1   2   3   4   5
Ім'я файлу: Курсова Грунтознавство.docx
Розширення: docx
Розмір: 1716кб.
Дата: 03.06.2020
скачати

2.2 Рельєф і гідрографія

Рельєф (сукупність поверхневих обрисів земної кори) - найважливіший фактор грунтотворення.

Рельєф території області тісно пов'язаний з геологічною будовою. Приуроченість Житомирської області до північно-західної частини Українського щита зумовило її більш високе гіпсометричне положення порівняно з іншими областями Українського Полісся, поширення вузьких і глибоко врізаних річкових долин, наявність великих лесових "островів" і меншу заболоченість.

Більша частина Житомирської області лежить у межах Придніпровської височини, північну і північно-східну частини займає Поліська низовина. Поверхня хвиляста із загальним зниженням на північ і північний схід (від 280-220 м до 150 м і менше). В області - значні площі моренних і моренно-зандрових рівнин з пасмово-горбистим рельєфом.

У західній частині переважає зандрова слабохвиляста рівнина з незначним коливанням висот і наявністю мікрозападин. З нею пов'язані значні масиви торфових боліт (2,9% території області), окремі ділянки займають лесові "острови" з розвинутою сіткою ярів і балок. У північній частині - алювіально-зандрові рівнини. У місцях високого залягання кристалічних порід розвинуті денудаційні форми рельєфу у вигляді пасом, горбів, скель з крутими схилами (Словечансько-Овруцький кряж з найвищою точкою області - 316 м, Білокоровицький кряж, Озерянський кряж).

Рельєф України досить різноманітний. Рельєф впливає на розподіл речовин і енергії по поверхні ґрунту. На різні його елементи надходить неоднакова кількість вологи, тепла, мінеральних сполук. Усе це істотно впливає на життєдіяльність рослинного і тваринного світу, на темп і напрямок ґрунтоутворюючого процесу.

Більшу частину території займає Поліська низовина з долинами численних річок, у заплавах яких багато лук та озер, які затоплюються з півночі на південь і вони, як правило, мають по дві-три заплавні тераси. На південь від Поліської низовини простягається Волино-Подільська височина,густо розділена долинами річок і балок.

Характерною ознакою Полісся є переважання низовинної, заболоченої залісненої території.

Типовим природнім багатством усього Полісся є торф. Торфовані грунти становлять 4,3% усієї площі Полісся. Торф України – цінна сировина для виробництва добрив. Однак торфовища України внаслідок широкомаштабної і часто безсистемної водної меліорації Українського Полісся перебувають під загрозою знищення. Охорона цінних і унікальних болотно-торфових біоценозів Полісся має важливе загальнодержавне значення.

Рельєф визначає особливості зволоження верхніх горизонтів грунту грунтовими водами , що часто призводить до заболочування.Розрізняють три форми рельєфу: макро-, мезо- і мікрорельєф.

Макрорельєф – це така будова поверхні, коли окремі елементи займають більш-менш великі території і найчастіше розрізняються значними коливаннями висот. Умовно вважається, що ця різниця висот вимірюється десятками метрів. Якщо різниця висот вимірюється сотнями метрів, йдеться про гірський рельєф, або орорельєф. Коли на невеликих площах трапляється нерівності з різницею висот у кілька метрів, мова йдеться про мезорельєф. Якщо нерівності поверхні землі вимірюються в сантиметрами, маємо справу з мікрорельєфом.

Відповідно до рельєфу формується і комплексність грунтів.

Материнська порода перетворюється в ґрунт тільки при тривалому прояві ґрунтоутворюючого процесу. Отже, час, на протязі якого йде цей процес і формується той чи інший ґрунт, тобто її вік, є істотним чинником ґрунтоутворення.

2.3 Материнські породи

Материнські породи (підґрунтя) визначають мінеральний склад, фізичні та хімічні властивості ґрунту. В Україні такими породами є четвертинні відклади – здебільшого лесові та піщані. Від них до ґрунту потрапляють дрібні тверді часточки – глина й пісок, а в гірських районах додаються більші уламки порід – гравій і щебінь.

Материнські породи істотно впливають на гранулометричний, хімічний і мінералогічний склад грунтів; фізичні, фізико-механічні властивості; водно-повітряний, тепловий і поживний режими. Вони є матеріальною основою ґрунту і передають йому свої властивості. Особливо це помітно на ранніх стадіях ґрунтоутворення. Первинний ґрунт відображає ознаки кори вивітрювання. З віком взаємозв'язки поступово зменшуються. Рівень ґрунтової родючості залежить від складу і властивостей материнських порід.

Як відомо, літосфера землі складається з магматичних, метаморфічних і осадових гірських порід.

Магматичні породи утворились із силікатних розплавів (магми). Грунтоутворюючими вони бувають дуже рідко. Кислі магматичні породи (граніти, гранітогнейси, піщаники) утворюють грунти з низькою природною родючістю. На основних андезитах, габро-ба-зальтових породах формуються ґрунти, багаті поживними елементами і катіонами, з високою родючістю, нейтральні або слаболужні з високим вмістом гумусу.

Метаморфічні гірські породи - вторинні масивно-кристалічні породи (мармур, кварцити, сланці, гнейси тощо), утворені з магматичних чи осадових. Мають невелике значення в ґрунтоутворенні.

Осадові породи - відкладення продуктів вивітрювання масивно-кристалічних порід або залишків організмів. Розрізняються за своїм походженням. їх характер відіграє найбільшу роль у процесах ґрунтоутворення. Наприклад, рендзини (дерново-карбонатні грунти) у нечорноземній зоні - приклад того, як на карбонатних породах у цій зоні формуються родючі ґрунти. Дуже велике значення мають ґрун-тоутворюючі породи в практиці зрошувально-осушувального землеробства. Засоленість материнських порід легкорозчинними солями в цих умовах може бути причиною вторинного засолення ґрунтів, їх осолонцювання. Важкий грансклад, низька пористість, незначна водопроникність можуть призвести до оглеєння.

Материнські породи зони Полісся мають переважно легкий механічний склад і представленні піщаними, глинисто-піщаними, супіщаними і легкосуглинковими водно-льодовиковими та алювіальними відкладами.

Велика різноманітність материнських порід на Поліссі, дрібнохвилястий рельєф та коливання рівня залягання грунтових вод зумовлює часту зміну одних різновидностей грунтів іншими і створює різноманітність грунтового покриву.

З материнсткої породи формується грунт, вона визначає родючість, мінеральний склад і його властивості. Так, родючі грунти чорноземи утворилися на багатих карбонатних лесах та лесоподібних суглинках, а бідні підзолисті грунти – на піщаних безкарбонатних моренах.

Численні дослідні дані свідчать про те, що рослини крім води і азоту поглинають з грунту зольні елементи(калій, магній, алюміній, марганець та ін.)

Таблиця №5: Хімічний склад грунтів і материнських порід

Показник

Дерново-підзолисти грунти

НЕ (5-10см)


Р(шарувата глина 100-200см)

Гумус, % від маси сухого грунту

4,31

0,10

Хімічні сполуки, % від маси безгумусної, безводної і безкарбонатної наважки

SiO2

75,58

65,25

AI2O3

13,36

18,83

Fe2O3

4,30

7,27

CaO

0,90

1,35

MgO

1,27

2,34

K2O

2,94

3,50

Na2O

1,17

1,42

P2O5

0,10

0,91

SO3

0,02

0,02

Грунти і породи помітно розрізняються за середнім хімічним складом. У грунтах значно більше кисню і водню,які входять до складу води і органічних речовин. Середній вміст алюмінію, залаза, каліцію, магнію, калію і натрію в грунтах дещо менший, ніж у пухких породах, що пов’язано з пертворенням і міграцією цих елементів у процесі грунтоутворення. У різних грунтах чи генетичних горизонтах вміст окремих елементів може збільшуватися або зменшуватися.

Специфічною особливістю хімічного складу грунтів є значний вміст вуглецю і азоту. Найбільші зміни в хімічному складі виявляються у верхньому горизонті грунтів, де нагромаджується основна маса рослинних решток і органогенних елементів.

Завдяки біологічній діяльності живих організмів, зокрема рослин, у верхніх шарах грунту нагромаджується більше фосфору, ніж його містить материнська порода.

2.4 Рослинність

Рослинність є основним фактором грунтоутворення, хоч особливості рослинного покриву залежать від кліматичних умов. Тип рослинності визначає не тільки особливості і напрям процесів синтезу та розкладу органічної речовини і нагромадження перегною, а й водно-повітряний, тепловий і поживний режими грунту. Тому під різною рослинністю за інших однакових умов грунтоутворення виникають неоднакові грунти.

Людина, змінюючи рослинність, змінює і грунти. Наприклад, розкорчовування лісу і перетворення лісових угідь в ріллю послаблює підзолистий процес і посилює дерновий, що загалом призводить до зміни грунту.

У новоутворенні беруть участь вищі зелені рослини, нижчі рослини (бактерії, гриби актиноміцети, водорості), вищі хребетні і дрібні безхребетні тварини (членистоногі, молюски, хробаки, найпростіші). Найбільш видна роль у цьому процесі належить рослинності й особливо вищим зеленим рослинам.

Велика частина цих явищ протікає при участі живих організмів (головним чином вищих зелених рослин і мікроорганізмів) і продуктів їхньої життєдіяльності в результаті здійснення малого біологічного круговороту речовин. Під біологічним круговоротом, речовин розуміють надходження, із ґрунту гірських порід атмосфери в організми хімічних елементів, синтез органічної речовини і повернення хімічних елементів у ґрунт (із щорічним спадом частини органічної речовини чи з повністю відмерлими організмами) і атмосферу. Вищі і нижчі рослини, поселяючи на гірській породі, що вивітрюється, а потім у ґрунті, витягають з її хімічні елементи, у тому числі а найважливіші поживні .речовини, концентрують їх у собі, охороняючи тим самим, від вимивання і залучення у великий геологічний кругообіг.

Поряд із синтезом органічної речовини одночасно і безупинно відбувається її руйнування. У ґрунті органічні рештки розкладають головним чином мікроорганізми. Якби не протікав процес руйнування органічної речовини, то всі легко рухливі поживні елементи незабаром були б зв'язані в органічній речовині і життя повинно було б припинитися. Вивільнення при мінералізації органічної речовини елементи зольного і азотного живлення стають доступними для наступних поколінь рослин, що втягують у біологічний кругообіг. Відмерли частини рослин, потрапляючи в ґрунт, не тільки збагачують її органічними і мінеральними речовинами, але і збільшують її енергетичні ресурси. Це сприяє більш активному обміну речовин і енергії як у самому ґрунті між її твердою, рідкою і газоподібною фазами, так і між ґрунтом, рослинністю, атмосферою і космосом. При розкладанні органічних залишків синтезується і нова органічна речовина тіл мікроорганізмів, а також утворяться специфічні гумусові речовини і вторинні мінерали ґрунту (нітрати, сульфати, фосфати, карбонати, окисли кремнію, заліза й алюмінію і, можливо, деякі глинисті мінерали). Найважливіша форма взаємодії органічних речовин з мінеральною частиною породи (ґрунту) — утворення різноманітних органо-мінеральних сполук неоднакового ступеня розчинності, що відіграють істотну роль у міграції й акумуляції речовин і формуванні генетичних горизонтів ґрунту. В процесі ґрунтоутворення частина хімічних елементів може вимиватися з ґрунту й утягувати в геологічний круговорот речовин. Тому в залежності від глибини промочування ґрунту і її водяного режиму акумуляція речовин у ґрунтових обріях може йти з різною інтенсивністю.

У результаті біологічного круговороту речовин, процесу синтезу і руйнування органічної речовини ґрунтоутворююча порода безупинно взаємодіє з рослинами і тваринами, із продуктами їхньої життєдіяльності, а також із продуктами розкладання органічних залишків. Це і складає сутність ґрунтоутворюючого процесу.

У зоні Полісся поширена переважно лісова, трав’яниста та болотна рослинність. Під покривом лісу трав’яниста рослинність розвивалась недостатньо і суттєвого впливу на грунтоутворення не мала. На безлісих просторах питома вага суходільних трав також була невисокою,оскільки тут переважала болотна трав’яниста рослинність. Природна зміна рослинних формацій змінювала і напрям грунтоутворення. У цій зоні в наш час зосередженно до 50% заболочених земель України, а ліси займають 30% території.

В утворенні грунту на даній території приймають участь трав`янисті рослини, як однорічні так і багаторічні (рослини родин Злакові, Складноцвіті, Розові, Жовтецеві та інші), а також породи листяних та хвойних дерев (а саме: дуб, береза, клен, тополі, ялина, сосна та ін.)

2.5 Вік грунту

Вік грунту є також одним з основних факторів грунтоутворення. Грунтотворний процес, як і всі інші явища природи, відбувається не тільки в просторі, а й у часі. Почавшись у певний період на тій чи іншій території, він розвивається і еволюціонує одночасно з розвитком та еволюцією природи в цілому.

За В. Р. Вільямсом, грунтотворний процес на території України почався з моменту відходу льодовика і поселення на поверхні, яка звільнилась від льодів, болотно-тундрової рослинності. Оскільки відхід льодовика з південних і північних територій почався в різні періоди (на півдні раніше, на півночі – пізніше), початок і тривалість грунтотворного процесу для різних територій країни неоднакові.

Період, що минув з початку грунтотворного процесу на певній території і до наших днів, є абсолютним віком грунту. Оскільки поверхня півдня нашої країни звільнилась від льодів материкового зледеніння раніше, ніж поверхня північніших територій, грунти південних широт мають більший абсолютний вік, ніж грунти північних.

Абсолютний вік грунтів залежить також від рельєфу. Грунти вододілів у районах, які не зазнали зледеніння, мають більший абсолютний вік, ніж грунти на схилах. При цьому абсолютний вік грунтів на схилах більший, ніж грунтів річкових заплав.

Розрізняють ще й відносний вік грунтів. Згідно з ученням В. Р. Вільямса, в міру переміщення південної границі льодовика на північ на утворення болотно-тундрових грунтів накладався підзолистий грунтотворний процес, який характерний для тундрової зони. В свою чергу, процес грунтоутворення в тайзі змінювався дерновим і, нарешті, ще пізніше – напівпустельним і пустельним, характерними для зони сучасних сіроземних грунтів.

Відносний вік грунту зумовлюється періодом грунтотворного процесу і особливостями інших факторів грунтоутворення. Як зазначалося вище, на напрям гурнтоутворення і швидкість проходження окремих стадій розвитку кожного грунту впливають грунтотворні породи, клімат, рослинність і рельєф. Відповідно до поєднання цих факторів на різних частинах абсолютно одновікової території в грунтовому покриві є кілька різних за своїм стадійним розвитком або відносним віком грунтів. Це визначає комплексність грунтового покриву будь-якої грунтової зони.

2.6 Процеси грунтоутворення

Ґрунтоутво́рення (ґрунтотворення) — це складний природний процес утворення ґрунтів із гірських порід, їхній розвиток, функціонування і еволюція під дією комплексу чинників ґрунтотворення.

Утворення грунтів - складний процес, основою якого є біологічний кругообіг речовин. На розвиток грунтоутворювального процесу величезний вплив мають такі чинники, виділені В. В. Докучаєвим, як: клімат, рослинність і тваринний світ, материнські породи, рельєф, вік грунтів. Згодом В. Р. Вільямс виділив ще два фактори: відносний вік грунтів і господарську діяльність людини.

Кліматичні фактори - тепло, світло, опади чинять істотний вплив на зростання і поширення рослин. Клімат в різних частинах земної кулі різний. Виділяють арктичний, субарктичний, помірний, субтропічний і тропічний клімат. Відповідно до кліматичних умов виникли тундрова, лісова, лісостепова, лучно-степова, сухостепова, пустельна і тропічна рослинні зони. Кількість органічної речовини, що утворюється різними рослинними угрупуваннями, неоднакова, і залежить від умов клімату і зростає з півночі на південь; одночасно змінюється характер, швидкість і тривалість біологічного кругообігу і тип процесу грунтоутворення.

Найважливішим фактором грунтоутворення є рослинність. В залежності від кліматичних умов формуються різні рослинні формації. В. Р. Вільямс виділив кілька рослинних формацій: дерев'янисту, лугову, степову і пустельну; в даний час виділяють ще лишайниково-мохову. Зелені рослини, використовуючи енергію сонячних променів, вуглекислоту, воду і мінеральні солі, здатні утворювати органічну речовину, залучаючи в біологічний круговорот величезну кількість елементів живлення. Щорічно в процесі життєдіяльності рослин на землі створюється 232,5 млрд. т органічної речовини. При цьому вони використовують 90,1 млрд. т вуглецю, 5,3 млрд. т азоту, близько 20 млрд. т. мінеральних речовин (К, Са, Р тощо).

Роль мікроорганізмів у грунтоутворенні не менш значна, ніж роль рослин. Мікроорганізми виділяють різноманітні ферменти, що сприяють протіканню в грунтах численних реакцій. Розкладаючи органічну речовину і мінерали, мікроорганізми беруть участь в утворенні органо-мінеральних колоїдних сполук. Роль ссавців у грунтоутворенні порівняно невелика. Тільки невелика частина їх живе в грунті - це ховрахи, миші-землерийки і полівки, кріт та інші дрібні тварини.

Материнські, або грунтоутворюючі породи мають істотний вплив на процес грунтоутворення, оскільки грунти довгий час зберігають їх хімічні та водно-фізичні властивості, а також мінералогічний та механічний склад. На гірських породах, що містять велику кількість хімічних елементів, необхідних для живлення рослин, формуються більш родючі грунти. Найбільш багаті грунти розвиваються, наприклад, на карбонатних суглинках, тоді як на пісках вони бідніші, але часто виявляються краще аерованими, теплішими. В залежності від материнських порід змінюється склад рослинності. Так, на піщаних грунтах формуються сосняки, а на суглинистих - трав'яниста лучно-степова рослинність; змінюється і тип грунтоутворення.

Рельєф має суттєвий вплив на кліматичні умови, життя рослин, тварин, мікроорганізмів, характер освіти і розкладання органічних речовин, на грунтоутворюючий процес в цілому. Гірський рельєф обумовлює формування вертикальних кліматичних і рослинних зон. Мезорельеф впливає на перерозподіл вологи, перетворення поверхневого стоку в грунтовий, формування водного режиму та пов'язаного з ним рослинного покриву. В залежності від експозиції схилів змінюється кількість тепла, що надходить у грунт. Північні схили отримують його менше, південні більше. Перерозподіл тепла і вологи впливає на склад і кількісні характеристики рослинного покриву. Мікрорельєф змінює кількість вологи, помітно впливаючи на глибину промочування грунтів, сольовий режим і видовий склад трав'янистої рослинності.

Абсолютний вік грунтів обчислюється з початку розвитку грунтоутворюючого процесу, який викликає поступове формування грунтового профілю. Дослідження свідчать про те, що 1см гумусового горизонту утворюється приблизно за 100 років.

Термін "відносний вік грунтів" введений В. Р. Вільямсом, який зазначав, що при однаковому абсолютному віці території грунти можуть бути еволюційно різними, тобто можуть перебувати на різних стадіях розвитку: одні - в початкових стадіях, а інші - значно розвинені. Відмінності в еволюції грунтів взаємопов'язані з відмінностями рослинного покриву материнських порід, рельєфу та інших місцевих умов, що впливають на грунтоутворення.

Ґрунтоутворення є специфічним біосферним процесом, у результаті якого ґрунт набуває специфічних рис, невластивих породі. До найістотніших рис належить наявність у ґрунті специфічної органічної речовини — гумусу. З накопиченням гумусу пов'язане накопичення в ґрунті одного з найважливіших елементів живлення — азоту, який відсутній у породі. Внаслідок ґрунтотворення ґрунт набуває специфічної будови — утворюється ґрунтовий профіль. Ґрунтовий профіль є системою горизонтів, більш-менш паралельних земній поверхні, формування яких зумовлене ґрунтоутворенням.

Початок вченню про чинники та умови ґрунтоутворення поклав В. В. Докучаєв. Ним встановлено, що формування ґрунтового покриву пов'язане з фізико-географічним середовищем та історією його розвитку. Докучаєв дав визначення поняття ґрунтів як поверхневих мінерально-органічних утворень, які мають власне походження і є результатом сукупної дії: материнської гірської породи, живих і мертвих організмів, клімату, рельєфу місцевості, часу.

Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на скельних породах або продуктах їхнього вивітрювання. Для їх розвитку, у свою чергу, потрібна деяка кількість вологи і елементів живлення в доступній формі. Те й інше з'являється в породі в результаті її фізичного і хімічного вивітрювання. Процес перетворення породи в ґрунт безперервний, він залежить від взаємодії материнської породи з живими організмами і протікає в такий спосіб. При поселенні рослин відбувається переміщення елементів живлення з товщі породи і нагромадження їх у її верхній частині. Ці процеси здійснюються під впливом кореневої системи рослин, яка проникає вглиб породи, поглинає розсіяні в ній фосфор, калій, кальцій та інші елементи живлення, перекачує їх нагору в зону максимального поширення коренів і в надземну частину. Після відмирання рослини розкладаються мікроорганізмами, а елементи, що перебували в них, переходять у вільний (рухомий) стан. При цьому частина елементів вимивається атмосферними опадами вниз, інша закріплюється у верхній частині породи, а третя засвоюється новими поколіннями рослин. При розкладанні рослинних залишків (кореневих, наґрунтових) відбувається утворення складних органічних сполук (гумус). Гумус поступово накопичується у верхній частині породи, надаючи їй темного забарвлення і нових властивостіей. Одночасно з утворенням гумусу йде і процес розкладання (мінералізації) його мікроорганізмами.

Кліматичний чинник визначає забезпеченість ґрунтоутворення вологою (атмосферні опади) і енергією (сонячна радіація). Саме ці умови великою мірою визначають інтенсивність процесів, що протікають у ґрунті. Відоме правило Вант-Гоффа, згідно з яким при підвищенні температури на 10 °C швидкість реакці збільшується в 2-4 рази, справедливе і для ґрунтових процесів. Сприятливі гідротермічні умови впливають на спільноти рослинних і тваринних організмів, збільшуючи їхню продуктивність, що в кінцевому підсумку також впливає на інтенсивність ґрунтоутворення.

Рельєф впливає на ґрунтоутворення як безпосереднім чином, зумовлюючи переміщення ґрунтових мас по схилу в результаті ерозійних процесів, так і опосередковано, перерозподіляючи своїми елементами тепло і вологу і формуючи тим самим своєрідні кліматичні умови.

Гірська порода, яку іноді називають материнською, є тією основою, на якій і з якої формується ґрунт. Мінеральна частина в переважній більшості ґрунтів складає більше 90 %, а частіше більше 95 % ґрунтової маси. Тому саме порода визначає хімічний, мінералогічний, гранулометричний склад ґрунтів. Порода значною мірою визначає швидкість ґрунтоутворення. Так, на лесових відкладах за ідентичності інших умов ця швидкість буде значно вищою ніж на пісках, так само як на елювії базальтів ґрунти будуть формуватися значно швидше, ніж на елювії гранітів. У процесі ґрунтотворення відбувається зміна хімічного складу породи. З охопленої ґрунтоутворенням товщі одні речовини виносяться, а інші акумулюються. Накопичення речовини при ґрунтоутворенні відбувається за рахунок надходження в ґрунт органічної речовини рослинних і тваринних залишків, а також з гідросфери (легкорозчинні солі, гіпс, карбонати лужних і лужноземельних металів, сполуки заліза, кремнезем, що надходять зґрунтових вод) і атмосфери (пилові частинки різного розміру і складу, сполуки, що містяться в розчиненому вигляді в атмосферних опадах). Винос речовини з ґрунту може відбуватися з низхідними і бічними потоками води в ґрунті, знесенням ґрунтових частинок з поверхні ґрунту водними потоками і вітром. Співвідношення акумуляції і винесення речовини визначає баланс ґрунтоутворення.

Завдяки процесу ґрунтотворення порода набуває якісно нової властивості - родючості.
1   2   3   4   5

скачати

© Усі права захищені
написати до нас