Контрольная работа по "Экологии"

Помимо стока, часть почвенной влаги расходуется на испарение. Из-за своеобразия и непостоянства свойств почвы как испаряющей поверхности, при одинаковых метеорологических условиях скорость испарения меняется сообразно изменению влажности почвы. Величина испарения может достигать 10—15 мм/сутки. Почвы с близким залеганием грунтовых вод испаряют гораздо больше воды, чем с глубоким.

Теория типов водного режима почвы была заложена известным русским почвоведом Г. Н. Высоцким, дополнена и развита рядом исследователей, в первую очередь А. А. Роде. Выделяются следующие основные типы водного режима.

Промывной тип водного режима. В условиях этого типа режима имеет место ежегодное промачивание всей почвенно-грунтовой толщи до грунтовых вод. При этом в грунтовые воды уходит большее количество почвенных вод, чем поступает из грунтовых вод в почву. Уравнение водного баланса для этого типа режима будет иметь следующий вид:

Разность между количеством осадков и суммарным значением десукции, испарения, поверхностного и внутрипочвенного стока будет составлять ту часть почвенных вод, которая теряется посредством грунтового стока. Почвенно-грунтовая толща в условиях этого режима ежегодно как бы промывается гравитационной водой. Подобный тип водного режима почвы типичен для гумидных ландшафтов умеренного и тропического климата, где сумма осадков больше испаряемости.

Непромывной тип водного режима. Для этого типа режима характерно отсутствие сплошного промачивания почвенно-грунтовой толщи. Атмосферная влага, поступая в почву, проникает на глубину от нескольких дециметров до нескольких метров (обычно не более 4 м). Почвенная вода при этом режиме представлена преимущественно формой подвешенной капиллярной воды. В силу того что грунтовые воды в этих условиях залегают глубоко, между нижней границей капиллярно-подвешенной почвенной воды и верхней границей капиллярной каймы грунтовых вод залегает толща с влажностью, близкой к влажности завядания. Эта толща названа Г. Н. Высоцким мертвым горизонтом иссушения. Уравнение баланса этого типа водного режима почвы будет иметь вид:

Для водораздельных участков поверхностный и внутрипочвенный стоки практически равны нулю, поэтому расходные статьи баланса складываются из десукции и испарения.

Непромывной режим почвенных вод типичен преимущественно для аридных ландшафтов, где сумма осадков всегда существенно меньше испаряемости.

Выпотной тип водного режима. Особенность выпотного типа водного режима — важная роль поступающих в почву грунтовых вод, причем сумма десукции и испарения превышает количество атмосферных осадков. Профиль почв с подобным типом водного режима располагается в пределах капиллярной каймы грунтовых вод.

Разность суммы десукции и испарения и количество осадков будет соответствовать количеству воды, поступившей из грунтовых вод в почву.

Водный режим выпотного типа характерен для почв, формирующихся в условиях близкого расположения грунтовых вод и резкого преобладания испаряемости над осадками. Схематическое изображение водного баланса при выпотном режиме приведено на рис. 25, в.

Застойный тип водного режима. Он формируется под влиянием высокого положения уровня грунтовых вод, однако вследствие повышенной влажности воздуха десукция и испарение здесь не так велики, как в случае выпотного типа. Количество атмосферных осадков превышает сумму десукции и испарения. Разница между атмосферными осадками и расходом на десукцию и испарение идет на образование верховодки. В результате происходит заболачивание почвы. Застойный тип водного режима типичен для почв депрессий рельефа в условиях гумидного климата.

Мерзлотный (криогенный) тип водного режима. Кроме охарактеризованных типов водного режима выделяют также мерзлотный (криогенный) тип, который характерен для территории сплошного распространения многолетней мерзлоты. Специфику этого типа режима создает близко залегающий постоянно мерзлый водоупорный горизонт. Вследствие этого, несмотря на небольшое количество осадков, в теплое время года почва пересыщена водой.

Влияние древесных насаждений на водный режим местности. Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют увеличению запасов влаги в метровом слое почвы к началу вегетационного периода на 50—80 мм и до 120 мм в отдельные годы (А. И. Шульгин). Под влиянием лесных полос сокращается непродуктивное испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообеспеченность полей. Наиболее эффективны ажурные и продувные лесные полосы. Древесная растительность оказывает весьма существенное влияние и на водные свойства почв, и на их водный режим, и на процессы эрозии. Естественным следствием этого является возможность, путем соответствующего распределения древесных насаждений и ведения хозяйства в них, управлять водным режимом обширных территорийПрименение древесных насаждений для регулирования водного режима местности опирается на представления о гидрологической роли леса. Ниже в краткой форме обобщены эти представления. При этом использованы как старые работы различных исследователей, так и новые исследования, в частности исследования Всесоюзного института лесного хозяйства. Остановимся сначала на влиянии массивных насаждений, а затем перейдем к полосным.

1. Возвращение  влаги в атмосферу достигает  наибольшей величины на площадях, покрытых лесом, как вследствие  более или менее значительной  задержки атмосферных осадков  кронами, так и вследствие большой  десукции. Поэтому нельзя, по-видимому, говорить о повсеместной водоохранной роли леса, а правильнее рассматривать его преимущественно как водорегулирующий фактор.

2. В зимнее время в лесу накапливается больше снега, чем на больших безлесных пространствах, причем наибольшее накопление снега наблюдается в лиственных насаждениях, меньшее в хвойных, а среди них наименьшее — в еловых.

3. Интенсивность снеготаяния в лесу меньше, чем на безлесных площадях, причем в хвойных насаждениях она меньше, чем в лиственных, и наименьшая—в еловых. Зависимость продолжительности снеготаяния от состава насаждения имеет обратный характер.

4. Почва  в лесу промерзает менее глубоко, чем на безлесных пространствах, и оттаивает раньше.

5. Водопроницаемость  почв под лесом больше, чем  под любым другим угодьем. Этот  факт, в сочетании с меньшей  промерзаемостью обусловливает наилучшее поглощение влаги почвой под лесом.

6. Весенний  снеговой и летний ливневый  поверхностный сток в лесу  меньше, чем на безлесных площадях, т. е. лес в наибольшей стен  пени способен превращать поверхностный  сток в почвенный и грунтовый. Так как почвенный и грунтовый стоки совершаются значительно медленнее, чем поверхностный, то и общая продолжительность всех видов стока на лесных площадях больше, чем на безлесных.

7. Наличие  лесных массивов в бассейне  реки увеличивает продолжительность периода речного паводка и уменьшает его интенсивность.

8. Вследствие  малой величины поверхностного  стока и наличия лесной подстилки  смыв почвы с облесенных площадей  значительно меньше, чем с площадей, занятых любой другой растительностью. Из этого следует, что лес обладает  и почвозащитным действием.

9. Уменьшение  смыва почвы имеет своим следствием  уменьшение заиления рек и  водохранилищ.

10. Различные  лесохозяйственные мероприятия, при  помощи которых можно вмешиваться  в жизнь леса и в той или  в иной мере управлять ею, позволяют  оказывать воздействие на водоохранное, водорегулирующее и почвозащитное влияние леса.

Вопрос №3

Перегной – карбонатные почвы. Условия их образования, распространение, строение почвенного профиля, лесорастительные свойства, эволюция и пути улучшения.

В ряде мест подзолистой зоны почвообразующими породами служат продукты выветривания известняков, мела, мергеля. Образованные на этих породах почвы резко отличаются от окружающих почв подзолистого типа почти черной окраской, высоким содержанием перегноя, богатством углекислым кальцием. Указанные признаки дали основание назвать их перегнойно-карбонатными.

На территории бывшего СССР перегнойно-карбонатные почвы занимают сравнительно небольшие площади в виде отдельных островов в пределах подзолистой зоны. Значительно большие площади они занимают в Центральной и Западной Европе, где эти почвы отличаются большим разнообразием.

Известняки, мел, мергель - малоблагоприятная среда для развития растительности. Они обладают низкой влагоемкостью, трудно проницаемы для корней, бедны другими элементами питания при обилии кальция. Поэтому на первых стадиях почвообразования на них поселяются наименее требовательные к почвенным условиям сосновые леса.

Под действием соснового леса происходит разрыхление верхнего слоя, обогащение его азотом и зольными элементами, накопление перегноя. На этой стадии создается маломощная перегнойно-карбонатная почва. Под лесной подстилкой имеется перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) с хорошо выраженной зернистой структурой. Под воздействием угольной кислоты, образуемой при разложении растительных остатков и выделяемой корнями растений, труднорастворимый в воде карбонат кальция - СаСОз переходит в более растворимый бикарбонат -Са (НС03) 2, который вымывается из почвенного профиля. Постепенно образуется слой, обедненный карбонатом кальция и обогащенный перегноем, азотом, зольными элементами и минеральными включениями, содержащимися I материнской породе. Проходя ряд промежуточных стадий развития, маломощная перегнойно-карбонатная почва переходит в мощную перегнойно-карбонатную почву. Это делает возможным поселение более требовательных к почвенным условиям древесных пород. На данной стадии перегнойно-аккумулятивный горизонт (Ai) достигает 20 см, под ним выделяется переходный горизонт (Bi), обладающий буровато-коричневой окраской, более плотным сложением, крупнозернистой структурой. Материнская порода лежит на глубине 40-50 см. Вопрос о дальнейшем развитии изучен недостаточно.