Климат как фактор почвообразования

При распашке подзолистые почвы быстро теряют свое плодородие, поэтому они нуждаются во внесении органических и минеральных удобрений, а также в известковании - внесении в почву известковых удобрений для устранения вредной для многих сельскохозяйственных культур кислотности почвы. После проведения культур технических работ по улучшению подзолистых почв на них можно получить высокие урожаи зерновых, картофеля, овощей, льна, многолетних трав, а также использовать под луга и пастбища.

В таежно-лесной зоне чаще встречаются дерново-подзолистые почвы, которые богаче перегноем и менее кислые, чем подзолистые. Дерново-подзолистые почвы формировались при совместном влиянии подзолистого и дернового почвообразовательных процессов. Однако и эти почвы требуют улучшения, поэтому для повышения плодородия дерново-подзолистых почв мощность пахотного слоя увеличивают до 20 - 22 см и более, постоянно вносят органические и минеральные удобрения, периодически известкуют, расширяют посевы многолетних и злаковых трав.

В таежно - лесной зоне встречаются болотные почвы, под которыми имеется торфяной горизонт разной мощности с серо-сизой окраской. Болотные почвы образуются в основном в результате заболачивания суши. Характерной особенностью распространения болотных почв в таежно - лесной зоне является то, что они не образуют сплошных массивов, а располагаются различными по площади пятнами среди подзолистых, дерново-подзолистых и других почв.

Болотные почвы используют под сенокосные угодья, но качество этих сенокосов обычно невысокое. После осушения болот и проведения культур технических работ болотные почвы превращаются в сельскохозяйственные угодья, которые при рациональном использовании дают высокие урожаи однолетних и многолетних трав, кормовых корнеплодов, овощных и технических культур.

Лесостепная зона. Она расположена южнее таежно-лесной, а ее южная граница в европейской части России проходит через города Тула - Ульяновск - Уфа, в азиатской части продолжается через Челябинск - Омск - Новосибирск - Кемерово - Иркутск - Улан-Удэ - Чита. Характерная особенность территории этой зоны - извилистое очертание границ и островное расположение в пределах Восточной Сибири.

Серые лесные почвы этой зоны сформировались в условиях умеренного теплого климата, равнинного, волнистого рельефа с понижениями и оврагами. Причем почти все осадки, выпадающие в лесостепной зоне, практически полностью испаряются. Серые лесные почвы образовались под луговой, степной растительностью и частично под покровом осветленных широколиственных лесов. Обилие растительных остатков в условиях сезонного увлажнения, насыщенность лесов и лёссовидных суглинков твердыми основаниями, слабокислая реакция усиливают почвообразовательный процесс и способствуют накоплению перегноя и питательных веществ. Здесь лёсс - неслоистая пористая осадочная горная порода серо-желтого или палевого цвета, богатая углекислым кальцием.

Почвы лесостепи давно уже освоены для сельскохозяйственного использования и более 40 % из них занято под Пашней, а около 10 % – под сенокосами и пастбищами. Эти почвы пригодны для выращивания озимых и яровых зерновых, картофеля, кукурузы на силос, люцерны и других культур. Но эти почвы необходимо правильно обрабатывать и защищать от эрозии – разрушения ветром и водой. Агротехнические мероприятия по повышению плодородия этих почв предусматривают углубление пахотного слоя, применение всех видов удобрения, известкования, почвозащитных севооборотов и противоэрозионной обработки на склонах.

Черноземно-степная. Эта зона располагается южнее лесостепной. В пределах европейской части России она занимает сплошную территорию, а южная ее граница совпадает с Государственной границей России и Украины. В азиатской части страны черноземно-  степная зона доходит до Оби, а с юга граничит с Казахстаном.

Черноземы образовались под обильной степной растительностью в условиях равнинного рельефа, умеренно теплого климата и ограниченного количества осадков. Плодородие черноземов создавалось многие тысячелетия.

Когда-то здесь на лёссовидных суглинках стали произрастать степные растения, такие, как ковыль, тимофеевка, овсюг и т.д. Травы ежегодно отмирали, их остатки служили пищей микроорганизмам, насекомым и другим животным, которые способствовали их разложению и превращёнию в перегной. Так в почве накапливались азот и фосфор, которые необходимы растениям в первую очередь. В перегное отдельные почвенные частицы склеивались в комочки, приобретая форму зерен гороха. Создавалась прочная зернистая и мелкозернистая структура черноземов.

Черноземные почвы России распахивают уже не одну сотню лет, и, тем не менее, они продолжают оставаться самыми богатыми почвами в мире. При внесении в такие почвы необходимых удобрений урожайность сельскохозяйственных культур значительно повышается. Эти земли необходимо правильно использовать и защищать от ветровой и водной эрозии. Кроме того, необходимо заботиться о накоплении влаги в почве, чтобы в засушливые годы растения не страдали от недостатка воды.

Зона сухих и полупустынных степей. Эта зона находится к югу от черноземно-степной зоны и размещается в Калмыкии и в Астраханской области, а в пределах Восточной Сибири имеет островное распространение в Минусинских и Приамурских степях.

Почвы зоны сухих и полупустынных степей сформировались в условиях недостаточного увлажнения и повышенной температуры, поэтому в них меньше перегноя, чем в черноземах. Хотя эти почвы и обладают высоким естественным плодородием, но недостаток влаги, особенно в засушливые годы, не позволяет получать ежегодно устойчивые урожаи. Но зато при искусственном орошении на этих землях можно получать высокие урожаи сельскохозяйственных культур. Для лучшей организации использования сельскохозяйственных земель проводят бонитировку почв.

На крупных равнинных территориях типы почв, возникающие под влиянием типичных для данного климата условий почвообразования (т.е. автоморфные типы почв, развивающиеся на водоразделах при условии, что атмосферные осадки – основной источник увлажнения), располагаются обширными полосами – зонами, вытянутыми вдоль полос с близким атмосферным увлажнением (в областях с недостаточным увлажнением) и с одинаковой годовой суммой температур (в областях с достаточным и избыточным увлажнением).

 Такие типы почв  В.В.Докучаев назвал зональными. Это создает основную закономерность пространственного распределения почв на равнинных территориях – горизонтальную почвенную зональность. Горизонтальная почвенная зональность не имеет общепланетарного распространения, она характерна лишь для очень обширных равнинных территорий, например, Восточно-Европейской равнины, части Африки, северной половины Северной Америки, Западной Сибири, равнинных пространств Казахстана и Средней Азии. Как правило, эти горизонтальные почвенные зоны располагаются широтно (т.е. вытянуты вдоль параллелей), но в ряде случаев под влиянием рельефа направление горизонтальных зон резко меняется. Например, почвенные зоны западной части Австралии и Южной половины Северной Америки простираются вдоль меридианов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Климат почв  и его заключение для почвообразования и плодородия почв

В спекте геологического времени климат - явление переменное. С изменением климата тесно связана история развития органического мира, а следовательно, и история развития почвенного покрова Земли. Климат играет важнейшую роль в закономерном размещении типов почв по лику земного шара, ему принадлежит огромная роль в установлении определенных циклов динамики почвообразовательных процессов, их специфике и направленности. С климатическими условиями связана энергетика почвообразования.

Климат Земли есть результат взаимодействия многих природных факторов, главные из которых: а) приход и расход лучистой энергии Солнца; б) атмосферная циркуляция, перераспределяющая тепло и влагу; в) влагооборот, неотделимый от атмосферной циркуляции. Каждый из перечисленных факторов зависит от географического положения местности (широты, высоты над уровнем моря и т. д.).

Важнейшим компонентом земной атмосферы является вода. Вода «всеюдна», она есть непременное условие формирования всех природных экосистем, условием возникновения большинства процессов, протекающих на поверхности Земли и в ее недрах. В соответствии с поступлением тепла на поверхности Земли формируются термические пояса планеты (Факторы почвообразования).

 

 

 

 

Таблица 1. Планетарные термические пояса (Мамонтов В.Г.,2006).

Пояс	Среднегодовая температура ,0C	Радиационный баланс, кДж (см3/год)	Сумма активных температур,0С за год на Южной (северной в Южном полушарии) границе поясов
Полярный	-23-15	21-42	400-500
Бореальный	-4+4	42-84	2400
Суббореальный	+10	84-210	4000
Субтропический	+15	210-252	6000-8000
Тропический	+32	252-336	8000-10000

 

Важнейшим компонентом земной атмосферы является вода. Вода «всеюдна», она есть непременное условие формирования всех природных экосистем, условием возникновения большинства процессов, протекающих на поверхности Земли и в ее недрах (Мамонтов В.Г.,2006).

В мировой круговорот ежегодно вовлекается около 577 тыс. км3 воды (505 тыс. км3 испарение с поверхности океана и 72 тыс. км3 поверхности суши), из которых около 119 тыс. км3 ежегодно выпадает на сушу в виде осадков. Количество выпадающей из атмосферы воды в различных природных зонах сильно варьирует. В целом поступление атмосферных осадков резко нарастает от полюса к экватору. Однако внутри континентов наблюдаются значительные отклонения от этой общей закономерности в связи с особенностями атмосферной циркуляции, размером и строением материков, наличием горных цепей и низменностей, близостью расположения местности от побережья морей и океанов, наличием холодных или теплых морских течений. В силу тех или иных географических причин на конкретной территории складывается определенный тип теплового и водных режимов, значительно нарушающих правильность широтных поясов.

Климатические области	Среднегодовое количество осадков,мм	Коэффициент увлажнения (КУ)
Исключительно сухие (супераридные)	10-20	0,2-0,1
Засушливые (аридные)	50-150	0,5-0,3
Умеренно сухие (семиаридные)	200-400	0,7-0,5
Влажные (гумидные)	50-800	1,0
Избыточно влажные	1500-2000	1,2-1,5
Особенно влажные (супергумидные)	3000-5000	1,5-1,0-3,0

 

Таблица 2. Классификация климатических областей по среднегодовому количеству осадков (Мамонтов В.Г.,2006)

 

В соответствии с поступлением влаги и ее дальнейшим перераспределением каждый природный регион характеризуется показателем радиационного индекса сухости.

К = R/a*r  (1),

где R - радиационный баланс, кДж/(см2•год);

r - количество осадков в год, мм;

а- скрытая теплота фазовых преобразований воды, Дж/г.

Радиационный индекс сухости показывает, какая доля радиационного баланса тратится на испарение осадков. Изолинии индекса сухости в северном полушарии в общем совпадают с распространением природных зон.

Таблица 3.

Значения радиационного индекса сухости для различных природных зон Северного полушария (Григорьев A.А и Будыко М.И, 1965)

Зоны и подзоны	R/a*r
Северная тундра	0,37-0,40
Южная тундра	0,40-0,55
Лесотундра	0,55-0,56
Северная тайга	0,56-0,60
Средняя тайга	0,60-0,75
Южная тайга	0,75-0,85
Широколиственные леса	0,85-1,00
Лесостепь	1,00-1,30
Степи	1,30-2,50
Северные полупустыни	2,50-4,00
Южные полупустыни и пустыни	3,00-15,00

 

Установлено, что при избытке годовых осадков и низком значении радиационного баланса индекс сухости лежит в пределах значений меньше единицы. При избытке тепла и недостатке годовых осадков радиационный индекс сухости значительно выше единицы.

Учет радиационного баланса и радиационного индекса сухости позволил выявить географические закономерности годичной биологической продукции (а также запасов фитомассы) в теснейшей связи с особенностями климата. При значениях R>>147-168 кДж/(см2•год) основная роль принадлежит воде. Таким образом, если ресурсы тепла достаточно велики, дополнительное увлажнение приводит к увеличению продукции, при недостатке тепла — к ее снижению.