ЗМІСТ
Вступ1. Фактори ґрунтоутворення1.1 Гірські породи як ґрунтоутворюючий фактор1.2 Біологічні фактори ґрунтоутворення1.3 Клімат як фактор ґрунтоутворення1.4 Рельєф як фактор ґрунтоутворення1.5 Час як фактор ґрунтоутворення1.6 Виробнича діяльністьлюдини як ґрунтоутворюючий фактор2. Загальна схема ґрунтоутворення
2.1 Стадійністьґрунтоутворення2.2 Процеси ґрунтоутворення
Висновок
Література
Вступ
Тема контрольної роботи «Основи теорії утворення ґрунтів» здисципліни «Ґрунтознавство».
Ґрунтознавство– наука про грунт, його утворення (генезис), будову, склад, властивості,закономірності географічного поширення, взаємозв’язок з навколишнімсередовищем, роль у природі, шляхи й методи його меліорації, охорону іраціональне використання у народному господарстві.
Ґрунтознавствоє самостійною галуззю природознавства. Як наукова дисципліна сформувалась укінці XIX ст. завдяки працям видатних вчених В.В.Докучаєва, П.А.Костичева,М.М.Сибірцева, їхніх учнів і послідовників.
1. Фактори ґрунтоутворення
ґрунтоутворенняфактор теорія
Процес ґрунтоутворення — це процес перетворення гірських порід в якісно новий стан – грунт під впливомкомплексу факторів.
Вчення про фактори ґрунтоутвореннястворив В.В. Докучаєв. Він показав, що грунт формується під впливом клімату,рослинності, ґрунтоутворюючих порід, рельєфу та часу. Ці фактори діють на всійтеріторії суші, тому вони називаються глобальними факторами ґрунтоутворення.Пізніше В.Р. Вільямс виділив ще один фактор ґрунтоутворення – виробничудіяльність 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.
1.1 Гірські породи як ґрунтоутворюючий факторРоль грунтоутворючих порід як фактора ґрунтоутворенняполягяє в тому, що вони є матеріалом, з якого утворюється грунт. Материнськіпороди передають ґрунтам свій гранулометричний, мінералогічний та хімічнийсклад.Основними ґрунтоутворюючими породами є продуктививітрювання гірських порід.
Вивітрювання(гіпергенез) – процес руйнування гірських порід і мінералів під впливом деякихприродних факторів (повітря, води, коливання температури і живих організмів).При цьому утворюються інші породи і синтезуються нові мінерали. Вивітрювання –це сукупність складних і різноманітних процесів, кількісних і якісних змінгірських порід. Горизонти гірських порід, де відбувається процес вивітрювання,називають корою вивітрювання. Потужність її буває від кількох сантиметрів до2-10 м.
Характерруйнування гірських порід і, як правило, склад продуктів вивітрювання залежатьвід умов навколишнього середовища та від мінералогічного складу самої породи.Геохімічними дослідженнями доведено, що при вивітрювання кислих порідформуються піски і супіски, середніх – суглинки і основних – важкі суглинки іглини. Всі названі пухкі відклади мають певні фізичні і фізико-механічнівластивості, які дають змогу для перебігу процесів ґрунтоутворення. Цимвідрізняються від невивітрених скельних порід.
Якправило, сучасні грунти формуються на складних комплексах продуктіввивітрювання. Найпоширенішими ґрунтоутворюючими породами є пухкі відкладичетвертинного періоду. Вони різноманітні за складом, будовою, властивостями, щопевним чином впливає на ґрунтоутворення і рівень родючості грунту. Нижчерозглянуті найбільш поширені ґрунтоутворюючі породи.
Елювіальнівідклади– різноманітні за складом продукти вивітрювання корінних порід,що залишились на місці утворення.
В.А.Ковда(1973) наводить вісім різновидностей елювіальних порід. Найпоширенішими з них єдрібноземний карбонатний елювій. Первинний елювій поширений на виверженихпородах, зокрема, в Монголії, Вірменії і Криму; вторинний (неоелювий) – навеликій території Європи і Азії у вигляді лесу, лесовидних і сиртовихсуглинків. Вони наче ковдрою вкривають підстилаючи корінні породи і тому їхназивають покривними.
Лесимають палеве або бурувато-палеве забарвлення і пилувато-суглинковий механічнийсклад. Їм властива карбонатність, пористість, борошнистість, добраводопроникність. Хімічний склад і фізичні властивості лесу дуже сприятливі дляросту рослин.
Лесовиднісуглинки містять менше карбонатів, трапляються і безкарбонатні. Воникрупнозернисті, часто шаруваті, з меншою борошнистістю і пористістю.
Лесипоширені в основному в Україні, південних регіонах Росії, в Середній Азії, вцентрі Північної Америки; лесовидні суглинки – в Білорусі, ЦентральнійНечорноземній зоні Росії та в інших районах. На цих породах сформувалисьчорноземні, сірі лісові, каштанові та сірі пустинно-степові грунти.
Пролювіальніі делювіальні наноси формуються в передгірських районах і в підніжжях гір. Наних формуються різноманітні грунти. В Передкарпатті та в Карпатах на такихвідкладах формуються бурі лісові грунти.
Льодовиковівідклади (морена) злягають невеликими островами на підвищених елементах рельєфуУкраїнського Полісся. Великі площі ці відклади займають на півночі європейськоїчастини Росії та в Західному Сибіру.
Льодовиковівідклади утворені з неоднорідного уламкового матеріалу, переважно суглинковогоскладу з включенням гравійного піску, гальки, валунів. За хімічним складомморена буває карбонатна і безкарбонатна. На карбонатній морені утворенідерново-карбонатні, слабко- і середньо-підзолисті грунти. На безкарбонатній –середньо- і сильно-підзолисті грунти. За наявності великої кількості валунівагрономічні властивості грунту значно погіршуються.
Водно-льодовікові(флювіогляціальні) відклади займають велику територію в тайгово-лісовій зонієвропейської частини Росії, Білорусі, Польщі, Прибалтиці. В Україні вонизаймають 10,5% території республіки. Їх утворення пов'язане з діяльністюпотужних льодовикових потоків.
Флювіогляціальнівідклади являють собою шаруватий сортований матеріал піщаного, супіщаного, подекудисуглинкового механічного складу світло-жовтого або світло-сірого забарвлення.Основною складовою частиною їх є кварц з домішками зерен польового шпату.Подекуди в піщаній масі трапляються прошарки дрібної гальки і валунчикикристалічних порід. Механічний і хімічний склад цих відкладів є несприятливимдля формування високородючих ґрунтів.
Озерно-льодовиковівідкладипоширені в північно-західній частині європейської територіїРосії. Вони сформувались в пониженнях стародавнього рельєфу і мають глинистиймеханічний склад (шаруваті стрічкові глини прильодовікових озер). Формуванняозерних відкладів супроводжувалось накопиченням водорозчинних солей, карбонатіві гіпсу. При пересиханні озер утворюються солончаки.
Алювіальнівідклади поширені в заплавах річок (заплавний алювій). За віком розрізняютьсучасні і стародавні алювіальні відклади. Для них характерна диференційованістьза розміром часток і шаруватість. Механічний склад алювіальних відкладівзалежить від їх положення відносно русла річки. Так, в прирусловій частинізаплави формуються гравійно-галечникові і піщані відклади, в центральнійчастині – піщані, в притерасній – супіщано-глинисті. На алювіальних відкладахформуються високородючі заплавні грунти. В Україні вони займають близько 9%території.
Глинирізного походження на території України теж часто є ґрунтоутворюючимипородами. Здебільшого вони поширені на схилах балок, терас, в долинах річоктощо.
Крім того,ґрунтоутворюючими породами в Україні є продукти вивітрювання твердихкарбонатних порід (Південний Берег Криму), пухкі продукти вивітрюваннямагматичних порід (Приазовська і Придніпровська височини), продуктививітрювання пісковиків (Донбас, Крим, Карпати), продукти вивітрюванняглинистих сланців (Донбас, Крим, Карпати)
Механічний складґрунтоутворюючої породи має важливе значення в процесі формування грунту. Крімтого, мінералогічний і хімічний склад безпосередньо впливає на хід елементарнихпроцесів, що відбуваються у ґрунті. Залежно від цього грунт набуває певнихфізичних і фізико-механічних властивостей, які зумовлюють його агровиробничухарактеристику.
Так,піщані і супіщані ґрунти легко обробляти сільськогосподарськими машинами. Томуїх називають легкими ґрунтами. Вони мають сприятливий повітряний режим, високуводопроникність, швидко прогріваються. Одночасно вони мають ряд негативнихвластивостей, а саме: низький вміст гумусу і поживних речовин (внаслідокінтенсивного промивання), низький ступінь оструктуреності, незначну ємкістьвбирання катіонів, легко піддаються ерозії тощо.
Ґрунти,сформовані на глинистих породах, називають важкими. Вони мають високувологоємкість і водоутримуючу здатність. Як правило, вони багаті на гумус ілегкодоступні елементи живлення. В таких грунтах при наявності необхідних умовінтенсивно відбувається процес формування структурних агрегатів.
Якщоглинисті ґрунти з тих чи інших причин є безструктурними, вони маютьнесприятливі фізичні властивості. Докорінне поліпшення механічного складуґрунту здійснюють шляхом глинування піщаних і піскування глинистих ґрунтів зодночасним внесенням високих доз органічних добрив.
Мінералогічнийі хімічний (елементарний) склад ґрунтоутворюючих порід значною мірою впливає нахарактер і спрямованість хімічних реакцій, перерозподіл хімічних елементів попрофілю ґрунту, тобто на геохімію ґрунтоутворення. Все це певним чином впливаєі на інші процеси ґрунтоутворення. В результаті на обмеженій території, яка маєділянки, вкриті різними ґрунтоутворюючими породами, формуються різні типи абопідтипи ґрунтів.1.2 Біологічніфактори ґрунтоутворення
Процесґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на гірськійпороді. Вони засвоюють елементи літосфери, воду і елементи атмосфери, включаютьїх у метаболізм і повертають у грунт в інших формах і співвідношеннях. Отже, врезультаті життєдіяльності організмів виникають малий біологічний кругообігречовин, а також ґрунтові цикли кругообігу цілого ряду хімічних елементів (C, O, H, N, P, S та ін.).
Життєдіяльністьвсіх організмів, що населяють грунт (мікроорганізми, рослини, тварини), тапродукти їх життєдіяльності здійснюють найважливіші елементарні процесиґрунтоутворення – синтез і розкладання органічної речовини, руйнування іновоутворення мінералів, перерозподіл і акумуляцію речовин тощо. Все цевизначає загальний хід процесу ґрунтоутворення і формування родючості ґрунту.
Грунтодночасно населяють представники всіх чотирьох царств живої природи –прокаріоти, гриби, рослини, тварини. Проте функції організмів кожного царства вґрунтоутворенні різні.
Мікроорганізми,які населяють грунт, дуже різноманітні за складом і за характером біологічноїдіяльності. Тому їх роль у формуванні ґрунтів надзвичайно складна ірізноманітна. Мікроорганізми існують на Землі мільярд років, вони єнайстародавнішими ґрунтоутворювачами, бо з'явились на землі задовго до появи вищих рослин ітварин. Крім ґрунтоутворення їх діяльність значною мірою визначає властивостіосадових порід, склад атмосфери і природних вод, геохімічну історію багатьохелементів (C, O, H, N, P, S та ін.). В біосфері вони здійснюють такі процеси, якфіксація атмосферного азоту, окислення аміаку і сірководню, відновленнясульфатів і нітратів, акумуляцію сполук заліза і марганцю, синтез в ґрунтахбіологічно активних речовин – ферментів, вітамінів, амінокислот тощо.Мікроорганізми беруть безпосередньо участь в руйнуванні мінералів і гірськихпорід в процесі біологічного вивітрювання.
Протеосновною функцією мікроорганізмів в ґрунтоутворенні є розкладання органічнихрешток рослинного і тваринного походження до гумусоутворення і повноїмінералізації.
Основнамаса мікроорганізмів зосереджена в горизонті поширення кореневих систем наглибині 10-20 см. Їх чисельність в 1г ґрунту десятки і сотні мільйонів штук.Загальна маса мікроорганізмів орного горизонту (25-30см) становить 10 т/га.Високородючі окультурені ґрунти містять найбільше мікроорганізмів.
Упроцесі ґрунтоутворення беруть участь бактерії, водорості, лишайники, амеби,мікронематоди, джгутикові, війчасті, гриби і актиноміцети. Є дані проприсутність в ґрунтах неклітинних форм мікроорганізмів (вірусів,бактеріофагів).
Вищірослини. Ознайомлення з роллю мікроорганізмів у ґрунтоутворенні свідчить проте, що вони самі по собі ще не створюють грунт. Формування ґрунту можливе лишепри поселенні на материнській породі продуцентів органічної речовини. Такимипродуцентами на Земній кулі є вищі рослини. Саме цим організмам і належитьпровідна роль у процесах ґрунтоутворення. Відмерлі рештки вищих рослин,перетворені мікроорганізмами і тваринами, становлять основну масу органічноїчастини ґрунту. Отже, зелені рослини – основне джерело органічних речовин для ґрунтоутворення.
Зеленірослини суші щороку продукують близько 5.3×1011 тбіомаси. Частина цієї біомаси у вигляді відмерлих решток коренів і надземнихорганів щорічно надходить у грунт. Кількість біологічної маси, яка надходить угрунт, залежить від типу рослинності і кліматичних умов. Частина рослинногоопаду розкладається мікроорганізмами, а друга частина накопичується у вигляділісової підстилки і степової повсті.
Засвоєнняхімічних елементів ґрунту корінням вищих рослин, синтез органічних речовин,повернення їх у грунт і розкладання їх мікроорганізмами є основними ланкамибіологічного кругообігу речовин. З раніше зазначеного видно, що зелені рослини– основний агент біологічного кругообігу, а грунт виступає його ареною. В цьомуполягає друга функція рослин як ґрунтоутворювачів.
Упроцесі життєдіяльності рослини здійснюють біогенну міграцію хімічних елементівв системі грунт-рослина-грунт. При цьому значна частина зольних елементів, атакож азоту акумулюється у верхньому горизонті грунту. В цьому разі рослинивиступають як концентратори хімічних елементів.Це третя функція рослину ґрунтоутворенні.
Тварини. Упроцесах ґрунтоутворення беруть участь представники таких типів тварин:найпростіші, черви, молюски, членистоногі і ссавці. За розмірами ґрунтову фаунуподіляють на чотири групи: нано-, мікро-, мезо- і макрофауну. Кожна групатварин пристосована до певних умов життя, до певної взаємодії з навколишнімсередовищем. Загальні запаси зоомаси в ґрунтах щодо фітомаси незначні – всередньому 1-2%.
Головноюфункцією тварин в біосфері і ґрунтоутворенні є споживання, первинне і вториннеруйнування органічних речовин, перерозподіл запасу енергії і перетворення її натеплову, механічну і хімічну.
Середтварин, що населяють грунт, переважають безхребетні. Їх сумарна біомаса в 1000разів перевищує загальну біомасу хребетних. В ґрунтах живуть дощові черви,енхітреїди, кліщі, ногохвостки та ін. Поїдаючи рослинні рештки, вони значноприскорюють біологічний кругообіг речовин.
Середбезхребетних особливо важливу роль у ґрунтоутворенні відіграють дощові черви.Вони поширені в ґрунтах різних ґрунтово-кліматичних зон. Їх кількість на 1 га ґрунтуможе досягати кількох мільйонів особин.
Діяльністьдощових червів в ґрунтоутворенні різноманітна, вони утворюють у ґрунті густумережу ходів, що поліпшує його фізичні властивості: пористість, аерацію,вологоємкість. Продукти життєдіяльності дощових червів – капроліти поліпшуютьструктурність ґрунту і підвищують водоміцність структурних агрегатів. Грунт,багатий на дощових червів, має низьку кислотність, високий вміст гумусу та іншіпозитивні властивості. Підраховано, що дощові черви перемішують весьповерхневий горизонт ґрунту за 50 років.
У ґрунтахживе значна кількість личинок різних комах, терміти, мурашки та ін. Вони такожінтенсивно перемішують ґрунтову масу, утворюють в ній велику кількість ходів іцим самим поліпшують водні і фізичні властивості ґрунту.
Середхребетних тварин активну участь у процесах ґрунтоутворення беруть степовігризуни (полівки, бабаки, кроти, ховрахи та ін.). Вони будують глибокі нори ідовгі ходи в ґрунті. Об'єм ґрунту, який вони перемішують, досягає кількохсотень кубічних метрів на 1 га. Інтенсивне перемішування ґрунтової масиземлерийними тваринами зумовлює не лише фізичні, а й глибокі хімічні зміни. Ґрунтовамаса, внесена з глибин на поверхню, змінює хімічний склад верхніх горизонтів ґрунту.1.3 Клімат як фактор ґрунтоутворення
Клімат є один зосновних факторів ґрунтоутворення і географічного поширення грантів. Прорізнобічний вплив його на ґрунтоутворення зазначав ще В.В.Докучаєв. Тепервідомо, що клімат впливає на ґрунтоутворення як прямо (визначає гідротермічнийрежим ґрунту), так і опосередковано – через рослинність, мікроорганізми ітварин.
Основнимикліматичними факторами, які впливають на процеси ґрунтоутворення, є сонячнарадіація, атмосферні опади і вітер./>
Сонячна радіація.Сонячнесвітло, яке приносить теплову енергію на поверхню Земної кулі, є основнимджерелом енергії для життя і ґрунтоутворення. Сонячна енергія, увібрана ґрунтом,витрачається на такі процеси, як нагрівання, випарування, транспірація,фотосинтез, синтез гумусу тощо.
Тепловіумови ґрунтоутворення на нашій планеті дуже різноманітні, але в загальних рисахвони зумовлені величинами радіаційного балансу, які корелюють з такимипоказниками, як середньорічна температура і сума активних температур (табл.1).
Високі середньорічнітемператури (+32; +35°С) характерні для тропіків, найнижчі – дляполярних областей. Різниця середньорічних температур на Землі досягає 60-70°С.
Сумаактивних температур використовується для агрономічної і ґрунтової оцінки територіальноготермічного режиму. Для трав'янистої рослинності активними є температури вище +5°С, для лісової –вище +10°С.
Таблиця 1Планетарні термічні поясиПояс
Середньорічна
температура
повітря, °С
Радіаційний
баланс,
кДж/(см2·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
Середньорічнатемпература, величина радіаційного балансу і сума активних температур за рікзбільшуються від полярних областей до тропічних. Природно, що в цьому жнапрямку збільшуються інтенсивність вивітрювання, синтез органічної маси,активізується життєдіяльність тварин і мікроорганізмів. У тому ж напрямкупідвищується інтенсивність ґрунтоутворюючих процесів: руйнування мінералів,розкладання органічних решток, синтез гумусних кислот тощо. За високихсередньорічних температур утворюється більше глинистих часток як продуктуінтенсивного вивітрювання.
Температураґрунту впливає на швидкість хімічних реакцій. Згідно з правилом Вант-Гоффа, припідвищенні температури на 10°С швидкість хімічних реакційзбільшується у 2-3 рази. Тому в районах з високою середньорічною температуроюгеохімічні процеси відбуваються значно швидше, ніж у широтах з холоднимкліматом. Це зумовлює річну швидкість вивітрювання, формування різних кірвивітрювання 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 дисоціаціязбільшується у 8 разів.
Температуравпливає на розчинення газів в ґрунтовому розчині, на швидкість коагуляції іпептизації та інші фізико-хімічні процеси.
Атмосферніопади.Ефективний вплив тепла і світла на біологічні і ґрунтоутворюючіпроцеси можливий лише при наявності достатньої кількості вологи. Тому значенняатмосферних опадів у ґрунтоутворенні дуже велике. На ґрунтоутворення певнимчином впливає як кількість, так і сезонний розподіл атмосферних опадів.
Атмосферніопади, які надходять у грунт, розчиняють мінеральні та органічні сполуки,переміщують їх в нижні горизонти (вилуговують), переносять рухомі форми сполукі механічні частки з підвищених елементів рельєфу на понижені. Ці процесиздійснюють води поверхневого і підземного стоків.
Підвпливом атмосферних опадів відбуваються процеси гідролізу первинних мінералів іформування вторинних глинистих мінералів. Атмосферні опади приносять наповерхню ґрунту пилуваті частки, розчинені солі, кислоти, азот, аміак, СО2,токсичні сполуки. Волога атмосферних опадів утримується в порах і капілярах ґрунтуі використовується рослинами для синтезу органічної речовини, яка в майбутньомувитрачається на поповнення запасу гумусних речовин і є джерелом енергії іпоживних речовин для тварин і мікроорганізмів. Таким чином, атмосферні опадипрямо і опосередковано впливають на процеси гуміфікації.
Низхіднийрух води врешті-решт формує генетичні горизонти ґрунту – гумусний, елювіальний,ілювіальний та ін. Інтенсивний стік атмосферних опадів спричинює водну ерозію ґрунтів.
Характератмосферних опадів на даній території впливає на термічний режим ґрунтів.
Ступінь зволоження ґрунтівзумовлює їх хімічний склад. В аридних областях формуються ґрунти з високимвмістом карбонатів і водорозчинних солей, з низьким вмістом гумусу, з малоюємкістю вбирання. В гумідних ландшафтах посилюється промивання ґрунту,підвищується вміст гумусу, глинистих мінералів і вбирна здатність ґрунту. Вумовах перезволоження значно підвищується кислотність ґрунту, знижуються вмістгумусу і ємкість вбирання.
Оцінюючироль клімату як фактора ґрунтоутворення, слід одночасно враховувати впливатмосферних опадів і температури. Вчені ґрунтознавці вже давно шукали формувираження сукупного впливу теплоти і опадів на ґрунтоутворення. Оригінальнимпідходом до вирішення цієї проблеми стала концепція гідротермічних рядів, якурозробив В.Р.Волобуєв (1956). Він довів загальнопланетарний зв’язок міжатмосферними опадами, середньорічними температурами, радіаційним балансом,випаруванням і особливостями ґрунтового покриву. На основі аналізуспіввідношення цих факторів було встановлено гідротермічні умови формуванняосновних типів ґрунтів і виділено їх кліматичні ареали.
Загідротермічними умовами ґрунти поділяють на дві категорії.
1. Ґрунти, в яких біологічні процеси пригнічені. Вони утворились урегіонах 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. Цякатегорія ґрунтів сформувалась в обмежених термічних умовах, але в широкомудіапазоні кількості атмосферних опадів (1000-5000мм за рік). Це – бурі лісові ґрунти,жовтоземи субтропіків і латеритні вологих тропіків.
Умовноґрунти відносять до рядів зволоження (гідроряди) і термічних рядов. Гідрорядиоб'єднують ґрунти, які формуються в різних термічних умовах, але в умовах майжеоднакового зволоження. Терморяди, навпаки, об'єднують ґрунти які формуються вумовах різного зволоження, але в близьких термічних умовах. Всього позначеносім 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 сукупноговпливу опадів і температури на ґрунтоутворення дуже складний. Характер процесу ґрунтоутворення,крім того, залежить від поєднання гідротермічних умов з рельєфом, геохімічнимбалансом речовин та іншими факторами./>
Вітер. Крім сонячноїрадіації і атмосферних опадів на ґрунтоутворення впливає також вітер. Вінпереносить мінеральні і органічні частки з однієї території на іншу,перерозподіляє опади, посилює випаровування і таким чином бере участь уформуванні механічного, хімічного складу і водного режиму ґрунту.
Всі процесируйнування, перенесення і відкладення механічних часток порід і ґрунтів, яківідбуваються під впливом вітру, називають еоловими. Виділяють еолову дефляцію,еолову корозію і еолову акумуляцію.
Інтенсивністьвидування ґрунту визначається багатьма факторами: швидкістю вітру, наявністюрослинного покриву, механічним і структурним складом ґрунту, рельєфом тощо. Присильній дефляції виникають пилові бурі.
В результатідефляції видувається верхній родючий шар, знижується родючість ґрунту. В місцяхакумуляції принесених вітром речовин (балки, яри, лісосмуги, населені пункти,сільськогосподарські угіддя) гинуть багаторічні насадження і посіви, заносятьсяродючі землі, зрошувальні канали, дороги тощо.
Отже, еоловіпроцеси причиняють значну шкоду сільському, водному і іншім галузям народногогосподарства. Як денудація, так і акумуляція різко порушують нормальний перебігпроцесів ґрунтоутворення.1.4 Рельєф якфактор ґрунтоутворення
Рельєф –своєрідний фактор ґрунтоутворення. Його значення у формуванні і географічномупоширенні ґрунтів велике і різноманітне. Він виступає як головний факторперерозподілу сонячної радіації і опадів. Залежно від експозиції і крутизнисхилів впливає на водний, тепловий, поживний і сольовий режими ґрунту, визначаєструктуру ґрунтового покриву і є основою ґрунтової картографії.
В практиціпольових ґрунтових досліджень прийнято користуватись такою систематикою типіврельєфу:
1) макрорельєф;
2) мезорельєф;
3) мікрорельєф;
4) нанорельєф.
Кожний з цихтипів рельєфу відіграє певну роль в ґрунтоутворенні і географії ґрунтів, уформуванні структури ґрунтового покриву.
Макрорельєф –крупні форми рельєфу, які визначають загальний вигляд великої території земноїповерхні: гірські хребти, плоскогір’я, долини тощо. Виникнення форммакрорельєфу пов’язане головним чином з тектонічними явищами в земній корі.
Формимакрорельєфу впливають насамперед на перерозподіл сонячного тепла таатмосферних опадів на великих територіях і зумовлюють горизонтальну і вертикальнузональність ґрунтів.
На великихрівнинах відбувається зміна біокліматичних зон, для яких характерні певний типрослинності, тип водного та температурного режимів. Таким чином, певнепоєднання факторів ґрунтоутворення набуває зонального характеру. В результатіформуються ґрунтові зони і під зони, що є проявом закону горизонтальноїзональності.
Гірські системитакож здійснюють перерозподіл атмосферних опадів, що зумовлює зміну рослинних іґрунтових зон. Високі гори є бар’єром на шляху теплих вологих повітряних мас.Тому на навітрені схили випадає велика кількість опадів, а на схилахпротилежної експозиції формується посушливий клімат. Зрозуміло, що ґрунтовийпокрив вологих і сухих схилів неоднаковий.
Крімперерозподілу сонячного тепла і атмосферних опадів в гірських районах на ґрунтоутвореннявпливає абсолютна висота місцевості. Зі зміною висоти місцевості змінюються всікліматичні фактори: температура, вологість повітря, кількість опадів, тиск,інсоляція тощо. З підняттям у гори розріджується атмосфера, у повітрізменшується вміст водяних парів і пилуватих часток, збільшується сонячнарадіація, надходження ультрафіолетових променів і одночасно випромінення тепла.Такі зміни кліматичних умов зумовлюють диференціацію рослинності і ґрунтів,тобто виникнення природної зональності. Ґрунтові зони, які закономірно змінюютьодна одну, утворюють вертикальні ґрунтові структури.
Мезорельєф–це форми середніх розмірів за висотою і протяжністю (кілька квадратнихкілометрів). Прикладом таких форм є яри, балки, улоговини, тераси, долиниструмків, горби тощо. Виникли вони в результаті геологічних процесів денудації,утворення континентальних відкладів тощо.
Мікрорельєф — цедрібні форми рельєфу, які займають незначні площі і є деталями крупних форм.Сюди належать горбочки, пониження, купини, невеликі западини, спучування,карстові воронки, берегові вали тощо.
Елементи мезо- імікрорельєфу перерозподіляють сонячну енергію і вологу атмосферних опадів наданій території.
Перерозподілсонячної енергії визначається наявністю схилів неоднакової крутизни іекспозиції. Північні схили у всі пори року на всій території Північної півкулідістають менше тепла, ніж південні, і тому холодні. Різниця температури ґрунтувлітку між північним і південними схилами при однаковій їх крутизні можедосягати 5-8°.
Особливостітеплового режиму на схилах різних експозицій неоднаково впливають на їх воднийрежим і характер рослинності. Це зумовлює формування різнотипних ґрунтів. Напівденних схилах ґрунти формуються в умовах відносно меншого зволоження і більшконтрастного температурного режиму. У зв’язку з цим на південних схилах, якправило, розвиваються землеробство, а північні схили залишаються неосвоєними.
Нерівностірельєфу зумовлюють стікання поверхневих вод. Вода атмосферних опадів стікає посхилах з підвищених елементів рельєфу в понижені. В результаті підвищеніділянки втрачають частину вологи, а ґрунти понижених одержують їх додатково.
З перерозподіломвологи по елементах рельєфу пов’язана міграція твердих і водорозчиннихпродуктів вивітрювання і ґрунтоутворення. Стікаючи по схилах дощові і талі водинесуть з собою частки ґрунту і розчинені сполуки, які акумулюються на пониженихділянках. Таким чином, ґрунтоутворення на різних елементах рельєфу відбуваєтьсяв різних гідротермічних і геохімічних умовах.
За положенням нарельєфі і характером перерозподілу атмосферних опадів виділяють три групи ґрунтів,які називають генетичними рядами зволоження.
На підвищенихелементах рельєфу в умовах вільного стоку поверхневих і при глибокому заляганніґрунтових вод, тобто в автономних ландшафтно-геохімічних умовах, під впливомнизхідного руху води по профілю формуються автоморфні ґрунти.
Гігроморфні ґрунтиформуються на понижених ділянках рельєфу в умовах тривалого застою поверхневихвод або при неглибокому (менше 3м) заляганні ґрунтових вод, які збагаченіхімічними елементами і сполуками, принесеними з підвищених елементів. Ці ґрунтиформуються залежно від ландшафтно-геохімічних умов під впливом висхідного рухуводи.
Ґрунти, якіформуються в автономних умовах, але їх короткочасно затоплюють поверхневі водиабо вони формуються при неглибокому (3 — 6м) заляганні ґрунтових вод, називаютьнапівгідроморфними(лучно-чорноземні ґрунти).
Ґрунти, якіформуються в умовах сезонного ґрунтового зволоження, називаютьавтоморфно-гідроморфними.
Залежність гігроморфнихґрунтів від хімічного складу порід і ґрунтів підвищених елементів рельєфуназивають геохімічним сполученням ґрунтів.
Тісний зв’язокміж елементами рельєфу і характерними відмінностями ґрунтів став основоюрозробки методу опорних ділянок (“ключів”) при картуванні ґрунтів. Суть цьогометоду полягає в тому, що на типовій для даного району ділянці встановлюєтьсязв’язок елементів рельєфу з рослинними угрупуваннями, із складом ґрунтоутворюючихпорід і характерними особливостями ґрунтів. Для цього закладають потрібнукількість ґрунтових розрізів на різних елементах рельєфу і встановлюютьприуроченість до них ґрунтових відмін. Добуті дані є гіпсометричною основоюдля картографування ґрунтів даного району.1.5 Час як факторґрунтоутворення
В своїх працяхВ.В.Докучаєв вказував, що сучасні ґрунти є продукт тривалої і складноїгеологічної історії земної поверхні. Грунт не може виникнути миттєво, тривалийчас залишатись незмінним, а потім раптово зникнути. Для формування ґрунтупотрібен певний час.
Процес ґрунтоутворення,як і будь-який природний процес, має свій початок, етапи розвитку, певнушвидкість і час завершення.
Ґрунтоутворенняпочинається з моменту поселення живих організмів на пухкій вивітреній породі.
Заспостереженнями багатьох вчених 1см гумусного горизонту ґрунту в умовахпомірного поясу формується за 100-200 років, а повний профіль сучасного ґрунту– від кількох сотень до кількох тисяч років.
Ознакоюзавершення формування ґрунту, досягнення ним зрілого стану є чіткадиференціація профілю на генетичні горизонти. Ґрунти, які не досягли повноїдиференціації і повного розвитку профілю, називають незрілими( молодими).
Ґрунти на земнійповерхні почали формуватися з появою живих організмів. Першими організмами наЗемлі були бактерії, які з’явилися в нижньопалеозойський період (понад 500 млн. роківтому). Вчені припускають, що під їх впливом формувалися примітивні ґрунти,подібні до тих, які формуються в наш час в умовах високогір’я.
У кінцісилурійського періоду, коли на Землі з’явилися рослини псилофіти (400 млн. років тому),на планеті розпочався новий етап ґрунтоутворення. Під їх впливом на перезволоженихузбережжях морів сформувалися вологі ґрунти. Ці ґрунти є найстарішими на Землі.До нашого часу дійшли викопні рештки цих ґрунтів (горючі сланці Ленінградськоїобласті і Естонії).
350-360 млн.років тому в кінці девонського періоду псилофіти зникли і на їх зміну прийшлипапороті і хвощі. Вони мали кореневу систему і в карбоні займали великітериторії суші з тропічним і субтропічним кліматом. В таких умовах формувалисьфералітні ґрунти, подібні до сучасних субтропічних і тропічних ґрунтів. Придобуванні вугілля в Донбасі виявлено ґрунти, вік яких понад 300 млн. років, алевони мають ознаки і властивості сучасних ґрунтів.
У пермськийперіод (285 – 240 млн. років тому) відбулися різкі кліматичні зміни. На значнихтериторіях суші встановився аридний, пустинний клімат, а в інших – холоднийгумідний. Вважають, що інтенсивне випаровування і кріогенні процеси зумовилиформування пустинних, засолених, мерзлотних ґрунтів. В умовах помірно холодноговологого клімату почали формуватися ґрунти, подібні до підзолистих. Протягомнаступних 120-130 млн. років не було умов для виникнення нових ґрунтів. Лише веоцені виникли нові природні ландшафти – степи. В цей період почали формуватисячорноземи і каштанові ґрунти.
На початкучетвертинного періоду утворилась тундра, а дещо пізніше виникли сфагновіболота. В цей період почали формуватися тундрові грунти і торфово-болотніверхових боліт.
Таким чином, впроцесі еволюції органічного світу на Землі простежується процес виникненнянових ґрунтів, збільшення їх різноманіття.
Сучасний ґрунтовийпокрив землі різновіковий. Нульовий рік мають ті ділянки суші, які щойно звільнилисьвід води в результаті морської регресії (Прикаспій, Приаралля), осушення дельтрічок, при будівництві польдеров (Голландія). Нульовий вік мають такожповерхні, вкриті вулканічним попелом сучасних вулканічних вивержень тавідслонення відкритих кар’єрів і насипів.
Вік ґрунтів натериторії Східної Європи відповідає періоду закінчення останнього материковогозледнення (близько 10 тис. років тому) та початку Каспійсько-Чорноморськоїрегресії. У зв’язку з цим вік чорноземів становить 8-10 тис. років, а віккаштанових – 5-6-тис. років.1.6 Виробничадіяльність людини як ґрунтоутворюючий фактор
Розглянуті ранішефактори ґрунтоутворення – гірські породи, клімат, живі організми, рельєф та час– є глобальними. Вони впливають на процеси грунтоутворення на всій територіїсуші.
Крім глобальнихфакторів є ряд локально діючих. До цих факторів відноситься виробничадіяльність людини.
У процесівиробничої діяльності людина за допомогою потужних засобів впливає нанавколишнє середовище, в тому числі на грунт, що призводить до значних змін вприродних екологічних системах, до змін в процесі ґрунтоутворення.
Освоюючи цілинніземлі, людина створює сприятливі умови для розвитку культурних рослин. Однакпри цьому порушується динамічна рівновага всіх компонентів природноголандшафту: змінюється характер рослинності, склад мікроорганізмів і зоофауни,характер обміну речовин і енергії в системі грунт – рослина тощо. Змінюєтьсявплив інших факторів ґрунтоутворення: клімату, рельєфу, материнської породи.
Обробіток ґрунту,регулювання водного режиму (осушення, зрошення, снігозатримання, внесеннядобрив, хімічні та інші види меліорацій докорінно змінюють хімічний склад ґрунту,його фізичні, теплові і водні властивості.
Таким чином, зпочатком обробітку цілинного ґрунту починає змінюватися характер ґрунтоутворення.Грунт переходить з природної до культурної фази свого розвитку, до культурногопроцесу ґрунтоутворення. Суть цього процесу спрямовується на утворенняпотужного гумусного горизонту, який повинен мати високу біологічну активність,високий вміст гумусу, сприятливий структурний склад, оптимальний поживний,тепловий, водний і повітряний режими.
Основнимифакторами впливу на грунт на всіх етапах культурного ґрунтоутворення єкультурні рослини, механічний обробіток ґрунту, удобрення та різноманітнімеліоративні заходи. Роль даних факторів в ґрунтоутворенні детально вивчають укурсі агрономічного ґрунтознавства.
Систематичнеполіпшення властивостей ґрунту і підвищення його родючості шляхом застосуванняагротехнічних заходів називають окультуренням ґрунту. В окультурених ґрунтахстворюються сприятливі умови для росту і розвитку рослин.
2. Загальна схема ґрунтоутворення
2.1 Стадійність ґрунтоутворення
Процес ґрунтоутворення– це сукупність явищ перетворення речовин і енергії у верхньому шарі земноїкори під впливом комплексу природних факторів. Загальний процес ґрунтоутворенняскладається з комплексу біохімічних, хімічних, фізичних і фізико-хімічнихпроцесів. Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів наскельних породах або на пухких продуктах гіпергенезу і в своєму розвиткупроходить ряд стадій (рис. 1).
Характерпроходження окремих стадій ґрунтоутворення зумовлений комплексом факторів врізних природно-кліматичних зонах земної кулі.
1. Стадія початкового ґрунтоутворення часто збігається з процесомвивітрювання скельних гірських порід. Ця стадія триває довго, оскількиґрунтоутворення охоплює незначний шар субстрату. Малопотужний профіль слабкодиференційований на генетичні горизонти.
2. Стадія розвитку ґрунту відбувається на пухких відкладах великоїпотужності і завершується диференціацією профілю на генетичні горизонти. Міжморфологічними ознаками і властивостями ґрунту, з одного боку, і факторамиґрунтоутворення, з другого, встановлюється динамічна рівновага. Ця стадіявідбувається інтенсивно.
3. Стадія рівноваги (клімаксний стан) триває незначний час. Міжґрунтом і комплексом факторів підтримується динамічна рівновага.
4. Стадія еволюції. У процесі еволюції екологічної системи елементиландшафту (фактори ґрунтоутворення) можуть зазнавати тих чи інших змін (змінаклімату, рослинності, порушення екосистеми людиною тощо). Такі зміни зумовлюютьзміни в процесі ґрунтоутворення. Настає стадія еволюції ґрунту, яка зумовлюєперехід його до нової стадії рівноваги нового ґрунту з новим профілем(заболочування аморфних грунтів, перехід солончаку в солонець, формуваннячорнозему з лучного ґрунту при зниженні рівня ґрунтових вод тощо). На самомусубстраті такі еволюційні цикли можуть відбуватися кілька разів./> />
Рис.1.Стадії грунтоутворення (за Л.О.Гришиною)
1 – початковенрунтоутворення
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 грунтупо шляху в, г, д або е
7 – клімаксний стан III (в, г, д або е)2.2 Процеси ґрунтоутворення
Грунт – аренавзаємодії 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 істановить загальний процес ґрунтоутворення. Багато з цих процесів маютьциклічний характер.
Всі ґрунтоутворюючіпроцеси О.А.Роде поділив на макропроцеси і мікропроцеси.
Макропроцесиохоплюють весь профіль ґрунту в цілому, а мікропроцеси відбуваються в межахізольованих ділянок ґрунтового профілю. Макропроцеси, які є специфічними для ґрунтоутворення,І.П.Герасимов назвав елементарними ґрунтовими процесами (ЕГП). Цей термін набувзагального визнання серед ґрунтознавців.
Аналізуючи таузагальнюючи концепції О.А.Роде і І.П.Герасимова, Б.Г.Розанов (1988) всі ЕГПподілив 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 ґрунтовихпроцесів, 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. ДобровольскийВ.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 польовийпрактикум з екології / Під. ред. В.П. Замостяна, та Я.П. Дідуха. – Київ:Фітосоціоцентр, 2000. – 216 с.
11. Перельман А.И. Геохимиябиосферы. –М.: Наука, 1973. – 168 с.
12. Якушова А.Ф., Хаин В.Е.,Славин В.И. Общая геология. – М.: Изд. МГУ, 1988. – 448 с.