WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ Учебно-методическое пособие По специальности 020804 (013600) - Геоэкология ВОРОНЕЖ 2005 2 Утверждено научно-методическим советом факультета географии и геоэкологии от 8.06.2005 г., протокол №6.

Составитель: Решетов Н.Г.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре геоэкологии и мониторинга окружающей среды Воронежского государственногоуни- верситета.

Рекомендуется для студентов 3 курса дневного обучения.

3 ВВЕДЕНИЕ Почва, как природное образование, представляет собой поверхностные горизонты горных пород, естественноизмененные под воздействием факторов почвообразования или почвенно-экологических факторов. Длительное воздействие факторов окружающей среды на горные породы (климат, растительность, живые организмы, рельеф местности, почвообразующие породы) приводит к формированию почв, функционирование которых находится в динамическом равновесии с другими природными образованиями.

В зависимости от сложного сочетания почвенно-экологических факторов состав и свойства почв в различных почвенно-климатических зонах земной поверхности заметно различаются междусобой. Являясь одним из важнейших экологических факторов, почва одновременно представляет собой продукт функционирования других экосистем. Почвенные процессы оказывают заметное влияние не только на состояние различных экосистем тогоили иного уровня организации, но и биосферы в целом.

Одним из важнейших свойств почвы является способность ее удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, тепле, биотической и физико-химической среде и на этой основе обеспечивать урожай сельскохозяйственных (лесных) культур и биологическую продуктивность естественных растительных сообществ. Данное свойство почвы получило название плодородие. При этом различают естественное, искусственное и эффективное плодородие. Реализация данногосвойства почвы в результате сельскохозяйственного и других видов народнохозяйственногоиспользования ее приводит к значительным изменениям состава и свойств почв. Способы и приемы повышения плодородия почв, как правило, не всегда дают положительные результаты.

Внесение органических и минеральных удобрений, орошение, осушение, химическая мелиорация, использование пестицидов и другого рода воздействий на почвенный покров приводят к существенным изменениям природных экологических факторов. Изучение изменения почв, в пределах территорий земель сельскохозяйственногоназначения (агроландшафты), под воздействием различных агротехнических и мелиоративных приемов является предметом агроэкологии.

Современное состояние науки и техники позволяетв широком масштабе и большом объеме вести работы, связанные с нарушениями почвенногопок- рова. Отвод больших площадей для целей гражданского промышленного, строительства, прокладка линейных коммуникаций, добыча полезных ископа- емых открытым способом, затопление пойменных участков при строительстве водохранилищ и других искусственных водоемов приводит к безвозвратной потере плодородных почв. Достаточноостро, с экологической точки зрения, стоит проблема загрязнения почв промышленными и бытовыми отходами.

Изучение влияния нарушенных и загрязненных земель на сферу окружающей среды является одной из важнейших задач почвенной экологии. Решение этих задач возможно на основе использования знаний смежных наук.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПОЧВ Охрана почв как неотъемлемая часть интегрированной охраны природы представляет систему мероприятий (государственных, международных) по рациональному их использованию, охране, восстановлению и улучшению.

Почвы на Земле появились в результате сложного взаимодействия растительных и животных организмов с почвообразующими породами, атмосферой и водой. Процесс почвообразования в различных географических зонах планеты протекал различным образом, но при обязательном воздействии живого вещества на минеральные субстраты (горные породы). Сложное взаимодействие факторов почвообразования и их разнообразие привело к образованию почв, которые значительноотличаются между собой по своим химическим, физическим, физико-химическим параметрам, а также по степени плодородия.

Почвы, располагаясь на поверхности суши, выполняют исключительно важную роль в процессе взаимодействия литосферы с атмосферой и гидросферой, прямо (растения) или косвенно (животные) обусловливают существование биосферы. Для различных почв, независимо от их генезиса (происхождение), характерно наличие определенных свойств. Им присущи определенные показатели гранулометрическогосостава, физических свойств, химическогосостава, водно-физических показателей, наличие определенных биоценозов и продуктов жизнедеятельности организмов. В почве непрерывно протекают процессы разрушения различных веществ и синтез новых соединений в соответствие с природно-климатическими показателями той или иной зоны.

Мощность почвенного слоя в различных широтных поясах земной поверхности неодинакова и колеблется от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Разрушенные в ходе почвообразовательного процесса почвы способны восстанавливаться, нодля этогонеобходимо достаточно большой период времени. Для восстановления почвы мощностью в несколько сантиметров требуются десятилетия и столетия при условии наличия соответствующих условий почвообразования. Медленное разрушение почв в результате эрозионных процессов может быть компенсированоестественным почвообразованием. В отличие от водных ресурсов и атмосферы почвенные ресурсы могут быть довольно быстро исчерпаны в результате их использования без соблюдения почвозащитных мероприятий. Создание искусственных почв при современном уровне развития науки и техники невозможно так как это связано с большим их объемом и требует, значительных энергетических затрат.



Основным условием сохранения почв и их плодородия являются мероприятия по их охране. Охрана почв направлена на охрану не только обрабатываемых, нои необрабатываемых земель. При этом охране подлежат площади и объем почвы, химический состав, влажность, структурноагрегатный состав, органическая часть почвы.

ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Почва возникает и развивается в результате почвообразовательного процесса. Длительный и многообразный процесс почвообразования начинается с появлением на выветриваемых горных породах простейших живых организмов, возникновения непрерывногопроцесса образования органических веществ из минеральных и, наоборот превращения органики в минеральные, вещества при отмирании живых организмов. В результате жизнедеятельности организмов, разложения их отмерших остатков поверхностные горизонты суши обогащаются органическим веществом, содержащегоэлементы питания для растений. Таким образом образуется особое природное органо-минеральное тело со свойственным ему строением, физическими, химическими и биологическими свойствами, процессами перемещения веществ и энергии.

Условия почвообразования определяются сложным взаимодействием экологических факторов.

Климат. Среднемноголетние показатели погодных условий в виде атмосферных осадков, температуры и влажности воздуха, скорости ветра, облачности, количества тепла поступающегов почву от солнечной радиации относятся к климатическим факторам. Географическая зональность тесно связана с климатическими особенностями в различных широтных поясах земной поверхности. Важным почвообразующим фактором являются атмосферные осадки. Почвенная влага представляет собой незаменимый фактор жизни растений и микроорганизмов. Процесс выветривания горных пород и последующее почвообразование на них находятся в тесной зависимости отстепени увлажненности территории. Миграция органических и минеральных веществ в толще почвенногопрофиля и концентрация почвенных растворов также в значительной степени определяются характером поступления атмосферных осадков на поверхность почвы. Основным источником тепла, формирующим тепловой режим почв является солнечная радиация. От температуры почвы и окружающей среды зависят условия жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Солнечная радиация влияет на интенсивность физических, химических и биологических процессов, происходящих в почве.

Рельеф местности. Рельеф местности оказываетзначительное влияние на закономерности распределения почвенного покрова на той или иной территории. Влияние форм земной поверхности на почвообразование проявляется в перераспределении элементов природногоплодородия в связи с различными количествами влаги и тепла в различных условиях рельефа. В пределах водораздельных пространств формируются, как правило, почвы характерные для данной территории (зональные почвы). В пониженных участках местности почвы характеризуются большей степенью увлажнения.

Заметное влияние на характер распределения почвенногопокрова оказывает экспозиция склоновых участков местности. Рельеф влияет также на глубину залегания и степень минерализации грунтовых вод. Формирование почвенного покрова тесно связано с особенностями микрорельефа, мезорельефа и макрорельефа.В условиях сильнорасчлененной местности влияние рельефа проявляется в степени эродированности почвенного покрова. Эрозионные процессы на склоновых участках местности проявляются в зависимости от крутизны, формы, длины и экспозиции склонов.

Почвообразующие породы. Почвообразующими или материнскими горными породами являются те породы, на основе которых формируется та или иная почва. Почвообразующие породы в качестве экологическогофактора по отношению к почвам оказывают влияние на гранулометрический состав, физические свойства, определяют их химический состав, а в конечном итоге степень их плодородия. Горная порода, постепенно выветриваясь и раздробляясь, превращается в рыхлую массу (элювий).

Наиболее распространенными материнскими породами чаще всего выступают рыхлые осадочные породы. В качестве почвообразущих пород большое распространение имеют континентальные четвертичные отложения:

ледниковые (морена), водно-ледниковые (флювиогляциальные), покровные глины и суглинки, лессы и лессовидные суглинки, аллювиальные и делювиальные отложения, отложения элювия. Ледниковые и водно-ледниковые отложения служат почвообразующими породами для подзолистых и дерновоподзолистых почв; лессовидные и покровные суглинки для черноземных и каштановых почв; аллювиальные отложения для пойменных почв. Большое разнообразие почв на земной поверхности во многом обусловлено разнообразием состава и свойств почвообразующих пород.

Живые организмы. Образование почвы и ее функционирование во многом зависитотдеятельности живых организмов растительногои животного происхождения. В процессе почвообразования принимают участие различные группы живых организмов: высшие зеленые растения, микроорганизмы, низшие растения (грибы, водоросли, актиномицеты), беспозвоночные (моллюски, черви, насекомые) и высшие позвоночные животные. Деятельность вышеуказанных групп живых организмов приводит к обогащению почвы органическим веществом, химическому и физическому воздействию их на минеральную и органическую части почвы. В результате их деятельности в почве аккумулируется органика и органо-минеральные соединения, дифференцируются генетические горизонты, повышается плодородие почвы.





Почва является основным местообитанием корневых систем высших растений. Корневые системы растений оказывают влияние на физические и химические свойства почвы. В результате воздействия подземной части растений на корнеобитаемый слой почвы изменяется егоструктура, плотность сложения почвы, увеличивается аэрация, отмечается концентрация микроорганизмов. Участие высших растений в почвообразовательном процессе различно и определяется типом растительных сообществ, составом и свойствами самих почв, а также интенсивностью и направленностью биологическогокруговорота веществ в системе почва-растение. Результатом данного взаимодействия является накопление в почве органического вещества в виде гумуса.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧВ Почвенный покров, формируясь под воздействием различных факторов почвообразования, одновременно оказываетбольшое влияние на формирование и функционирование других компонентов ландшафта. Среди важнейших свойств почв, оказывающих активное воздействие на формирование растительного покрова, температурный режим субстратов, биохимические особенности корнеобитаемогослоя, обеспеченность влагой, следует отметить химический состав почв, физические, водно-физические, физико-механические и другие свойства почв, выполняющих роль экологических факторов.

В результате выветривания горных пород и последующего почвообразования на них происходит разрыхление и измельчение их с образованием механических элементов, которые в зависимости от размера группируются в отдельные фракции. Процентное содержание различных фракций в составе почвы называют гранулометрическим составом. При этом выделяют фракции песка, пыли, ила и коллоидную фракции. Соотношение их междусобой в составе той или иной почвы определяетмногие свойства почв:

водный и температурный режим, поглотительную способность почв по отношению к влаге, газообразным соединениям, химическим соединениям и элементам питания для растений и других живых организмов. В зависимости от состава и свойств почвообразующих пород, условий выветривания и почвообразования гранулометрический состав почв может изменяться в широком диапазоне отпесчаных до глинистых разновидностей. В соответствие с этим формируется водный, тепловой, воздушный и питательный режимы различных типов почв. Почвы легкогогранулометрическогосостава (пески, супеси) имеют высокую водопроницаемость, благоприятный водный и тепловой режимы, но они характеризуются низкой влагоемкостью, слабой поглотительной способностью, бедны элементами питания и гумусом.

Глинистые или тяжелосуглинистые почвенные разновидности способны аккумулировать в своем составе большое количество элементов зольной пищи, влаги, органического вещества в виде гумуса.

Химический состав почв определяется в основном химическим и минералогичеким составом почвообразущих пород. В процессе выветривания и почвообразования химический состав почв может заметно изменяться. При этом наблюдается заметная дифференциация почвенного профиля по содержанию тех или иных химических элементов. В зависимости отприродноклиматических особенностей территории одинаковые горизонты различных почв могут заметно отличаться по химическому составу и свойствам. Для подзолистых почв таежно-лесной зоны характернонакопление кремнезема в верхних горизонтах почвенного профиля, что обусловлено наличием промывного типа водногорежима. В иллювиальных горизонтах этих почв, наоборот содержание кремнезема уменьшается, а увеличивается содержание, полуторных оксидов. В черноземной зоне, в связи с другими условиями почвообразования, для почвенного профиля характерно равномерное распределение практически всех оксидов и кремнезема в пределах генетических горизонтов. Отличительной особенностью горных пород отпочв является накопление органического вещества в верхних горизонтах почв и аккумуляция в них биофильных элементов (углерода, азота, водорода, серы, фосфора). Указанные элементы являются источником питания растений, от содержания которых зависит плодородие почв. Многие элементы подвижны, легко вымываются. Недостаток азота, фосфора и калия в почвах компенсируют внесением органических и минеральных удобрений.

К важнейшим экологическим функциям почвы относятся ее физические свойства. Физические свойства характеризуют физическое состояние почвы. К ним относятся плотность сложения ее в естественных условиях и плотность твердой фазы, скважность, водные, воздушные и тепловые свойства. Физикомеханические свойства почвы определяют ее реакцию на внешние и внутренние механические воздействия: твердость, пластичность, связность, усадку, липкость, сопротивление при ее обработке. Физические свойства почв предопределяют условия жизни и развития растений, а также участвуют в формировании плодородия почв. В процессе эволюции различные виды растений и сельскохозяйственных культур приспособлены к нормальной жизнедеятельности при определенных величинах плотности сложения почв.

При высоких значениях плотности сложения (величина объемного веса) урожайность сельскохозяйственных культур и биологическая продуктивность естественных фитоценозов заметно снижаются.

Большое влияние на рост и жизнедеятельность живых организмов, населяющих почвенную массу, оказываетструктурно-агрегатный состав почвы.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.