Почва как особое природное образование. Общие особенности почвы как природного образования

Является одной из фундаментальных дисциплин. Предметом изучения курса является особое природное тело – почва . Наука, изучающая почвы, их образование, строение, состав и взаимосвязи с окружающей средой, называется почвоведение .

Становление науки почвоведения и понятия о почве имеет свою предысторию. В развитии естествознания почвоведение сыграло большую роль. Еще более ста лет назад была установившаяся система наук с четкими, границами. Минералогия изучала минералы, ботаника изучала растения. Но в природе все находится во взаимосвязи, и даже малейший состав минералов влияет на развитие растений, а растения в процессе своей жизнедеятельности способствуют разрушению одних минералов и образованию других.

Под влиянием постепенного понимания всеобщей взаимосвязи как фундаментального свойства природы и для изучения его многообразных проявлений в конце прошлого века начался процесс углубленной специализации и взаимопроникновения естественных наук. В настоящее время наличие многочисленных направлений естествознания, возникших и возникающих на грани смежных наук, никого не удивляет, а названия «геофизика», «биогеография», «биогеохимия» стали привычными. Значение почвоведения в истории науки заключается в том, что появление почвоведения знаменовало начало современного этапа развития наук об окружающей среде.

Поверхностный слой земли, на котором можно выращивать полезные растения, привлекал внимание людей с давних пор. В результате многовекового опыта и научных исследований накопился обширный материал по характеристике поверхностного слоя земли. В середине 30-х годов прошлого века эта отрасль земледелия стала называться почвоведением. В соответствующих курсах и трудах под почвой подразумевали верхний слой земли, содержащий основную массу корней растительности.

В процессе развития геологических исследований было обнаружено, что верхняя часть горных пород в большей или меньшей степени изменена. На месте массивных горных пород образуется толща рыхлого элювия – кора выветривания. Этот элювий и продукты его пере отложения геологи стали также называть почвой.

В итоге, к середине XIX в. сложились агрономическое и геологическое представления о почве, которые существенно различались между собой. Достаточно сказать, что мощность почвы согласно агрономическому представлению не превышала полуметра, а по геологическому – могла достигать нескольких сотен метров. Однако следует ли отсюда вывод, что в природе существует несколько почв: одна – почва геологов, другая – почва агрономов, третья – почва строителей и т.д.? Конечно же, нет. Почва существует в природе объективно и независимо от сознания людей, но является настолько сложным образованием, что на первых стадиях ее изучения исследователи невольно обращали внимание на какое-нибудь одно качество почвы, на одну ее сторону. Это и привело к неодинаковым представлениям о почве.

Длительное время на поверхности нашей планеты выделяли три группы («царства») природных образований: минеральные, растительные и животные. Каждая группа являлась объектом изучения определенных наук. Группа минеральных образований – предметом изучения различных геолого-минералогических дисциплин: химические соединения – минералогии, закономерные сочетания минералов (горные породы) – петрографии, толщи горных пород (их параметры, условия залегания и относительный возраст) – геологии. Группа растительных организмов изучалась ботаникой, животных – зоологией.
Почва находится на самой поверхности литосферы. Поэтому, может быть, ее следует относить к минеральным образованиям и изучать (аналогично горным породам) ее химические соединения и сочетания этих соединений? Но среди составных частей почвы имеются компоненты, которые не могут быть объектом исследования ни минералогии, ни петрографии, – это растительные и животные организмы. Они находятся там постоянно. Стоит отделить от почвы растения и животных – и почвообразовательные процессы нарушатся. Если происходит замена одних группировок растительных и животных организмов другими, то почва соответственно меняется.

Может быть, почва является продуктом деятельности растительных и животных организмов и изучать ее следует соответствующими биологическими методами? Попробуем отделить минеральный субстрат от растительности, например, будем выращивать растения в сосуде с водой, внося питательные вещества прямо в водную среду. Совершив свой жизненный цикл, растение отомрет, но растительные остатки не будут, конечно, почвой. Из геологии известны разнообразные органические осадки древних водоемов, преобразованные затем в нефть, каменные угли, битуминозные сланцы; известны органические осадки современных водоемов – илы, сапропели. Но все это ничего общего с понятием почвы не имеет.

Итак, почву нельзя отнести ни к минералам, ни к животным или растительным организмам. Но минерал, растение и животное – это определенные природные тела. Следовательно, почва также является самостоятельным природным (естественно-историческим) телом, подобно растению, животному или минералу. Однако сложность понятия почвы заключается в том, что это природное тело состоит из многих составных частей и может существовать только в процессе взаимодействия агентов-почвообразователей – .
Существует два основных определения, что мы понимаем под почвой (В.В. Докучаева и В.Р. Вильямса). Опираясь на эти определения, мы можем сказать: почва – это верхний плодородный слой Земли, который образуется под влиянием факторов и процессов почвообразования. Состоит из генетических горизонтов, где происходит взаимодействие между твердой, жидкой, газообразной и живой фазой в результате протекающих элементарных физических, химических, физико-химических и биохимических процессов.

Почва является одним из компонентов биосферы – биокосным телом, образованным отмершим и породой. Материальная основа почвообразования – порода, вода, растительность, воздух. Между живыми существами и продуктами их распада существует взаимодействие с минеральной составляющей почвообразующих пород, водой и воздухом.

Основоположник современного научного почвоведения В.В. Докучаев сформулировал «понятие о почве как вполне самостоятельном естественно-историческом: теле, которое является продуктом совокупной деятельности а) грунта, б) климата, в) растительных и животных организмов, г) возраста страны, а отчасти и д) рельефа местности». Таким образом, В.В. Докучаев открыл почву как особое природное образование. Суть открытия В.В. Докучаева – установление почвы как функции всех факторов почвообразования – не сразу была оценена современниками.

Прежде всего, казалось странным, что почву, которую так долго изучали и еще большее время использовали в практических целях, – эту почву можно увидеть как-то иначе, чем рассматривали до сих пор. Если бы, речь шла об открытии новых , дополняющих уже известные, то это открытие было бы воспринято всеми с удовлетворением. Но В.В. Докучаев, оперируя преимущественно известными фактами, доказывал, что почва представляет собой совершенно особое образование, чего ранее не видели. Все факторы почвообразования, о которых говорил В.В. Докучаев, были известны. Их последовательно выдвигали различные ученые, но в качестве одного определяющего условия. Согласно мнению одних ученых, характер почвы определялся климатом; другие считали, что определяющим фактором будет состав исходной породы: третьи утверждали, что почва создается животными: четвертые всецело связывали образование почвы с растительностью. Поэтому многие, в том числе и крупные ученые, восприняли учение В.В. Докучаева как новый, «улучшенный» вариант одной из известных гипотез происхождения почвы – растительной, геологической или климатической. Например, известный климатолог А.И. Воейков принял учение В.В. Докучаева о почве за один из вариантов климатической гипотезы почвообразования.
В.В. Докучаев резко возражал против такого толкования его взглядов, подчеркивая, что возникновение почвы происходит в результате совместного действия всех факторов.

На своих лекциях о почвоведении он чрезвычайно образно говорил о значении почвы как производного всех факторов почвообразования: «В русской и иностранной литературе много спорили о том, какому из трех факторов: грунту, климату или организмам – придать наибольшее значение при рассмотрении вопроса об образовании почв. Одни стояли за первенство климатических причин, другие – за преобладание роли организмов, третьи приписывали наисущественнейшее значение материнской породе, грунту. Но я полагаю, что это праздные, ни к чему не ведущие догадки. Если бы, предположим, медик задался вопросом, что важнее для организма человека: вода, воздух или пища, то, без сомнения, такой вопрос все бы сочли праздным и бесполезным. И вода, и воздух, и пища одинаково необходимы, ибо без каждого из этих веществ в отдельности невозможно существовать, а потому поставленного выше вопроса и решать нечего. Точно так же совершенно бесполезно задаваться вопросом о том, какой именно из почвообразователей играл наиважнейшую роль в истории образования почвы. Каждый из них в отдельности одинаково важен».

Таким образом, Докучаев показал, что понятие о почве не-разрывно связано с диалектическим представлением о ее генезисе (образовании) в результате взаимодействия факторов почвообразования. Поэтому учение Докучаева о почве получило название генетического почвоведения.

Почва как природное тело - Почва - это природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов. По определению В. В. Докучаева, почва есть результат совокупной деятельности следующих факторов: материнской породы, растительных и животных организмов, климата, рельефа местности и возраста страны.

Специфическим свойством почвы, отличающим ее от материнской горной породы, является плодородие. Под плодородием понимают способность почв удовлетворять потребность растений в воде и питательных веществах, обеспечивать их корневую систему достаточным количеством воздуха и тепла для поддержания нормальной жизнедеятельности и создания урожая. Различают потенциальное (естественное) плодородие почвы, которое создается под влиянием естественных факторов почвообразования, и эффективное (искусственное) плодородие, приобретенное в процессе обработки, удобрений и мелиорации почвы, т. е. в результате производственной деятельности человека. Мерилом эффективного плодородия почвы является количество и качество получаемого урожая.

Процессы развития почв и почвенного покрова, как и процесс формирования их плодородия, тесно связаны с природными факторами почвообразования, а также с многообразной деятельностью человеческого общества, с развитием его производительных сил, экономических и социальных условий. Особая роль в почвообразовании принадлежит живым организмам. В процессе их жизнедеятельности в верхнем слое горной породы концентрируются органические и органоминеральные вещества, что создает условия для большего удержания влаги, повышения газообмена с атмосферой, поглощения лучистой энергии солнца и др.

Разнообразие почв в природе, географические закономерности их распределения обусловлены сочетанием различных факторов. В масштабах земного шара на отдельных его материках эти закономерности связаны с зональными изменениями климата и растительности в широтном направлении (север - юг). Различия в почвенном покрове небольших территорий обусловлены влиянием рельефа (возвышенности, долины и др.), состава и свойств пород на растительность и почвообразующие процессы.

Являясь продуктом и элементом ландшафта - особым природным, телом, почва выступает как важная среда в развитии природы земного шара. Благодаря своим особым качествам, и в частности плодородию, почва служит необходимым условием жизни наземных растений.

Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет условия почвообразования, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее режим и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение меняют режим увлажнения. Не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкование, гипсование). Следовательно, почва является не только предметом приложения труда, но в известной степени и продуктом этого труда.

Наука о происхождении и развитии почв, их составе, свойствах, закономерностях географического распространения и путях рационального использования называется почвоведением. Почвоведение изучает почву как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения и аккумуляции человеческого труда, а также в определенной степени как продукт этого труда.
читайте так-же

Свойства почв, их биопродуктивность и плодородие определяются в значительной степени качественным составом и относительным содержанием отдельных соединений. Однако полностью изучить вещественный состав почвы в настоящее время - задача трудная, хотя определенные успехи в данном направлении имеются. Например, относительно полно изучен состав минералов некоторых почв, идентифицированы некоторые органические соединения индивидуальной природы (сахара, аминокислоты, кислоты жирного ряда, витамины, ферменты и т. д.), собраны сведения о составе и свойствах минерально-органических соединений комплексной природы.[ ...]

Следует иметь в виду, что почвенные соединения диспергированы до молекулярного уровня, по-видимому, только в почвенных растворах. Поэтому основная часть процессов трансформации вещества и химических взаимодействий протекает при наличии в почвах жидкой фазы, т. е. при достаточном уровне влажности. Основная часть соединений твердой фазы почвы в различной степени агрегирована.[ ...]

Характерная черта любых почв - наличие в них сложной системы разнообразных минерально-гумусовых соединений, образование которых является глобальным следствием взаимодействия продуктов биологического происхождения с компонентами горных пород. Вещественный состав почв формируется в результате их длительного функционирования и эволюции. О значительном возрасте типичных почвенных соединений свидетельствуют результаты радиоуглеродного датирования почвенного гумуса (п-102- п-104 лет), являющегося составной частью минеральногумусовых веществ.[ ...]

Таким образом, характерная черта почвообразования - накопление специфических, характерных для всех типов почв соединений, входящих в состав твердой фазы. Часть этих соединений сложна по своей химической структуре, относительно стабильна и образует сложные надмолекулярные структуры (коллоидные, агрегатные, микроагре-гатные), которые имеют первостепенное значение в формировании морфологических признаков отдельных генетических горизонтов.[ ...]

Дифференциация состава, свойств и процессов в почвах ярко проявляется на агрегатном, горизонтном, профильном и ассоциативном уровнях. Например, дифференциация состава почвы на агрегатном и микро-агрегатном уровнях просматривается визуально при незначительном увеличении в шлифах под микроскопом (рис. 3). Преимущественное перемещение почвенной влаги по трещинам и межагрегатному пространству - пример локализации и дифференциации почвенных процессов (рис. 4).[ ...]

Важной чертой любого типа почвообразования является формирование почвенного профиля, также дифференцированного по составу, свойствам и процессам.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Схема биогеохимического круговорота, место в нем биологического круговорота. Вынос веществ в сферу геологического круговорота и поступление вещества в почву извне,

— верхний слой земной коры, отличающийся по составу, обладающий особым свойством — плодородием. Это обеспечивается за счет достаточно высокой температуры — почва прогревается солнцем, влажности, а также наличия органических и минеральных веществ, необходимых для роста растений. За плодородие почвы «отвечает» гумус — смесь органических веществ, который образуется из перегнивающих растений и животных под действием микроорганизмов, тепла и влаги.

На формирование почвы влияют различные факторы:

1. Свойства породы, являющейся основой для формирования почвы.
2. , определяющий температуру и влажность, а также влияние ветра.
3. Растительный и животный мир, благодаря которому почва рыхлится, а также происходит круговорот вещества: органические и минеральные питательные вещества вытягиваются растениями, а затем возвращаются в почву вместе с отпадающими листьями, погибшими растениями и животными.

Выделяют следующие типы почв: тундрово-глеевые, подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, буроземы и сероземы, ферраллитные, красно-желтые почвы пустынь.

Тундрово-глеевые почвы формируются в холодном климате. Среднегодовые температуры низкие, образуются зоны , увлажненность достаточно высокая, а органических веществ мало.

Подзолистые почвы формируются под хвойными и — тайгой в умеренном климате. Увлажненность почв достаточно высока, и органические вещества вымываются в нижние слои почвы, верхний слой почвы похож на золу, отсюда и название. Поскольку листья ежегодно не опадают, пополнение органикой происходит медленно, поэтому подзолистые почвы не очень плодородны.

Серые лесные почвы формируются под лиственными лесами умеренного пояса. Увлажненность достаточно высока, но почва быстрее пополняется органическими веществами, благодаря этому ее плодородность выше, чем у подзолистой.

— наиболее плодородные почвы, они формируются в зоне лесостепей и степей, где климат достаточно теплый, а увлажнение умеренное. Обилие трав и мелких растений обеспечивает большое количество органики, а благодаря отсутствию крупных растений питательные вещества не вытягиваются, а накапливаются в почве. Такие почвы активно используются для сельского хозяйства.

Красные и каштановые почвы формируются в зоне степей с недостаточным увлажнением, здесь меньше растений, из-за этого меньше органических веществ поступает в почву. Тем не менее, при искусственном орошении эти почвы становятся достаточно плодородными.

Буроземы и сероземы формируются в и пустынь. Они бедны органическими веществами из-за ограниченной . В то же время эти почвы богаты минеральными веществами, часто засолены.

Ферраллитные почвы формируются в тропических лесах с избыточным увлажнением и очень быстрым круговоротов веществ. Благодаря бурной растительности почва быстро пополняется органическими веществами, но также быстро вещества вытягиваются из нее, поэтому плодородный слой не формируется. Ферраллитные почвы богаты минеральными веществами.

Мелиорация

— улучшение почвы. Два основных способа улучшения почвы орошение и удобрение.

Орошение применяется в тех случаях, когда почвы богаты органическими веществами, но недостаточно увлажняются в течение года. Кроме того, некоторые сельскохозяйственные культуры требуют более активного орошения.

Удобрение почвы — внесение в нее органических или минеральных веществ. Обычно химическим путем определяется, каких именно веществ недостаточно, а затем вносится соответствующее удобрение.

Населенный организмами, содержащий органическое вещество и обладающий плодородием. Это один из важных компонентов любого природного комплекса.

Плодородие- это способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания и воде и обеспечивать урожай, благодаря совокупности определенных физических, химических и биологических свойств.

Плодородие - это важнейшее свойство почвы. Оно во многом зависит от наличия в ней органического вещества -гумуса. Гумус образован разложившимися остатками отмерших растений и животных. Толщина этого слоя в почве различна: от 5 см в тундре до 1,8 м у степных чернозёмов Юга России.

Почва - природное тело, однако в процессе ее возделывания и окультуривания она становится продуктом труда.

Человек в известной степени может влиять на естественное плодородие. Почвы, измененные хозяйственной деятельностью, направленной на повышение их плодородия, называются окультуренными (от лат. cultura - обработка, уход). Привнося питательные вещества, улучшая структуру и состав почвы, активизируя биологическую деятельность микроорганизмов и т. п., человек научился придавать почве новые свойства, необходимые для возделывания тех или иных культур. При введении научно обоснованных севооборотов и систем обработки почвы, отвечающих местным условиям, применении органических и минеральных удобрений, создании на полях специальных лесополос для сохранения влаги и защиты от водной и ветровой эрозии плодородие почвы можно не только сохранить, но и повысить.

Основоположник учения о почве В.В.Докучаев опубликовал в 1883 г. книгу «Русский чернозем», в которой не только раскрыл происхождение черноземов, их свойства и географию, но и показал, что почва - особое естественно-историческое тело, образовавшееся в результате совокупной деятельности 5 факторов почвообразования: материнской породы, растительных и животных организмов, климата, рельефа местности и возраста почвы. Таким образом, он сформулировал закон зональности почв.

Там, где осадков выпадает мало и растительность скудная, почвенный слой тонкий и содержит мало гумуса. Наоборот, в местах с достаточным количеством тепла, осадков и богатой, травянистой растительностью образуются более мощные плодородные почвы. Поэтому почвы на Земном шаре закономерно изменяются от экватора к полюсам (см. карту атласа).

Почвы экваториальных лесов формируются в условиях влажного и жаркого климата. Материнские породы (основа, на которой формируется почвенный слой) богаты соединениями железа, а поэтому имеют красный цвет. Почвы, образующиеся на этих породах, приобретают также красноватый оттенок. Так как почвы экваториальных лесов богаты железом и алюминием, их называют красно-желтыми ферралитными.

В саванне из-за недостатка влаги жизнедеятельность микроорганизмов замедляется и растительный опад богатого растительного покрова разлагается не полностью. Поэтому в почве накапливается перегной. Здесь образуются красно-бурые почвы.

В степях умеренного пояса в условиях жаркого и сухого лета, сухой и сравнительно холодной зимы преобладают плодородные черноземы.

В зоне тайги преобладают подзолистые почвы. Они образуются в условиях влажного и прохладного лета; из-за низких температур незначительный растительный опад медленно разлагается и дает небольшое количество гумуса. Под ним лежит белесый слой с нерастворимыми частицами породы, по цвету напоминающий золу. За цвет этого горизонта такие почвы названы подзолистыми.

В образовании дерново-подзолистых почвомешанных лесовучаствует не только древесная растительность, но и травяная.

Серые лесные почвы под широколиственными лесами содержат больше гумуса, чем почвы тайги и смешанных лесов. Ведущий почвообразовательный процесс в серых лесных почвах - гумусонакопление.

В тундре в условиях холодного лета и многолетней мерзлоты образуются тундрово-глеевые почвы, в которых растительные остатки разлагаются медленно. К тому же слой вечной мерзлоты препятствует просачиванию влаги, что ведет к заболачиванию почв.

Итак, на формирование почвы влияют многие факторы:

Свойства материнской породы, которые определяют физические свойства почвы и изначальное содержание в ней питательных элементов;
- климат (влияет на характер выветривания горных пород, на интенсивность процессов почвообразования, характер растительности и животного мира);
- растительность (определяет количество и состав растительного опада, который потом превращается в гумус; извлекает питательные элементы из почвы, рыхлит ее, предотвращает почвы от поверхностного смыва и эрозии);
- животные и микроорганизмы (влияют на разложение опада и формирование гумуса, рыхлят почву).

В результате процесса почвообразования происходит разделение почвенной толщи на горизонты.

Почвенные горизонты - слои почвы, различающиеся по цвету, составу, плотности и другим свойствам.

Гумусовый горизонт (или горизонт накопления) пронизан корнями, отмершими наземными и подземными частями растений, в нем много микроорганизмов, червей, личинок, насекомых. Здесь происходит накопление органического вещества и образование гумуса (перегноя). Присутствует во всех почвах, но его мощность и содержание гумуса различны. Количество перегноя уменьшается сверху вниз, из-за этого меняется цвет горизонта: становится светлее с глубиной (рис. 25).

Горизонт вымывания формируется в почвах в условиях большого количества осадков . Просачивающаяся сверху вода выносит из почвенного горизонта частички гумуса, оксиды железа и др. Горизонт обычно светло-серый, напоминающий золу; беден питательными веществами.

Горизонт вмывания - это горизонт, в котором накапливаются вещества, вынесенные из верхних горизонтов - оксиды железа, глинистые частицы и др.; обычно окрашен в бурый цвет, в лесах и лесостепи часто белесый из-за высокого содержания кальцита.

Ниже почвенных горизонтов располагается материнская порода, слабо затронутая процессом почвообразования. Почвенные горизонты в совокупности образуют т. н. почвенный профиль - вертикальный разрез почвы от поверхности до материнской породы. Каждому типу почв соответствует свой почвенный профиль.

Плодородие почвы существенно меняется в процессе эксплуатации и напрямую зависит от правильной организации севооборотов, применения удобрений, систем мелиорации, охраны почв от эрозии и засоления. Главная проблема мирового земельного фонда - это проблема деградации с/х земель. Под деградацией понимают истощение почвенного плодородия, эрозию почв, их загрязнение, снижение биологической продуктивности пастбищ, засоление и заболачивание орошаемых площадей, а также отчуждение земель для нужд жилищного, промышленного и транспортного строительства.

Одной из основных причин деградации почв является эрозия почв, т. е. разрушение почв водой и ветром (от 25 до 30 % пахотных земель). В зависимости от факторов, вызывающих эрозию почв, различают водную и ветровую эрозию. Мерами борьбы с водной эрозией являются в первую очередь правильная система севооборотов, создание защитных лесных насаждений и гидротехнических сооружений. При землеустройстве проектируют небольшие поля, вытянутые поперек склона, кроме того, проводят снегозадержание, вспашку с почвоуглублением и другие противоэрозионные мероприятия. Для борьбы с ветровой эрозией распашку земель проводят перпендикулярно господствующим ветрам, применяют безотвальную обработку почвы, сажают лесозащитные полосы.

Среди антропогенных причин деградации почв назовем в первую очередь вырубку лесов, неограниченный выпас скота, распространение монокультур. Важное место в системе охраны земельных ресурсов занимает рекультивация (восстановление) земель, нарушенных хозяйственной деятельностью человека. Это земли, нарушенные вследствие добычи торфа, разработки открытым способом полезных ископаемых, ирригационного строительства и т.д.

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. - М.:Айрис-пресс, 2010. - 368с.:ил.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки