 |
|
|
Почвоведение и география почв |
Глава 5. ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ПОЧВ
|
М.А. Глазовская
Смотрите также:
Биографии биологов, почвоведов
|
Начальные стадии почвообразования на массивных породах и рыхлых наносах
Почвы начали формироваться лишь в определенный этап развития Земли, с момента возникновения жизни и заселения поверхности суши сначала низшими, а затем высшими живыми организмами. По мере увеличения плотности жизни и эволюции живых организмов расширялась сфера и изменялись формы почвообразования, сменявшие одна другую в пространстве и во времени.
Плохо сохранившиеся следы древнего почвообразования находят в древних палеозойских и мезозойских литифицированных (окаменелых) осадочных породах континентального происхождения. Значительно лучше сохранились древние почвы в кайнозойских континентальных осадках и особенно в отложениях четвертичного (антропогенного) периода. «Ископаемые почвы» изучаются палеогеографами для целей стратификации четвертичных отложений и восстановления ландшафтов прошлого. Это особая область науки — «палеопочвоведение».
Большая часть поверхности суши в настоящее время покрыта разнообразными почвами, образующими в совокупности особую тонкую, но энергетически и геохимически очень активную оболочку— педосферу. Полностью от почвенного покрова свободны области современного оледенения в полярных широтах и в высокогорьях, занимающие около 11% площади суши. Лишены почвенного покрова движущиеся, постоянно перевеваемые пески пустынь. В СССР они занимают 2,5% площади, на всей суше — около 36%. Горные области занимают около 16% площади материков. В СССР горы занимают почти 50% территории страны.
Горным областям с резко- и глубокорасчлененным рельефом свойствен прерывистый почвенный покров. Здесь преобладают процессы денудации, широко распространены осыпи, обвалы, часты выходы на поверхность скальных пород. Лишь на менее крутых склонах, плоских вершинах, в расширениях речных долин и в межгорных котловинах накапливается и сохраняется слой рыхлых наносов, одетых растительностью, формируются почвы, часто щебнистые и небольшой мощности. Остальная суша одета сплошным почвенным покровом. Это равнины — денудационные с древними мощными корами выветривания и аккумулятивные, сложенные ледниковыми, флювиогляциальными, озерными, морскими аллювиальными, делювиальными и эоловыми отложениями.
Формирование почвы, как уже говорилось, выше, начинается с заселения поверхности породы организмами. Процесс идет различно в зависимости от того, начинается ли почвообразование на поверхности плотной массивной породы или на рыхлом, уже измененном выветриванием воздухо- и водопроницаемом материале. \ На массивной породе процессы выветривания, т. е. изменения \ физического, химического и минералогического состава породы, и \ процессы почвообразования идут одновременно, распространяясь 1от поверхности вглубь и захватывая постепенно все более глубокие !слои породы.
Первые поселенцы на скалах — микроорганизмы, клетки и •споры которых переносятся по воздуху и откладываются на поверхности и в трещинах пород. Среди них есть автотрофы, т. е. микроорганизмы, не нуждающиеся в готовом органическом веще- тве — источнике углерода и азота. Так, поселяющиеся на скаль- ых поверхностях зеленые, синезеленые и диатомовые водоросли оглощают углекислоту из воздуха при фотосинтезе и довольству- тся минеральными формами азота, присутствующими в дождевых осадках. Некоторые бактерии (Azotobacter сгоососсит и др.) и грибы (из рода PenicUltum и др.-) автотрофны по отношению к азоту (фиксируют атомосферный азот).
После отмирания клетки автотрофных организмов служат питательным сбустратом для гетеротрофных организмов (или сапрофи- I тов), нуждающихся в готовом органическом веществе. Это разнообразные бактерии, грибы, актиномицеты, участвующие в разложении органических веществ и минералов горных пород. При жизни и при разложении микробных тел выделяются различные органические вещества кислотной и щелочной природы, при дыхании микроорганизмов выделяется углекислота. Продукты жизнедеятельности и разложения организмов наряду с кислородом воздуха и атмосферной влагой воздействуют на минералы горных пород, разлагают и растворяют их и переводят содержащиеся в минералах химические элементы в более подвижные формы.
На поверхности массивных пород поселяются и разнообразные литофильные лишайники: накипные, прочно прикрепляющиеся к породе всей своей поверхностью, и листовые, или пластинчатые. Последние прикрепляются только в одном месте, остальная часть пластинки свободно лежит на поверхности породы. Под такими I пластинками всегда можно обнаружить тонкий (несколько миллиметров) слой темно-коричневого мелкозема, состоящего из разложившихся отмерших частей лишайника и минеральных зерен по роды.
Под слоевищами лишайников поселяется обильная микрофлора, в составе которой много целлюлозоразрушающих микроорганизмов, участвующих в разложении и гумификации отмирающих астей лишайниковых тел. В месте прикрепления лишайника об- азуется небольшое углубление. Исследования с помощью лупы и икроскопа показали, что лишайники разрушают породу, воздейст- уя на нее и механически, и химически. Гифы лишайников прони- ают в тончайшие капиллярные трещинки между минералами и утрь отдельных кристаллов (полевых шпатов, слюд, хлоритов) плоскостям спайности. При переменном увлажнении и высушивании объем тела лишайников сильно изменяется. Это приводит при увлажнении и набухании массы лишайника к расширению'трещин, а при высыхании и резком сжатии —к отрыву в месте прикрепления лишайника тонких чешуек породы и отдельных минеральных зерен. После отрыва обломки обволакиваются гифами гриба, как бы втягиваются в тело лишайника и частично разлагаются. При отмирании лишайника мелкозем смешивается с его органическими остатками. Затем мелкозем смывается дождями и накапливается в углублениях и трещинах скал. На нем поселяются мхи, куртинки травянистой растительности и даже отдельные кустарники и деревья. На участках, покрытых растительностью, поселяется обильная фауна беспозвоночных и формируются первичные, или пленочные, почвы, мощность которых измеряется сантиметрами. Состоят они практически из одного темноокрашенного, пронизанного корнями и сплошь переработанного беспозвоночными гумусового горизонта А, лежащего на плотной, но с поверхности несколько измененной породе.
В составе животного населения подмоховых пленочных почв И. В. Стебаев (1958) обнаружил особенно много энхитреид, мокриц, панцирных клещей; обильно населяют пленочные почвы кив- сяки, костянки, ногохвостки, а из крылатых насекомых — личинки двукрылых. На 1 дм3 пленочных почв находится от 9 до 33 особей, а с учетом клещей и первичнобескрылых насекомых — от 42 до 137 особей, т. е. не меньше, чем в самом верхнем слое полноразвитых почв. Экскременты различных животных составляют от 30 до 40% мелкозема. Они обусловливают хорошую структуру пленочных почв. Таким образом, в маломощных пленочных почвах сосредоточена масса живого вещества, мертвых остатков и гумуса. В условиях расчлененного рельефа обогащенный гумусом и элементами питания почвенный материал с поверхности скал легко смывается и участвует в сложении делювиальных и иных отложений. Поэтому пленочные или первичные почвы имеют укороченный неполнораз- витый профиль.
На рыхлых наносах почвообразование идет несколько иначе. Начальные стадии почвообразования на молодых рыхлых отложениях можно наблюдать на речном аллювии в поймах и дельтах рек, на свежих пролювиальных конусах выноса, молодых моренах и осыпях, на вновь обнажающихся из-под воды морских отложениях (в Прикаспийской низменности и др.), на свежих вулканических пеплах вблизи действующих вулканов, на искусственных выемках и насыпях.
Рыхлые отложения водопроницаемы и воздухопроницаемы, что благоприятствует уже на самых первых стадиях проникновению в толщу наноса микроорганизмов, корней и почвенных животных. Рыхлые отложения содержат не только первичные минералы, но и продукты их выветривания — минералы вторичные. Большая удельная поверхность минеральной массы в рыхлых наносах -и наличие подвижных форм элементов питания для растений благоприятствуют относительно быстрому заселению поверхности растительностью и формированию через ряд сукцессионных смен растительности сложившегося биоценоза.
Степень охвата толщи наноса почвообразованием зависит от глубины проникновения атмосферных осадков и соответственно наиболее активного воздействия растительных и животных организмов, продуктов их жезнедеятельности и распада. Имеется ряд исследований хронорядов почв, образовавшихся на одних и тех же отложениях, в одних и тех же климатических условиях, но на разновозрастных, хорошо датированных элементах рельефа (на разновозрастных приморских дюнах, находящихся на различных стадиях зарастания, на разновозрастных молодых моренах горных ледников, насыпных валах, на курганах). Оказалось, что образование гумусового горизонта идет уже в первые десятилетия. Через 100—200 лет он достигает обычной для данной биоклиматической обстановки мощности. Под гумусовым горизонтом через 40—50 лет формируется сначала переходный к почвообразующей породе, слабо измененный почвообразованием горизонт ВС. По мере увеличения возраста почв (в течение нескольких сот лет) обособляется метаморфический, или иллювиально-метаморфический горизонт В, а в почвах элювиально-иллювиального профиля довольно быстро (в первое столетие) обособляется и горизонт А2. По данным В. Луди (W. Ludi, 1945), на моренах ледника Алетш в Альпах наблюдается следующий хроноряд растительности и почв.
Возраст .... 5 лет 25—40 лет 85 лет Растительность, . Пионерная расти- Ацидофилы: Вересковая пус- тельность: мхи, ольха ' тошь, рододендрон, карликовая ива ' Vaccinium Почвы ..... Скелетная, нейт- Горно-луговая Слаборазвитый ральная (ранкер) с грубым подзол гумусом
В Валдайском районе Новгородской области на земляных песчаных укреплениях, отвалах окопов времен Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. можно наблюдать под молодыми 30-летними сосняками-зеленомошниками четко дифференцированный профиль маломощного подзола с горизонтами: Ао — 2—3 см; А2—1—1,5см, BFe — 4—5 см. Глубже располагается еще не расчлененная на горизонты почвообразующая порода С. Таким образом, за 30—35 лет здесь сформировался почвенный профиль мощностью около 10 см..
Приведенные примеры, относящиеся к условиям прохладного влажного климата, свидетельствуют о значительной скорости формирования профилей почв на рыхлых наносах. Во влажных тропических странах почвообразование, по-видимому, идет с еще большей скоростью.
|
|
|
|
К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв
|
Последние добавления:
Сукачёв: Фитоценология - геоботаника
Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА
Жизнь в почве Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений