в реальном времени. На разрушение и выветривание горной породы, накопление органики и формирование гумусного слоя нужны столетия и тысячелетия. Чем старше почва , тем мощнее у нее профиль и более выражены горизонты. Но на плодородие влияют и другие факторы. Поэтому древние почвы не всегда отличаются высокой продуктивностью. Они часто подвергаются деградации и теряют плодородие.

В этой статье мы расскажем о влиянии времени на процесс почвообразования. Вы узнаете, какой бывает возраст почвы, сколько лет уходит на формирование почвенного покрова. Также мы расскажем о связи геологических эпох с процессом почвообразования.

Возраст почвы

Для определения времени формирования почвы используют два понятия:

Абсолютный возраст
Это время, прошедшее от начала формирования почвы, когда горная порода превратилась в рыхлый выветрелый рухляк, и на нем поселились живые организмы.
Относительный возраст
Почвы проходят этапы образования не одинаково. На них влияют климат, рельеф местности, уровень грунтовых вод. Поэтому ученые выделяют относительный возраст , отображающий динамику почвообразования в данной конкретной местности.

Почва начинает формироваться на рухляке, когда там селятся живые организмы. Сначала образуется примитивный профиль, состоящий из материнской породы (горизонт С) и тонкого гумусового слоя (горизонт А). Детальнее о них вы можете прочитать в наших статьях Почвенный профиль и Почвенный горизонт. Затем профиль усложняется и развивается, появляются новые слои и горизонты. В конечном итоге плодородный грунт обретает свои характерные черты и приходит в состояние равновесия.

Каждый этап формирования почвы занимает определенное время. Оно зависит от климата, рельефа местности, состава грунтовых вод и глубины их залегания.

В таблице ниже вы найдете данные об этапах формирования и абсолютном возрасте некоторых почв, встречающихся на территории России.

Тип почвы	Формирование примитивного профиля А-С (лет)	Развитие горизонтов (лет)	Зрелый профиль в стадии равновесия (лет)
Тундровая	10	10-20	200
Подзолистая песчаная	20	50-100	1500
Дерново-подзолистая суглинистая	10	100-500	2500-3000
Серая лесная	5-10	300-700	3000
Чернозём	5	100-200	2500-3000
Каштановая	10	100-200	1500-2000
Солонцеватая	10	100-200	1000-2000

В состоянии равновесия почва может находиться очень долгое время. Поэтому возраст некоторых плодородных грунтов на Земле достигает сотен тысяч лет.

Геологические эпохи и образование почв

Плодородные грунты начали формироваться, когда живые организмы вышли из моря на сушу. Их свойства и характеристики менялись в зависимости от климата, флоры и фауны той или иной геологической эпохи. Древние почвы деградировали, были погребены под наслоениями минеральных пород. В толще земли некоторые из них п р евратились в совершенно другие субстанции. Так, например, старые торфяники стали каменным углем. Подробнее об этом вы можете узнать в нашей статье Как образовался каменный уголь.

Большинство современных почв образовались в четвертичный период, который начался 2,5 миллиона лет назад. Лишь некоторые плодородные грунты в тропиках и вблизи экватора формировались в третичный период. Их возраст от 3 до 30 миллионов лет.

Четвертичный период разделяется на 2 эпохи:

Плейстоцен (начался 2,5 миллиона лет назад и закончился 12 000 лет назад)
Голоцен (длится с конца плейстоцена до наших дней)

Формирование современных почв началось в конце плейстоцена. В это время произошли существенные тектонические сдвиги — площадь суши и ее абсолютная высота увеличились. В результате изменился климат – он стал более холодным и сухим. Северные регионы покрылись ледником. В субтропиках степная растительность сменилась пустынной и полупустынной.

Для плейстоцена характерны циклические колебания климата. На севере ледник периодически отступал, на юге сухие периоды сменялись более влажными. Такие изменения влияли на состав растительности, фауны и , в конечном итоге, на состав и качество почв.

В зависимости от эпохи формирования, плодородные грунты разделяют на:

Очень молодые (торфяные, пойменные, вулканические)
Они образовались в позднем голоцене, меньше 2 000 лет назад. Формирование очень молодых почв продолжается и в наше время.
Молодые (озерные и морские отложения, горные почвы)
Эти грунты образовались в раннем и среднем голоцене на месте высохших озер и морей, склонах гор. Их возраст 2 000-9 000 лет.
Средневозрастные (черноземы, красноземы, лесные и каштановые почвы)
Эти плодородные грунты образовались в раннем голоцене, в основном на равнинах. Возраст у них от 9 000 до 12 000 лет.
Древние доголоценовые (почвы пойменных террас, реликтовые почвы)
Эти плодородные грунты сформировались более 12 000 лет назад.

Часто в одной местности комбинируются молодые и очень молодые почвы, древние и средневозрастные.

Четкой зависимости между типом плодородного грунта и его возрастом нет. Существуют черноземы, которым 5 000-7 000 лет, и торфяники, образовавшиеся более 3 000 лет назад. Это свидетельствует о том, что время – далеко не главный фактор почвообразования. Гораздо больше на процесс влияют климат, материнская порода, рельеф, грунтовые воды.

Большой интерес ученых вызывают реликтовые почвы. Их изучение помогает лучше понять, как изменялись почвы во времени. Древние плодородные грунты бывают завалены слоями осадочных горных пород. Следы реликтовых почв находят в большинстве современных покровов. О древних плодородных грунтах свидетельствуют прослойки песка , галечника, гравия, оглеенные горизонты в нижних слоях профиля. Если исследовать возраст гумусового слоя, то окажется, что в нижней части профиля он на 1 500-2 500 лет старше, чем в верхней.

Почвообразование — это динамический процесс, который не прекращается и в наши дни. С течением времени, при изменении водного режима или климата, почвы начинают деградировать. Тогда на старых плодородных грунтах формируются новые. Их характеристики могут существенно отличаться. Деградация почв ускоряется под влиянием человека. Но внесение удобрений (особенно органических) может положительно влиять на почвообразование, сократить время накопления гумуса.

Совершенно особый фактор почвообразования – время. Все процессы, протекающие в почве, совершаются во времени. Чтобы сказалось влияние внешних условий, чтобы в соответствии с факторами почвообразования сформировалась почва, требуется определенное время. Так как географические условия не остаются постоянными, а меняются, то происходит эволюция почв во времени.

Возраст почвы – продолжительность существования почвы во времени. Поскольку природный процесс почвообразования совершается во времени, то возраст почв имеет большое значение в их эволюции. Само время не может изменить характер почвообразования, но эффект воздействия каждого фактора или их совокупности проявляется именно во временном аспекте. Таким образом, почва как природно-историческое тело имеет возраст. Различают абсолютный и относительный возраст почв.

Абсолютный возраст – это время, прошедшее от начала формирования почвы до стадии ее развития. Чем раньше территория освободилась от моря или ледника и, следовательно, чем раньше материнская порода этой местности стала подвергаться разрушению, тем больший возраст будут иметь почвы. И наоборот, молодыми будут почвы, где почвообразовательный процесс начался относительно позже. Наиболее древние – это почвы южных широт (Южной Америки, Юго-Восточной Азии – 2 – 30 млн. лет), более молодые – средних и северных широт (10 тыс. лет), самыми молодыми являются почвы на аллювиальных отложениях по берегам рек, на отмелях.

Относительный возраст характеризует различия в скорости почвообразования почв одной территории с одинаковым абсолютным возрастом в зависимости от рельефа и характера материнских пород, от целенаправленного воздействия антропогенного фактора. Поэтому они могут быть на разных стадиях развития.

Каждый новый цикл почвообразования (сезонный, годовой, многолетний) вносит определенные изменения в преобразование минеральных и органических веществ в почве. Степень накопления веществ в почве или их вымывания может определяться продолжительностью этих процессов, Исследованиями установлена продолжительность протекания отдельных процессов почвообразования. Так, определенный уровень накопления, гумуса в почве устанавливается из 100–600 лет. На молодых горных моренах, отложениях спущенных озер достаточно сформированная почва образуется за 100–300 лет.

Время как фактор почвообразования. С историей развития земной поверхности и временем почвообразования неразрывно связано формирование почв и почвенного покрова. В. В.Докучаев, его ученики и последователи — С. С. Неуструев, П. С. Коссович, В. В. Геммерлинг, К. К. Гедройц, В. Р. Вильяме и др. — уделяли проблемам эволюции и возраста почв большое внимание.

Б. Б. Полынов, подводя итоги достижениям русского почвоведения в области эволюции почв, фактически создал новый раздел почвоведения — палеопедологию. При анализе почвенного профиля он предлагал особо выделять остатки горизонтов, образовавшихся в предшествующие фазы почвообразования.

А. А. Розанов выделил три цикла в жизни почвы — малый, большой и геологический. В малом цикле почва саморазвивается при относительно неизменных биоклиматических условиях. Например, прогрессирующее засоление или рассоление почвы. Большой цикл почвообразования связан с изменением ландшафта — биогеоценоза вследствие геоморфологических, климатических, эпейрогенических процессов. Наиболее ярко эти процессы выражены на примере развития поименно-долинного комплекса рельефа, перехода аллювиальных пойменных почв в зональные на надпойменных террасах. Геологический цикл почвообразования определяется новой геологической эпохой. Например, остаточные аллитные коры выветривания в Средней Азии свидетельствуют о том, что в третичном периоде здесь были субтропические и тропические леса с латеритами, красноземами и коричневыми почвами. Новый геологический цикл сменил тропическое почвообразование на пустынное.

Развитие почв во времени. Для понимания эволюции почв и почвенного покрова важную роль играют исследования погребенных почв, реликтовых признаков почвенных горизонтов и почв в целом. Изучение ископаемых почв (палеопочв) дает очень ценный материал для суждения о географической обстановке минувших эпох. Ископаемые почвы существуют почти везде, где происходили резкие изменения в осадконакоплении, связанные с тектонической деятельностью, оледенением, миграциями пойм и дельт и т. п. железистых, карбонатных и других аккумулятивных горизонтов в почвах, наличие кротовин несовременного происхождения и т.д.

Наиболее часто реликтовые признаки свидетельствуют о сменах гидрологического режима (палеогидроморфизм) обычно под влиянием смены климата. К реликтам гидроморфизма можно отнести следующие признаки:

прослои гальки, гравия, песка в почвах, особенно часто встречающиеся на пролювиальных равнинах;
слоистость;
оглеенные горизонты в средней и нижней частях профиля;
горизонты аккумуляции гипса и легкорастворимых солей в почвах (если они развиты на первоначально незасоленных породах).

В целом можно отметить, что в процессе эволюции почвы сохранили в себе все свойства, приобретенные на прежних этапах развития. Причем сами почвы, как правило, не адекватны современным условиям почвообразования. Они не поспевают за изменениями почвообразующих факторов и это запаздывание охватывает целые эпохи в эволюции почв.

Читайте также: