Оцінюючи роль клімату як фактора ґрунтоутворення, слід одночасно враховувати вплив атмосферних опадів і температури. Вчені ґрунтознавці вже давно шукали форму вираження сукупного впливу теплоти і опадів на ґрунтоутворення. Оригінальним підходом до вирішення цієї проблеми стала концепція гідротермічних рядів, яку розробив В.Р.Волобуєв (1956). Він довів загальнопланетарний зв’язок між атмосферними опадами, середньорічними температурами, радіаційним балансом, випаруванням і особливостями ґрунтового покриву. На основі аналізу співвідношення цих факторів було встановлено гідротермічні умови формування основних типів ґрунтів і виділено їх кліматичні ареали.
За гідротермічними умовами ґрунти поділяють на дві категорії.
1. Ґрунти, в яких біологічні процеси пригнічені. Вони утворились у регіонах 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. Ця категорія ґрунтів сформувалась в обмежених термічних умовах, але в широкому діапазоні кількості атмосферних опадів (1000-5000мм за рік). Це – бурі лісові ґрунти, жовтоземи субтропіків і латеритні вологих тропіків.
Умовно ґрунти відносять до рядів зволоження (гідроряди) і термічних рядов. Гідроряди об'єднують ґрунти, які формуються в різних термічних умовах, але в умовах майже однакового зволоження. Терморяди, навпаки, об'єднують ґрунти які формуються в умовах різного зволоження, але в близьких термічних умовах. Всього позначено сім 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 сукупного впливу опадів і температури на ґрунтоутворення дуже складний. Характер процесу ґрунтоутворення, крім того, залежить від поєднання гідротермічних умов з рельєфом, геохімічним балансом речовин та іншими факторами.
Вітер. Крім сонячної радіації і атмосферних опадів на ґрунтоутворення впливає також вітер. Він переносить мінеральні і органічні частки з однієї території на іншу, перерозподіляє опади, посилює випаровування і таким чином бере участь у формуванні механічного, хімічного складу і водного режиму ґрунту.
Всі процеси руйнування, перенесення і відкладення механічних часток порід і ґрунтів, які відбуваються під впливом вітру, називають еоловими. Виділяють еолову дефляцію, еолову корозію і еолову акумуляцію.
Інтенсивність видування ґрунту визначається багатьма факторами: швидкістю вітру, наявністю рослинного покриву, механічним і структурним складом ґрунту, рельєфом тощо. При сильній дефляції виникають пилові бурі.
В результаті дефляції видувається верхній родючий шар, знижується родючість ґрунту. В місцях акумуляції принесених вітром речовин (балки, яри, лісосмуги, населені пункти, сільськогосподарські угіддя) гинуть багаторічні насадження і посіви, заносяться родючі землі, зрошувальні канали, дороги тощо.
Отже, еолові процеси причиняють значну шкоду сільському, водному і іншім галузям народного господарства. Як денудація, так і акумуляція різко порушують нормальний перебіг процесів ґрунтоутворення.
1.4 Рельєф як фактор ґрунтоутворення
Рельєф – своєрідний фактор ґрунтоутворення. Його значення у формуванні і географічному поширенні ґрунтів велике і різноманітне. Він виступає як головний фактор перерозподілу сонячної радіації і опадів. Залежно від експозиції і крутизни схилів впливає на водний, тепловий, поживний і сольовий режими ґрунту, визначає структуру ґрунтового покриву і є основою ґрунтової картографії.
В практиці польових ґрунтових досліджень прийнято користуватись такою систематикою типів рельєфу:
1) макрорельєф;
2) мезорельєф;
3) мікрорельєф;
4) нанорельєф.
Кожний з цих типів рельєфу відіграє певну роль в ґрунтоутворенні і географії ґрунтів, у формуванні структури ґрунтового покриву.
Макрорельєф – крупні форми рельєфу, які визначають загальний вигляд великої території земної поверхні: гірські хребти, плоскогір’я, долини тощо. Виникнення форм макрорельєфу пов’язане головним чином з тектонічними явищами в земній корі.
Форми макрорельєфу впливають насамперед на перерозподіл сонячного тепла та атмосферних опадів на великих територіях і зумовлюють горизонтальну і вертикальну зональність ґрунтів.
На великих рівнинах відбувається зміна біокліматичних зон, для яких характерні певний тип рослинності, тип водного та температурного режимів. Таким чином, певне поєднання факторів ґрунтоутворення набуває зонального характеру. В результаті формуються ґрунтові зони і під зони, що є проявом закону горизонтальної зональності.
Гірські системи також здійснюють перерозподіл атмосферних опадів, що зумовлює зміну рослинних і ґрунтових зон. Високі гори є бар’єром на шляху теплих вологих повітряних мас. Тому на навітрені схили випадає велика кількість опадів, а на схилах протилежної експозиції формується посушливий клімат. Зрозуміло, що ґрунтовий покрив вологих і сухих схилів неоднаковий.
Крім перерозподілу сонячного тепла і атмосферних опадів в гірських районах на ґрунтоутворення впливає абсолютна висота місцевості. Зі зміною висоти місцевості змінюються всі кліматичні фактори: температура, вологість повітря , кількість опадів, тиск, інсоляція тощо. З підняттям у гори розріджується атмосфера, у повітрі зменшується вміст водяних парів і пилуватих часток, збільшується сонячна радіація, надходження ультрафіолетових променів і одночасно випромінення тепла. Такі зміни кліматичних умов зумовлюють диференціацію рослинності і ґрунтів, тобто виникнення природної зональності. Ґрунтові зони, які закономірно змінюють одна одну, утворюють вертикальні ґрунтові структури.
Мезорельєф– це форми середніх розмірів за висотою і протяжністю (кілька квадратних кілометрів). Прикладом таких форм є яри, балки, улоговини, тераси, долини струмків, горби тощо. Виникли вони в результаті геологічних процесів денудації, утворення континентальних відкладів тощо.
Мікрорельєф - це дрібні 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- і мікрорельєфу перерозподіляють сонячну енергію і вологу атмосферних опадів на даній території.
Перерозподіл сонячної енергії визначається наявністю схилів неоднакової крутизни і експозиції. Північні схили у всі пори року на всій території Північної півкулі дістають менше тепла, ніж південні, і тому холодні. Різниця температури ґрунту влітку між північним і південними схилами при однаковій їх крутизні може досягати 5-8°.
Особливості теплового режиму на схилах різних експозицій неоднаково впливають на їх водний режим і характер рослинності. Це зумовлює формування різнотипних ґрунтів. На південних схилах ґрунти формуються в умовах відносно меншого зволоження і більш контрастного температурного режиму. У зв’язку з цим на південних схилах, як правило, розвиваються землеробство, а північні схили залишаються неосвоєними.
Нерівності рельєфу зумовлюють стікання поверхневих вод. Вода атмосферних опадів стікає по схилах з підвищених елементів рельєфу в понижені. В результаті підвищені ділянки втрачають частину вологи, а ґрунти понижених одержують їх додатково.
З перерозподілом вологи по елементах рельєфу пов’язана міграція твердих і водорозчинних продуктів вивітрювання і ґрунтоутворення. Стікаючи по схилах дощові і талі води несуть з собою частки ґрунту і розчинені сполуки, які акумулюються на понижених ділянках. Таким чином, ґрунтоутворення на різних елементах рельєфу відбувається в різних гідротермічних і геохімічних умовах.
За положенням на рельєфі і характером перерозподілу атмосферних опадів виділяють три групи ґрунтів, які називають генетичними рядами зволоження.
На підвищених елементах рельєфу в умовах вільного стоку поверхневих і при глибокому заляганні ґрунтових вод, тобто в автономних ландшафтно-геохімічних умовах, під впливом низхідного руху води по профілю формуються автоморфні ґрунти.
Гігроморфні ґрунти формуються на понижених ділянках рельєфу в умовах тривалого застою поверхневих вод або при неглибокому (менше 3м) заляганні ґрунтових вод, які збагачені хімічними елементами і сполуками, принесеними з підвищених елементів. Ці ґрунти формуються залежно від ландшафтно-геохімічних умов під впливом висхідного руху води.
Ґрунти, які формуються в автономних умовах, але їх короткочасно затоплюють поверхневі води або вони формуються при неглибокому (3 - 6м) заляганні ґрунтових вод, називають напівгідроморфними(лучно-чорноземні ґрунти).
Ґрунти, які формуються в умовах сезонного ґрунтового зволоження, називають автоморфно-гідроморфними.
Залежність гігроморфних ґрунтів від хімічного складу порід і ґрунтів підвищених елементів рельєфу називають геохімічним сполученням ґрунтів.
Тісний зв’язок між елементами рельєфу і характерними відмінностями ґрунтів став основою розробки методу опорних ділянок (“ключів”) при картуванні ґрунтів. Суть цього методу полягає в тому, що на типовій для даного району ділянці встановлюється зв’язок елементів рельєфу з рослинними угрупуваннями, із складом ґрунтоутворюючих порід і характерними особливостями ґрунтів. Для цього закладають потрібну кількість ґрунтових розрізів на різних елементах рельєфу і встановлюють приуроченість до них ґрунтових відмін. Добуті дані єгіпсометричною основою для картографування ґрунтів даного району.
1.5 Час як фактор ґрунтоутворення
В своїх працях В.В.Докучаєв вказував, що сучасні ґрунти є продукт тривалої і складної геологічної історії земної поверхні. Грунт не може виникнути миттєво, тривалий час залишатись незмінним, а потім раптово зникнути. Для формування ґрунту потрібен певний час.
Процес ґрунтоутворення, як і будь-який природний процес, має свій початок, етапи розвитку, певну швидкість і час завершення.
Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на пухкій вивітреній породі.
За спостереженнями багатьох вчених 1см гумусного горизонту ґрунту в умовах помірного поясу формується за 100-200 років, а повний профіль сучасного ґрунту – від кількох сотень до кількох тисяч років.
Ознакою завершення формування ґрунту, досягнення ним зрілого стану є чітка диференціація профілю на генетичні горизонти. Ґрунти, які не досягли повної диференціації і повного розвитку профілю, називають незрілими( молодими).
Ґрунти на земній поверхні почали формуватися з появою живих організмів. Першими організмами на Землі були бактерії, які з’явилися в нижньопалеозойський період (понад 500 млн. років тому). Вчені припускають, що під їх впливом формувалися примітивні ґрунти, подібні до тих, які формуються в наш час в умовах високогір’я.
У кінці силурійського періоду, коли на Землі з’явилися рослини псилофіти (400 млн. років тому), на планеті розпочався новий етап ґрунтоутворення. Під їх впливом на перезволожених узбережжях морів сформувалися вологі ґрунти. Ці ґрунти є найстарішими на Землі. До нашого часу дійшли викопні рештки цих ґрунтів (горючі сланці Ленінградської області і Естонії).
350-360 млн. років тому в кінці девонського періоду псилофіти зникли і на їх зміну прийшли папороті і хвощі. Вони мали кореневу систему і в карбоні займали великі території суші з тропічним і субтропічним кліматом. В таких умовах формувались фералітні ґрунти, подібні до сучасних субтропічних і тропічних ґрунтів. При добуванні вугілля в Донбасі виявлено ґрунти, вік яких понад 300 млн. років, але вони мають ознаки і властивості сучасних ґрунтів.
У пермський період (285 – 240 млн. років тому) відбулися різкі кліматичні зміни. На значних територіях суші встановився аридний, пустинний клімат, а в інших – холодний гумідний. Вважають, що інтенсивне випаровування і кріогенні процеси зумовили формування пустинних, засолених, мерзлотних ґрунтів. В умовах помірно холодного вологого клімату почали формуватися ґрунти, подібні до підзолистих. Протягом наступних 120-130 млн. років не було умов для виникнення нових ґрунтів. Лише в еоцені виникли нові природні ландшафти – степи. В цей період почали формуватися чорноземи і каштанові ґрунти.
На початку четвертинного періоду утворилась тундра, а дещо пізніше виникли сфагнові болота. В цей період почали формуватися тундрові грунти і торфово-болотні верхових боліт.
Таким чином, в процесі еволюції органічного світу на Землі простежується процес виникнення нових ґрунтів, збільшення їх різноманіття.
Сучасний ґрунтовий покрив землі різновіковий. Нульовий рік мають ті ділянки суші, які щойно звільнились від води в результаті морської регресії (Прикаспій, Приаралля), осушення дельт річок, при будівництві польдеров (Голландія). Нульовий вік мають також поверхні, вкриті вулканічним попелом сучасних вулканічних вивержень та відслонення відкритих кар’єрів і насипів.
Вік ґрунтів на території Східної Європи відповідає періоду закінчення останнього материкового зледнення (близько 10 тис. років тому) та початку Каспійсько-Чорноморської регресії. У зв’язку з цим вік чорноземів становить 8-10 тис. років, а вік каштанових – 5-6-тис. років.
1.6Виробнича діяльність людини як ґрунтоутворюючий фактор
Розглянуті раніше фактори ґрунтоутворення – гірські породи, клімат, живі організми, рельєф та час – є глобальними. Вони впливають на процеси грунтоутворення на всій території суші.
Крім глобальних факторів є ряд локально діючих. До цих факторів відноситься виробнича діяльність людини.
У процесі виробничої діяльності людина за допомогою потужних засобів впливає на навколишнє середовище, в тому числі на грунт, що призводить до значних змін в природних екологічних системах, до змін в процесі ґрунтоутворення.
Освоюючи цілинні землі, людина створює сприятливі умови для розвитку культурних рослин. Однак при цьому порушується динамічна рівновага всіх компонентів природного ландшафту: змінюється характер рослинності, склад мікроорганізмів і зоофауни, характер обміну речовин і енергії в системі грунт – рослина тощо. Змінюється вплив інших факторів ґрунтоутворення: клімату, рельєфу, материнської породи.
Обробіток ґрунту, регулювання водного режиму (осушення, зрошення, снігозатримання, внесення добрив, хімічні та інші види меліорацій докорінно змінюють хімічний склад ґрунту, його фізичні, теплові і водні властивості.
Таким чином, з початком обробітку цілинного ґрунту починає змінюватися характер ґрунтоутворення. Грунт переходить з природної до культурної фази свого розвитку, до культурного процесу ґрунтоутворення. Суть цього процесу спрямовується на утворення потужного гумусного горизонту, який повинен мати високу біологічну активність, високий вміст гумусу, сприятливий структурний склад, оптимальний поживний, тепловий, водний і повітряний режими.
Основними факторами впливу на грунт на всіх етапах культурного ґрунтоутворення є культурні рослини, механічний обробіток ґрунту, удобрення та різноманітні меліоративні заходи. Роль даних факторів в ґрунтоутворенні детально вивчають у курсі агрономічного ґрунтознавства.
Систематичне поліпшення властивостей ґрунту і підвищення його родючості шляхом застосування агротехнічних заходів називають окультуренням ґрунту. В окультурених ґрунтах створюються 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 земної кори під впливом комплексу природних факторів. Загальний процес ґрунтоутворення складається з комплексу біохімічних, хімічних, фізичних і фізико-хімічних процесів. Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на скельних породах або на пухких продуктах гіпергенезу і в своєму розвитку проходить ряд стадій (рис. 1).
Характер проходження окремих стадій ґрунтоутворення зумовлений комплексом факторів в різних природно-кліматичних зонах земної кулі.
1. Стадія початкового ґрунтоутворення часто збігається з процесом вивітрювання скельних гірських порід. Ця стадія триває довго, оскільки ґрунтоутворення охоплює незначний шар субстрату. Малопотужний профіль слабко диференційований на генетичні горизонти.
2. Стадія розвитку ґрунту відбувається на пухких відкладах великої потужності і завершується диференціацією профілю на генетичні горизонти. Між морфологічними ознаками і властивостями ґрунту, з одного боку, і факторами ґрунтоутворення, з другого, встановлюється динамічна рівновага. Ця стадія відбувається інтенсивно.
3. Стадія рівноваги (клімаксний стан) триває незначний час. Між ґрунтом і комплексом факторів підтримується динамічна рівновага.
4. Стадія еволюції. У процесі еволюції екологічної системи елементи ландшафту (фактори ґрунтоутворення) можуть зазнавати тих чи інших змін (зміна клімату, рослинності, порушення екосистеми людиною тощо). Такі зміни зумовлюють зміни в процесі ґрунтоутворення. Настає стадія еволюції ґрунту, яка зумовлює перехід його до нової стадії рівноваги нового ґрунту з новим профілем (заболочування аморфних грунтів, перехід солончаку в солонець, формування чорнозему з лучного ґрунту при зниженні рівня ґрунтових вод тощо). На самому субстраті такі еволюційні цикли можуть відбуватися кілька разів.
 |
Рис.1. Стадії грунтоутворення (за Л.О.Гришиною)
1 – початкове нрунтоутворення
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 грунту по шляху в, г, д або е
7 – клімаксний стан III(в, г, д або е)
2.2 Процеси ґрунтоутворення
Грунт – арена взаємодії 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 і становить загальний процес ґрунтоутворення. Багато з цих процесів мають циклічний характер.
Всі ґрунтоутворюючі процеси О.А.Роде поділив на макропроцеси і мікропроцеси.
Макропроцеси охоплюють весь профіль ґрунту в цілому, а мікропроцеси відбуваються в межах ізольованих ділянок ґрунтового профілю. Макропроцеси, які є специфічними для ґрунтоутворення, І.П.Герасимов назвав елементарними ґрунтовими процесами (ЕГП). Цей термін набув загального визнання серед ґрунтознавців.
Аналізуючи та узагальнюючи концепції О.А.Роде і І.П.Герасимова, Б.Г.Розанов (1988) всі ЕГП поділив 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 ґрунтових процесів, 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. Добровольский В.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
29-04-2015, 00:31