Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Географический факультет

Кафедра почвоведения и ЗИС

Специальность «География»

Факторы почвообразования и почвенный покров лесной зоны бореального пояса

(курсовая работа)

Минск

Содержание

Введение

Глава 1. Факторы почвообразования: климат, рельеф, почвообразующие породы, биологический, антропогенный

Глава 2. Почвенный покров. Типы почв, распространение, процессы и свойства

Глава 3. Проблемы использования и охрана почв.

Заключение

Список использованных источников

Введение

Почва -- природный ресурс, которым человечество пользуется уже не одну тысячу лет. Однако, почвенные богатства -- исчерпаемы. И в современном мире с постоянно растущим населением, проблемой голода и неэффективным землепользованием, встает проблема расширения пахотных угодий, их продвижения на север. Однако, северные почвы очень чувствительны к техногенному воздействию, они легко разрушаются, а восстанавливаются сотнями лет. В северном полушарии выделяется бореальный пояс, который включает в себя огромные территории с холодным климатом, а значит почвы здесь могут использоваться ограниченно в сельском хозяйстве, либо имеют недостаточно высокое плодородие. Для их полноценного включения в сельскохозяйственное использование требуется интенсификация земледелия, которая невозможна без детального изучения почвенного покрова пояса. Поэтому темой моей курсовой работы была выбрана: факторы почвообразования и почвенный покров бореального пояса. Основной целью работы является рассмотрение формировании и особенностей почвенного покрова бореального пояса. Для раскрытия данной цели поставлены следующие задачи:

· Рассмотреть факторы почвообразования в бореальном поясе;

· Изучить почвообразовательные процессы, наблюдаемые в бореальном поясе;

· Детально рассмотреть основные типы почв данного пояса;

· Выявить экологические проблемы почвенного покрова бореального пояса;

· Рассмотреть меры по охране почвенного покрова, применяемые к почвам бореального пояса.

Для решения поставленных задач использовались литературный, исторический, картографический, аналитический и другие методы научного познания.

Глава 1. Факторы почвообразования: климат, рельеф, почвообразующие породы, биологический, антропогенный

Бореальный пояс - это крупнейшая непрерывная наземная система на Земле, покрывающая около 14% территории суши, пригодной для произрастания растений. Бореальный пояс на территории Евразии занимает 11 212,5 тыс. км2, почвы этого пояса покрывают значительную часть территории Северной Канады и севера США (рис.1). На территории России и Беларуси он включает Западную лугово-степную, Центральную таежно-лесную, Восточно-Сибирскую мерзлотно-таежную и Дальневосточную таежно-лугово-лесную области [7].

Рис. 1. Бореальный пояс [3]

Для бореального пояса выделяются две зоны: таежно-лесная и лесостепная. Ниже рассмотрены факторы почвообразования в них.

Большую часть Бореального пояса, 52% территории СНГ (около 1150 млн га), занимает таежно-лесная зона, которая на севере граничит с тундрой, на юге -- с лесостепной зоной. Она делится на три подзоны: северной тайги с глееподзолистыми, средней тайги -- с подзолистыми и южной -- с дерново-подзолистыми почвами. В подзону южной тайги входит территория Беларуси [13].

Природные условия зоны в разных ее частях разнообразны, что объясняется широтно-зональной изменчивостью климата, сменой почвообразующих пород и форм рельефа, определяющих характер растительного покрова и разнообразие почв.

Климат зоны умеренно холодный, отличается континентальностью в районах Западной и Восточной Сибири, муссонным характером на Дальнем Востоке. На западе зоны, в том числе на территории Беларуси, основным климатообразующим фактором является влияние Атлантического океана. Средняя годовая температура воздуха изменяется от +7,4 °С на западе Беларуси до -3,0…-7,8 °С в Западной, до -7,0…-16 °С в Восточной Сибири и до +7,5 °С на Дальнем Востоке.

Сумма активных температур (> 10 °С) колеблется от 400 до 2600 °С, продолжительность вегетационного периода составляет 76-230 дней, осадков за год выпадает 350-850 мм.

На территории Беларуси сумма активных температур колеблется от 2000 до 2700 °С, годовая сумма осадков составляет 540-700 мм, продолжительность теплого периода (температура выше 0 °С) на юго-западе -- 250-260, на северо-востоке -- 220-230 дней. Около 70% осадков выпадает в теплое время года, коэффициент увлажнения в зоне в целом и на Беларуси изменяется в интервале 1,1-1,33, что обеспечивает промывной тип водного режима, за исключением многих районов Восточной Сибири, которые характеризуются недостаточным увлажнением и, кроме промывного, мерзлотным водным режимом [18].

Среди почвообразующих пород наиболее распространены ледниковые (карбонатные и бескарбонатные моренные суглинки) и водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения, которые на Беларуси представлены песками, супесями и реже суглинками. Кроме них, часть ее территории занимают лессы, лессовидные суглинки и органогенные отложения в виде торфа.

В северо-западных районах зоны встречаются ленточные глины, в поймах больших и малых рек -- современные аллювиальные отложения и древнеаллювиальные отложения на территории древних речных трасс.

Европейская часть зоны расположена в пределах Русской равнины, западную часть которой занимает Беларусь. Свыше 60% ее площади составляют низменности (сама большая -- Полесская), 30% приходится на возвышенные холмы и около 10% -- на платообразные равнины. Средняя высота ее поверхности над уровнем моря около 160 м.

Западносибирская часть расположена в пределах Западно-Сибирской низменности, а восточнее р. Енисея располагаются Среднесибирское плоскогорье и горные системы Восточной Сибири и Дальнего Востока. Горные хребты чередуются с равнинами и низменностями, сложенными четвертичными и третичными суглинками и песчаными отложениями. На склонах облесенных гор залегают кислые плотные породы со сложным щебнистым элювием.

Преобладающий тип растительности -- леса. Подзона северной тайги содержит изреженные хвойные и хвойно-лиственные леса, под пологом которых развиваются мхи и болотная растительность. Продуктивность биоценоза -- 30 ц/га в год.

В подзоне средней части преобладают темнохвойные леса, под пологом которых развивается мощный моховой покров, травянистая растительность сильно изрежена. Обширные территории заняты болотами, на песчаных породах формируются боры-беломошники. Продуктивность биоценоза -- 30-50 ц/га в год [6].

Подзона южной тайги в европейской части (в том числе Беларуси) представлена хвойными лесами с примесью широколиственных пород (береза, осина, дуб, ясень, клен). Хорошо развит травянистый покров. В Западной Сибири она представлена лиственными лесами. На Дальнем Востоке встречаются темнохвойные и светлохвойные и широколиственные леса. Продуктивность биоценоза -- 80-100 ц/га [15].

Разнообразие природных условий обусловливает пестроту почвенного покрова. Общими для почв зоны являются переувлажнение, кислая реакция, обогащенность полутораоксидами, низкое содержание гумуса. Преобладающие элементарные почвообразовательные процессы (ЭПП), влияющие на почвенный покров, -- гумусообразование, оподзоливание, лессиваэ, болотный, а в Восточной Сибири, кроме того, мерзлотные процессы [7].

Подзолистый процесс в чистом виде развивается под пологом хвойного леса с бедной травянистой растительностью в условиях влажного климата при промывном типе водного режима на бескарбонатных породах. Древесные и растительные остатки накапливаются на поверхности почвы, они бедны азотом и кальцием, зато содержат труднорастворимые соединения, такие как лигнин, смолы, дубильные вещества. Разложение этих остатков осуществляется в основном грибной микрофлорой, что обуславливает накопление в составе гумуса фульвокислот, а в почве -- низкомолекулярных органических кислот (муравьиной, уксусной, лимонной и др.), хорошо растворимых в воде. Под влиянием органических кислот, особенно фульвокислот, в верхней части профиля первичные и вторичные минералы разрушаются и продукты разрушения выносятся в нижележащие горизонты и грунтовые воды. В результате под лесной подстилкой образуется подзолистый горизонт светло-серого и белесого цвета, обогащенный кремнеземом вследствие выноса оксидов железа, алюминия, марганца, обедненный элементами питания и илистой фракцией, имеет кислую реакцию. Под ним образуется горизонт вмывания, в котором одна часть продуктов закрепляется, а другая выносится за пределы почвенного профиля. Иногда в иллювиальном горизонте накапливаются гумусовые вещества, тогда такие почвы называются подзолистыми иллювиально-гумусовыми. Типичным представителями такого типа почвообразования являются подзолистые почвы таежно-лесной зоны. Под широколиственными лесами и на карбонатных породах подзолистый процесс проявляется менее интенсивно.

Лессиваж также связан с оподзоливанием почвы. Это сложный процесс, включающий механическое проливание, комплекс физико-химических явлений, вызывающий диспергирование илистых частиц и перемещение их с нисходящим током воды под защитой подвижных органических веществ, комплексирование и вынос железа. Процесс проистекает под лиственными лесами при участии менее кислого гумуса и сопровождается передвижением илистых частиц из верхних горизонтов в нижние без разрушения. Развитие лессиважа усиливает слабокислая и близкая к нейтральной реакция среды.

Болотный процесс развивается под вилянием болотной растительности (моховой и осоковой) в условиях постоянного избыточного увлажнения, создаваемого грунтовыми или поверхностными водами. В таких условиях развиваются два почвообразовательных процесса -- оглеение и торфообразование.

Оглеение -- сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий при переувлажнении почв в анаэробных условиях при непременном наличии органического вещества и участии анаэробных микроорганизмов. Впервые на биохимическую природу оглеения указал Г.Н. Высоцкий, введя в 1905 г. термины «глей» и «глееобразование». Главную роль в процессе оглеения играет превращение элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, N). Значительным превращениям подвергаются соединения фосфора, которые сопровождаются накоплением фосфатов закиси железа типа вививанита, а при смене восстановительных условий на окислительные - накоплением труднорастворимых фосфатов оксида железа. Превращение азота сопровождается его потерями в результате развития денитрификации, продуктами восстановления серы являются H2S и FeS, а восстановление марганца сопровождается образованием его подвижных соединений. Наиболее характерная особенности процесса оглеения -- восстановление оксида железа в закисную форму. При этом образуется сначала двууглекислое железо Fe(HCO3)2, хорошо растворимое в воде, которое при смене условий на окислительные переходит в гидроксид железа:

4Fe(HCO3)2 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3 + 8CO2

Гидроксид железа обнаруживается в виде ржавых и охристых пятен, примазок, ортзандов и других образований, проявляющихся при смене окислительно-восстановительных реакций. В условиях устойчивого анаэробиоза закисные формы железа взаимодействуют с первичными и вторичными минералами, образуя вторичные алюмоферрисиликаты с сизоватой, голубоватой, грязно-зеленоватой окраской. Если последние придают характерную сплошную окраску всему горизонту, то такие горизонты и почвы называются глеевыми, если же в профиле появляются только отдельные сизовато-голубоватые пятна, то такие горизонты и почвы называются глееватыми. При оглеении почвы обедняются железом, марганцом и алюминием и обогащаются кремнекислотой. Это обусловлено образованием активных веществ кислой природы, которые и вызывают миграцию Fe, Mn и Al.

При сочетании временного избыточного поверхностного увлажнения с нисходящим током воды процессы миграции усиливаются, возникает эллювиально-глеевый процесс, обусловливающий формирование глееэлювиальных или псевдоглеевых горизонтов в глееподзолистых, солодях и других типах почв. На суглинистых породах процесс поверхностного оглеения сочетается с оподзоливанием и лессиважем, что способствует образованию эллювиально-иллювиального профиля подзолистых почв. Совокупность этих процессов И.П. Герасимов назвал псевдооподзоливанием, а почвы -- псевдоподзолистыми [2].

Торфообразование -- накопление в условиях избыточного увлажнения на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков в результате замедленной их гумификации и минерализации, ведущее к образованию поверхностных горизонтов торфа различной степени разложения и мощности, которая может достигать 10 м и более. Торфообразование -- биохимический процесс, в котором участвуют многочисленные группы микроорганизмов: вначале -- грибы и неспороносные бактерии, затем спороносные. Их деятельность динамична, зависит от смены условий анаэробных на аэробные и наоборот, что резко тормозит разложение органических остатков и вовлечение зольных элементов и азота в биологический круговорот. Поэтому возникает относительный недостаток элементов питания для растений, который является причиной развития определенных групп болотной растительности.

Наиболее распространенными растениями из травянистых являются осоки (Carex L.), пушицы (Eyrophorium L.), камыш (Scirpus L.), тростник (Phragmites communis Trin.), рогоз (Typha L.), хвощовые (Equistaceae) и другие, среди полукустарниковых и древесных -- багульник (Ledum palustre L.), ива (Salix L.), береза (Betula L.), ольха черная (Alnus glutinosa (L.) Hieb) и серая (A. incana (L.) Willid) и др. Особенно большую роль в торфообразовании играют гипновые зеленые мхи (Bryales), с которых начинается заболачивание подзолистых почв на водоразделах, кукушкин лен (Polytrichum commune L.) и белые сфагновые мхи (Sphagnales), образующие фазу сфагнового болота.

Типичными представителями почв, сформировавшихся в результате болотного процесса на территории Республики Беларусь, являются дерновые и дерново-подзолистые заболоченные, болотно-подзолистые, торфяно-болотные низинные и верховые, аллювиальные болотные и пойменные [1].

Лесостепная зона характеризуется чередованием степных и лесных участков. Распахана почти на 85%. Зональными почвами лесостепи являются серые лесные почвы.

В лесостепной зоне климат благоприятен практически для всех основных сельскохозяйственных культур, травянистой и деревянистой растительности.

Характер увлажнения переходный от влажного к засушливому, тип водного режима -- периодически промывной. В целом климат относится к умеренно-континентальному, с прохладным влажным летом в северной и восточной части и теплым на юге.

Почвообразующие породы большинства территорий провинций представлены лессами, лессовидными и покровными суглинками, местами мореной (Среднерусская провинция), элювиально-делювиальными отложениями (Приуралье), глинами (Западно-Сибирская провинция).

Особенностью почвообразующих пород являются их карбонатность и благоприятные агрофизические свойства, что определяет высокие агрономические свойства серых лесных почв [7].

Представлена сочетаниями травянистых лесов с безлесными участками луговых степей. Лесные массивы приурочены к повышенным территориям, сложенными легкими породами. Это буковые, дубово-грабовые леса, березово-осиновые и сосново-березовые с примесью лиственницы. Местами леса образуют крупные массивы. Основные площади распаханы и освоены под земледелие.

Большое значение как фактор почвообразования в лесостепи имеет животный мир: грызуны, черви, муравьи [6].

Таким образом, бореальный пояс имеет пестрый почвенный покров, что связано с его большой площадью на двух материках. Это является причиной наличия здесь различных почвообразующих процессов. Что приводит к формированию целого комплекса разных типов почв. Эти типы описаны в следующей главе.

Глава 2. Почвенный покров. Типы почв, их распространение, состав, свойства

В предыдущей главе были изложены факторы почвообразования в бореальном поясе. Соотношение этих факторов стало основой для формирования почвенного покрова в данной местности. На рисунке (приложение 1) отображена почвенная карта бореального пояса.

Из этой карты видно, что бореальный климатический пояс имеет пестрый почвенный покров. Наиболее распространен здесь подзолистый тип почв. Так же представлены дерново-подзолистые, торфяно-болотные, серые лесные и бурые лесные типы почв.

Подзолистые почвы -- тип кислых почв. Формируется в результате процесса подзолообразования, при трансформации материнской породы под влиянием кислотного гидролиза, выносе ила, двух- и трёхвалентных металлов из верхних элювиальных горизонтов почвенного профиля в иллювиальные (вследствие миграции органо-минеральных соединений и лессиважа) и относительном накоплении в них кремнезёма (рис. 2).

Рис. 2. Почвенный профиль -- подзолистая почва [19]

По современным представлениям, генезис подзолистых почв связан со следующими биоклиматическими и биогеохимическими условиями:

· обедненность растительного опада азотом и зольными элементами;

· пониженные температуры и промывной водный режим;

· замедленность микробной деятельности, преобладание грибного кислотообразующего разложения;

· консервация лесного опада в виде подстилки, образование в ней и вымывание вниз по профилю водорастворимых фульвокислот и простых органических кислот [12].

Подзолообразование протекает на породах любого гранулометрического (механического) состава в том случае, если поверхностные почвенные горизонты периодически избыточно увлажняются, имеют кислую реакцию и промывной водный режим. Подзолы впервые были описаны В. В. Докучаевым (1879) в Смоленской губернии. Характеризуются кислой реакцией, дифференцированным почвенным профилем, обеднением верхних горизонтов илом и трёхвалентными металлами, относительным обогащением их кремнезёмом; малой мощностью элювиально-гумусового горизонта или даже его отсутствием (в составе гумуса фульвокислоты преобладают над гуминовыми). В профиле подзолистых почв выделяют горизонты: А0 (лесная подстилка) -- мощность 1-10 см; А1(элювиально-гумусовый) -- 1-20 см, серого цвета, порошковидной структуры, рыхлого сложения, содержит 1-6% гумуса; A2 (подзолистый) -- 2-20 см (иногда больше), светло-серого (почти белёсого) цвета, листоватой структуры, рыхлого сложения, суглинистые и глинистые подзолистые почвы содержат орштейновые зёрна; В (иллювиальный) -- 10-50 см, плотный и более тяжёлый по механическому составу, чем верхние горизонты, бурого цвета, с крупномногогранной, реже призматической структурой; С (материнская порода) (рис 2) [16].

В лесной зоне (Северная Европа, Сибирь, Дальний Восток, Центральная и Южная Канада, северо-восток. США) подзолистые почвы представлены подтипами: глееподзолистые, подзолистые, дерново-подзолистые и дерново-палево-подзолистые. Возможны межзональные вкрапления этих подтипов, связанные с локальными особенностями почвообразования.

Неокультуренные подзолистые почвы малоплодородны, так как содержат 1-2% фульватного гумуса в горизонте А1 и часто лишь его следы в горизонте А2. Они имеют кислую реакцию (рНКСl 4,0-4,5), низкую ёмкость поглощения (от 2,4 до 12-17 мг-экв/100 г почвы), степень насыщенности основаниями меньше 50%, низкую обеспеченность элементами питания растений, неблагоприятные физические свойства [11].

В лесных зонах к подзолистым почвам приурочены основные площади земель сельско-хозяйственного и лесохозяйственного использования. Территории с суглинистыми и глинистыми подзолами относительно обеспечены влагой, наиболее глубокий дефицит влаги наблюдается в почвах лёгкого гранулометрического состава и в засуху.

Для вовлечения подзолистых почв в сельскохозяйственное использование необходимо известкование, внесение больших доз органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима, создание мощного пахотного слоя. Эти мероприятия сопровождаются коренными изменениями всех почвенных режимов, а также и морфологических признаков, результатом чего становятся культурные подзолистые почвы. Эти почвы эффективно используются в лесохозяйственных целях, для возделывания сельскохозяйственных культур [10].

Дерново-подзолистые почвы -- подтип подзолистых почв. Они формируются под совместным или поочередным воздействием дернового и подзолистого процессов почвообразования. Они широко распространены в южной части бореальной зоны под пологом смешанных лесов с травянистым и травянисто-моховым покровом, на суходольных лугах, где дерновый процесс может сменить подзолистый в результате сведения леса и появления луговой растительности, а также на используемых в сельскохозяйственном производстве угодьях (под пашней, сенокосом, выгоном) [1].

Дерново-подзолистые почвы под природной растительностью имеют следующее строение:

А0 -- лесная подстилка, или дернина (Аd), мощность 3-5 см;

A1 -- гумусово-элювиальный (дерновый) горизонт светло-серого цвета, с непрочной комковатой структурой, мощность больше 5 см (до 15-20 см);

А2 -- подзолистый, или элювиальный, горизонт белесый, бесструктурный или пластинчатой структуры;

А2В -- переходный горизонт буровато-белесый, встречаются языки горизонта А2, непрочной комковато-мелкоореховатой структуры, мощность 10-20 см;

В -- иллювиальный горизонт бурый или коричневато-бурый, плотный, глыбистой или ореховатой структуры. Он постепенно переходит в материнскую породу -- горизонт С. Строение почвенного профиля изображено на рисунке 3

Рис. 3. Почвенный профиль -- дерново-подзолистая почва [19]

Таким образом, для дерново-подзолистых почв характерны резкое расчленение профиля на генетические горизонты, наличие в верхней части гумусо-элювиального горизонта (образовавшегося в результате дернового процесса) и нижерасположенного подзолистого горизонта (сформировавшегося под влиянием подзолообразовательного процесса).

Дерново-подзолистые почвы характеризуются малой мощностью дернового горизонта, обедненностью верхней части профиля (горизонты А1 и А2) полуторными окислами и относительным обогащением кремнеземом, уплотненностью иллювиального горизонта, кислой и сильнокислой реакцией (рН солевой вытяжки 3,3-5,5). В составе поглощенных катионов имеются Са, Mg, Н и А1, причем на долю Н и А1 приходится значительная часть, поэтому верхние горизонты не насыщены основаниями (насыщенность основаниями редко превышает 50%). Обменные основания представлены в основном кальцием, меньше магнием. Эти почвы бедны азотом и фосфором. Но по сравнению с подзолистыми почвами верхний слой богаче гумусом, обладает большей влагоемкостью, нередко хорошо выраженной структурой. При распашке и введении в культуру они более плодородны, чем подзолистые почвы [11].

Торфяно-болотные почвы почти полностью состоят из полуразложившегося органического вещества, а не минеральных частиц, как дерново-подзолистые. Торфяные почвы подразделяют на низинные, верховые и переходные. Низинные торфяно-болотные почвы образуются в низинах и вокруг озер, в долинах рек. Водами поверхностного стока и грунтовыми в эти места наносится большое количество минеральных веществ, извести. Поэтому низинные торфяники богаты питательными веществами и имеют нейтральную или слабокислую реакцию почвенного раствора. При систематическом внесении фосфорно-калийных удобрений такие почвы можно быстро и хорошо освоить и использовать под любые овощные, цветочные культуры и даже под сад. На рисунке 4 отражен почвенный профиль торфяно-болотной почвы.



Рис. 4. Почвенный профиль -- торфяно-болотная почва [19]

Исходя из этого рисунка, почвенный профиль имеет следующее строение:

Т -- торфяной горизонт мощностью 20-100 см и более, бурый, буровато-темно-серый, темно-бурый или коричнево-бурый; в верхней части густо переплетен корнями растений; степень разложения невысокая, ниже увеличивается, и горизонт приобретает черты перегнойно-торфяного; горизонт делится на несколько подгоризонтов в зависимости от степени разложения растительных остатков; торф нижних горизонтов, как правило слаборазложившийся, светло-желтый или желто-бурый, быстро темнеет на воздухе;

А1 -- гумусовый оглеенный горизонт, грязно-серый или сизовато-темно-серый, насыщен водой, по ходам корней много ржавых полос, пятен и примазок;

G -- минеральный глеевый горизонт, сизый, голубовато-сизо-серый, мокрый, вязкий [20].

Торфяные болотные низинные почвы имеют слабокислую или нейтральную реакцию среды (pHKCl 5,0-6,5), высокую зольность (более 10%). При высоком содержании валового азота (1,6-3,8%) бедны его подвижными формами, а также бедны подвижными формами калия и фосфора. Почвы слабо насыщены основаниями при довольно высокой емкости обмена, достигающей 100-200 мг-экв на 100 г почвы.

Верховые торфяники формируются на повышенных местах в основном за счет разложения сфагновых мхов, которые не требовательны к минеральному питанию.

Такая растительность разлагается слабо. Поэтому зольность таких торфяников низкая (2-4%), запас в них питательных элементов незначительный. Верховой торф является только хорошим компонентом для почвенного грунта теплиц или других приспособлений защищенного грунта.

Эту почву надо тщательно перекапывать, удобрять перегноем, навозом и другими органическими и минеральными удобрениями, известковать.

Торфяно-болотные почвы переходного типа являются промежуточными между низинными и верховыми. Возвышенные части их покрыты той же растительностью, что и верховых торфяников (сфагновыми мхами), а пониженные -- растительностью, типичной для низинных болот. Освоение переходных торфяников, выравнивание их плодородия, так же как и верховых, требует много усилий и времени.

Торфяно-болотные почвы в отличие от дерново-подзолистых состоят в основном из органического вещества. Они содержат много азота, но он часто находится в малодоступной для растений форме. Чтобы способствовать переводу азота в усвояемые формы, необходимо усилить жизнедеятельность микроорганизмов, внося в почву навоз, навозную жижу, микробиологические препараты АМБ. Торфяники бедны калием и фосфором, поэтому дозы этих удобрений должны быть выше, чем на минеральных почвах. Однако встречается такая их разновидность, как торфовивианитовые почвы. В них содержание фосфора, напротив, велико, но он находится в составе соединений, недоступных для растений. Торфяно-болотные почвы также характеризуются хорошей воздухо- и водопроницаемостью, но зачастую излишним содержанием влаги. Торфянистые почвы медленно прогреваются, так как торф плохо проводит тепло. Поскольку структурно торфяные почвы представляют собой некое подобие губки, легко впитывающей, но и легко отдающей воду, следует улучшать их структурный состав, повышая содержание твердых частиц [22].

Бурые лесные почвы распространены в Закарпатской провинции Западной буроземно-лесной области и Уссурийско-Ханкайской и Зейско-Бурейнской провинциях Восточной буроземно-лесной области. Бурые лесные почвы вместе с бурыми лесными оподзоленными почвами и луговыми темными черноземовидными почвами амурских «прерий» занимают площадь около 45 млн. га.

Бурые лесные почвы в Закарпатской провинции формируются на красноцветных и пестроцветных суглинисто-щебнистых аллювиальных, аллювиально-делювиальных и пролювиальных отложениях полого-увалистых предгорных равнин под широколиственными лесами -- буково-дубовыми, буково-грабовыми, дубовыми и дубово-ясеневыми [15].

Бурые лесные почвы Восточной буроземно-лесной области распространены на обширных межгорных и предгорных слаборасчлененных равнинах, преимущественно на суглинистых и глинистых аллювиальных, элювиально-делювиальных и аллювиальных отложениях, под хвойно-широколиственными лесами, состоящими из саянской ели, пихты, кедра, дуба, клена, липы [6].

Специфические гидротермические условия определяют характерные процессы почвообразования бурых лесных почв. Одним из основных процессов буроземообразования является процесс оглинения почвенного профиля, т. е. процесс образования и накопления вторичных глинистых минералов, представленных алюмо- и ферросиликатами и свободными гидратами окислов железа. Вторичные глинистые минералы формируются на месте из первичных минералов в результате биохимических и химических реакций, а также в результате вторичного синтеза из продуктов минерализации растительных остатков.

Кроме того, в процессе формирования бурых лесных почв происходит вынос из почвенного профиля легкоподвижных продуктов выветривания и почвообразования в виде органических, органо-минеральных и минеральных соединений. Большое значение для образования бурых лесных почв имеет богатый зольными элементами опад, ежегодно в больших количествах поступающий на поверхность почвы и возвращающий в почву в процессе разложения большое количество зольных элементов, в том числе различных оснований [9].

Морфологические профили слабо дифференцированы и состоят из следующих генетических горизонтов:

А0 -- лесная подстилка мощностью 0,5-5,0 см, состоящая из опада -- листьев, хвои и древесных остатков (в распаханных почвах отсутствует);

A0A1 -- грубогумусный перегнойный горизонт, темно-серый, рыхлый (в распаханных почвах отсутствует);

А1 -- гумусовый горизонт мощностью 10-20 см, темновато-бурый или серовато-бурый, рыхло-комковатой или комковато-зернистой структуры, суглинистый, иногда содержит включения щебня (на пашне гумусовый горизонт выделяется как Апах);

Bt -- переходный к породе метаморфический горизонт мощностью 25-50 см, бурый или коричнево-бурый, суглинистый, комковато-ореховатой или зернисто-ореховатой структуры, уплотненный, по граням структурных отдельностей отмечаются коллоидальные органо-минеральные пленки, часто большое количество щебня и обломков породы, переход постепенный;

С -- материнская порода представлена, как правило, суглинистым каменисто-щебнистым элювием и элюво-делювием плотных пород, реже мелкоземистыми осадочными породами.

Строение почвенного профиля бурых лесных почв отображено на рисунке 5



Рис. 4. Почвенный профиль -- бурая лесная почва [19]

1

Состав и свойства почв значительно варьируются. Для них характерны: высокое содержание гумуса в верхней части профиля, доходящее до 10-16%; резкое преобладание в составе гумуса фульвокислот над гуминовыми (так, Сг : Сф < 0,5); слабокислая или кислая реакция; ненасыщенность основаниями. Для них также характерны оглинение, т. е. процесс образования вторичных глинистых минералов, по всему профилю почв; отсутствие выноса ила, небольшое обеднение верхних горизонтов почв илистой фракцией; отсутствие или слабая дифференциация почвенного профиля по валовому составу.

Бурые лесные почвы используются под лесные угодья; в сельском хозяйстве они пригодны под зерновые, овощные, технические, плодовые культуры [15].

На самом юге бореального пояса распространены серые лесные почвы.

Профиль целинных серых лесных почв хорошо дифференцирован на генетические горизонты:

А0 -- лесная подстилка, или дернина (Ad), состоящая из лиственного опада и травянистого войлока, мощность до 3-5 см;

A1 -- гумусовый горизонт светло-серой, серой или темно-серой окраски, комковатой структуры, мощность 20-30 см;

А1А2 -- гумусово-элювиальный горизонт более светлоокрашенный, чем предыдущий с белесой обильной присыпкой SiO2 и полевых шпатов на гранях структурных отдельностей, комковатой структуры, мощность 10-20 см;

А2В -- переходный горизонт серовато-бурой окраски, с ореховатой, плитчато-ореховатой структурой, с менее обильной присыпкой кварца и полевых шпатов;

В -- иллювиальный горизонт коричнево-бурого цвета, ореховато-призматической структуры, плотный, вязкий; на гранях структурных отдельностей заметна белесая присыпка;

С -- материнская порода, представленная обычно буровато-палевыми лёссами или лёссовидными суглинками. Вскипание от кислоты начинается с глубины 120-150 см. Почвенный профиль серых лесных почв изображен на рисунке 6.

Рис. 6. Почвенный профиль -- серая лесная почва [19]

Серые лесные почвы характеризуются разнообразным механическим составом, чаще всего встречаются пылевато-суглинистые и глинистые разновидности. Вследствие подзолообразовательного процесса происходит перераспределение продуктов почвообразования по профилю. Нижние горизонты имеют более тяжелый механический состав, чем верхние. Верхняя часть профиля обеднена фракцией ила, полуторными окислами и относительно обогащена кремнеземом. Средняя и нижняя части профиля (иллювиальный горизонт В) характеризуются некоторым накоплением ила и полуторных окислов железа; алюминия.

Содержание гумуса в гумусовом горизонте серых лесных почв колеблется от 1,5-2 до 6-12%, постепенно уменьшаясь от темно-серых к светло-серым лесным почвам, а также при движении с востока на запад. Содержание валового азота достигает 0,2-0,3%.

Емкость поглощения в зависимости от содержания гумуса и механического состава колеблется от 15 до 40 мг-экв на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями от 70 до 90%. В составе поглощенных катионов преобладает кальций, но имеются также и магний, и незначительное количество ионов водорода. В связи с этим серые лесные почвы имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакцию (рН водной вытяжки 5,5-6,5), которая повышается от темно-серых к светло-серым подтипам.

Физические свойства серых лесных почв вполне удовлетворительные для развития растений: общая скважность верхних горизонтов 50-55%, полевая влагоемкость 40-45%. Они хорошо пропускают воду, но структура у них слабоводопрочная, поэтому такие почвы заплывают после дождей или обильного полива и образуют корку [17].

Основными мероприятиями по повышению плодородия серых лесных почв являются: создание мощного пахотного горизонта за счет постепенного углубления нижерасположенного оподзоленного горизонта с одновременным внесением органических и минеральных удобрений, известкование кислых почв, создание почвозащитных севооборотов с многолетними травами, вспашка поперек склонов, задержание талых вод, строительство прудов и водоемов, снегозадержание, создание полезащитных и водорегулирующих лесных полос [14].

В последние годы на обширных площадях Средней и Восточной Сибири выделена большая группа своеобразных мерзлотно-таежных почв. Почвы эти формируются в резко континентальном холодном климате, под лиственничной тайгой, в районах распространения вечной мерзлоты. Особенности условий почвообразования проявляются в отсутствие ясных признаков оподзоливания и в значительной ожелезненности профиля. Так же как и в европейской части таежной зоны, здесь выделяют соответствующие зональные подтипы почв:

· глеево-мерзлотно-таежные (северная тайга),

· мерзлотно-таежные (средняя тайга),

· дерново-мерзлотно-таежные (южная тайга) [23].

Почвы последнего подтипа развиваются на богатых материнских породах: карбонатных или элювии основных магматических пород (долоритов) и характеризуются сравнительно высоким содержанием гумуса (3-9%).

Мерзлотные таежные глееватые почвы по строению почвенного профиля и химическому составу близки к глеевым тиксотропным, отличаются лишь меньшей оглеенностью, слабо выраженной или отсутствующей тиксотропностью. Они занимают относительно повышенные элементы микро- и мезорельефа, лучше прогреваемые. Верхняя половина профиля обычно суглинистая, а нижняя супесчаная или песчаная.

Мерзлотные таежные глеевые гумусово-перегнойные почвы содержат больше гумуса по всему профилю, гумус грубый, они более насыщены основаниями.

Мерзлотные северотаежные оподзоленные почвы характеризуются наличием устойчивого переувлажнения и оглеения в сочетании с дифференциацией профиля на элювиальные и иллювиальные горизонты. Оподзоленность этих почв морфологически выражена нечетко, но ясно подтверждается аналитически, почвы обычно щебнистые. Они имеют кислую реакцию почвенной среды, рН верхних горизонтов колеблется от 4,4 до 5,4, реакция минеральных горизонтов значительно колеблется и изменяется вниз по профилю в сторону нейтрализации в зависимости от пород. В почвах на меловых породах реакция кислая и нейтральная (рН 4,9-7,0), на элювии сланцев и биотиловых гранитах -- нейтральная (рН 5,5-7,2). С величинами рН хорошо коррелируют величины степени не насыщенности, гидролитической и обменной кислотности (все величины уменьшаются вниз по профилю). Верхние органические горизонты отличаются высоким содержанием грубых гумусовых веществ, минеральная толща содержит гумуса 1-3% с постепенным уменьшением вниз по профилю.

Мерзлотные подзолистые почвы в подзоне северной тайги встречаются небольшими массивами на Лено-Линденском междуречье, имеют легкий механический состав (песчаные), кислую реакцию среды (рН 3,8-5,2) и высокую гидролитическую кислотность а верхних горизонтах. Профиль этих почв морфологически четко дифференцирован на генетические горизонты. Почвы характеризуются незначительной емкостью поглощения (не более 3,0-1,5 мг -экв), сильной не насыщенностью (50-60%), слабой биогенной аккумуляцией зольных элементов и оглеением нижней части профиля. Почвы бедны питательными веществами для растений [21].

Обобщая, следует отметить, что почвенный покров бореального пояса очень разнообразен. Здесь наблюдаются плодородные типы почв. Однако, они нуждаются в охране, сохранении экологического баланса, а так же разработки мер оптимизации их использования.

Глава 3. Проблема использования и охрана почв

Почвенные ресурсы земного шара ограничены. В результате неправильной эксплуатации почвенного покрова имеет место разрушение почв, утрата ими плодородия и отчуждение земель из активного сельскохозяйственного использования. Все это подчеркивает необходимость бережного и рационального использования почвенных ресурсов, охраны почв.

Охрана почв - острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель - это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере.

Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с эрозией почвы, вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др.

Эрозия почв (лат. Erosio - разъедание) - процесс разрушения и сноса верхних, обладающих самым большим плодородием слоев почвы. Различают естественную и ускоренную (антропогенную) эрозии почв. Естественная эрозия протекает очень медленно, и в ходе ее плодородие почв не снижается. Ускоренная эрозия почв вызвана нерациональной хозяйственной деятельностью человека, в результате которой активизируются и усиливаются естественные эрозии (неправильная обработка и орошение почвы, чрезмерное внесение в нее удобрений, бесконтрольный выпас скота, вырубка лесов, осушение болот и т.п.) Существует два основных вида эрозии почв: ветровая и водная эрозии.

Ветровая эрозия (дефляция) почв - выдувание и перенос мельчайших почвенных частиц ветром. Наиболее сильные и продолжительные ветра перерастают в пыльные (черные) бури. За несколько дней они способны полностью снести верхний плодородный слой почвы мощностью до 30см. Пыльные бури загрязняют водоемы, атмосферу, негативно влияют на человеческое здоровье. Сейчас самым большим источником пыли являются высохшие земли Аральского моря.

Водная эрозия почв - разрушение и смыв почвы под действием водных потоков. Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Вода, стекая, образует промоины и овраги, вымывает из земли органические и минеральные вещества. Это приводит к потере плодородия почвы, образованию оврагов. В оврагах невозможна никакая сельскохозяйственная деятельность. Подсчитано, что площадь оврагов на территории стран СНГ составляет 9 млн. га и продолжает увеличиваться. Поле подверженное водной эрозии теряет за год 7-13 т/га наиболее плодородной почвы. [24]

Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием.

Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией. Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях.

Загрязнение почв - процесс поступления и накопления (до токсичных количеств) разного рода веществ, химических элементов, ухудшающих свойства среды обитания биоты. Источниками загрязнения почвенного покрова являются промышленные центры, транспорт, сельскохозяйственное производство.

Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы, при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Благодаря своим свойствам почва является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Она - главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Масштабы поступлений токсикантов в биосферу возрастают. Возникает проблема загрязнения почв. Общая площадь сельхозугодий, загрязненных выбросами предприятий городов, промышленных центров и автотранспорта, превышает в Беларуси 0,6 млн. га.

Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор, получивший название техногенез.

Минеральные техногенные выбросы возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэрозольных отходов промышленных предприятий. С техногенными выбросами на поверхность почв поступают загрязнители окружающей среды. Среди них наиболее опасными считают ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, селен и фтор. Отрицательные последствия этого загрязнения связаны с ухудшением свойств почв (изменение реакции, микробиологического и в целом биологического режима), а также в связи с поступлением токсичных элементов в растения и затем в организм животных и человека. Поступление с продуктами питания в организм человека токсичных элементов вызывает тяжелые заболевания.

В районах, где наблюдается значительное выпадение из атмосферы веществ, содержащих серу (SO2 и др.), отмечается резкое подкисление почвы.

Серьезным источником загрязнения среды свинцом является автомобильный транспорт, что связано с добавлением его в бензин для подавления детонации. С выхлопными газами свинец в форме дисперсных сульфатов, нитратов и других выбрасывается в воздух. Большая часть выбросов оседает вдоль автомагистралей на поверхности почв и растительности. Так образуются природные геохимические аномалии свинца шириной в зависимости от интенсивности движения автотранспорта от нескольких десятков метров до 300-400 метров.

Загрязнение почв, связанное с сельскохозяйственным производством, в условиях Беларуси проявляется в избыточном накоплении химических веществ в результате применения пестицидов, внесения минеральных удобрений, а также чрезмерного полива сельхозугодий стоками животноводческих комплексов.

Пестициды сохраняют значительную часть урожая, поэтому их применение стало быстро внедряться в сельское хозяйство. Однако вскоре были обнаружены многочисленные отрицательные последствия их применения: возможность интоксикации человека и животных; нарушение состава популяций биоценозов и угнетение полезной фауны; возникновение популяций вредителей, устойчивых к пестицидам; изменение биологической активности почв и др. В Беларуси пестицидами обрабатывается ежегодно около 3,5 млн. га сельхозугодий.

Интенсивное применение минеральных удобрений является фактором позитивного воздействия на агрохимические свойства почв. Вместе с тем оно может вызвать проявление и негативных последствий, связанных с избыточным накоплением химических соединений в почве, растениях, водоемах. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды нитратами, хлором.

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, авариями на атомных электростанциях. Выпадая с радиоактивными осадками Sr, 137Cs и другие нуклиды, поступают в растения, а затем с продуктами питания в организм человека, вызывает радиоактивное заражение. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40-50 см и других агротехнических приемов можно значительно снизить неблагоприятные последствия радиоактивного загрязнения почвы.

Проблема загрязнения почв радионуклидами особенно остра для территории Беларуси - в результате аварии на Чернобыльской АЭС 23% территории оказалось загрязненной радиоактивными веществами.

Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало- и безотходную технологию (экологизация экономики). В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений.

Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова.

Сама проблема загрязнения и деградации почв была актуальна всегда. Сейчас к сказанному можно еще добавить, что в наше время антропогенное влияние сильно сказывается на природе и только растет, а почва является для нас одним из главных источником пищи и одежды, не говоря уже о том, что мы по ней ходим, и всегда будем находиться в тесном контакте с ней.

Заключение

В данной работе были рассмотрены факторы формирования и особенности почвенного покрова бореального пояса. При этом были рассмотрены факторы почвообразования в бореальном поясе; изучены почвообразовательные процессы, наблюдаемые в бореальном поясе; детально рассмотрены основные типы почв данного пояса; выявлены экологические проблемы почвенного покрова бореального пояса; рассмотрены меры по охране почвенного покрова, применяемые к почвам бореального пояса.

Все это позволило прийти к таким выводам:

· Бореальный пояс включает в себя природные зоны тайги, смешанных лесов, широколиственных лесов, а так же северную часть лесостепной зоны.

· Это определяет невысокую сумму активных температур, промывной тип осадков, хвойный и лиственный опад.

· На данной территории распространены подзолистый, дерновый, болотный процессы почвообразования, так же идет торфонакопление, местами наблюдается лессиваж почв.

· Сочетание таких факторов почвообразования и почвообразовательных процессов приводит к формированию основных типов почв пояса: подзолистые, дерново-подзолистые, торфяно-болотные, мерзлотно-таежные, бурые и серые лесные.

· Для этих почв характерен средний уровень плодородия, повышенная кислотность, часто встречается оглеение почвенного профиля.

· Почвы активно используются в сельском хозяцстве, так как в данном поясе высокая плотность населения, что приводит к их быстрому истощению, эрозии и деградации.

· На данный момент разработана система по охране и защите почвенного покрова, которая направлена на восстановление и рекультивацию нарушенных земель.

Хотелось бы так же отметить, что почвы бореального пояса покрывают территорию Беларуси. В нашей стране они так же подвержены значительной техногенной нагрузке. Однако, на сегодняшний день предпринимаются все возможные меры по защите нашего природного богатства.

Список использованных источников

1. Абрамова М. М., Материалы к характеристике подзолистых и дерново-подзолистых почв, в сборнике: Микроорганизмы и органическое вещество почв -- М., 1961. - 318 с.

2. Аношка В.С. Геаграфiя глебау з асновамi глебазнауства. -- Мiнск.,2000

3. Атлас мира. Физико-географический. М. Геодезия и картография., 1964. - 247 с.

4. Атлас почв СССР / под ред. И. С. Кауричева, И. Д. Громыко. М.: Колос, 1974. 168 с.

5. Богданов В.Л., Кислякова Г.Н. Мелиоративное почвоведение и земледелие. - М.: Колос, 1992. - 224 с.

6. Большая советская энциклопедия -- М.,1972. - Т.5,6

7. Горбылева А.И. Почвоведение с основами геологии. -- Минск, 2002. - 480 с.

8. Жилко В.В., Ярошевич Л.М. Новое в борьбе с эрозией почв Белоруссии. - Мн., 1984. - 44 с.

9. Классификация и диагоностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.

10. Маукевич В.В., Лобанов П.П. Сельскохозяйственная энциклопедия: в 6 т./ - М.: Советская энциклопедия, 1974 г. - Т.1-6.

11. Мириманян Х.П. Почвоведение. - М.: Колос, 1965. - 344 с.

12. Пономарева В. В., Теория подзолообразовательного процесса -- М. -Л., 1964.- 213 с.

13. Почвоведение в 2-х частях Под ред. В.А. Ковды и Б.Г. Розанова -- М.: Высшая Школа, 1988 - 648 с.

14. Проблемы земледелия: учебное пособие/ под ред. С.Г. Скоропанова. - М.: Изд-во Колос/ 1978 г. 296 с.

15. Таргульян В. О., Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях -- М., 1971. - 345 с.

16. Хабаров А.В., Яскин А.А. Почвоведение. - М.: Колос, 2001. С.225.

17. http://geoatlasmira.ru

18. http://www.3planet.ru/

19. http://www.ecosystema.ru

20. http://www.mgul.ac.ru

21. http://www.sakhamvs.ru

22. http://www.soil-science.ru

23. http://www.treeland.ru

Приложение 1

Почвенный покров бореального пояса [4]

Размещено на Allbest.ru