Реферат по почвоведению выполнил: студент 1 курса 6 группы Васильев Павел Сергеевич
Санкт-Петербургский Государственный Университет
факультет Географии и Геоэкологии
Санкт-Петербург 2001
Болотные почвы широко распространены в таежно-лесной и тундровых зонах. Большие площади они занимают в северо-западных и северных областях евтопейской части СССР (Белоруссия, Карельская АССР, Мурманская, Ленинградская, Вологодская, Архангельская области). В азаатской части СССР эти почвы наиболее распространены на территории Западно-Сибирской низменности и Дальнего Востока. Общая площадь болотных почв в таежно-лесной и тундровой зонах около 100 млн. га. Болотные почвы встречаются и вне таежно-лесной и тундровой зон. Однако площадь их в других зонах относительна невелика.
Болотный процесс почвообразования
Болотный почвообразовательный процесс характеризуется накоплением в почве органического вещества в виде торфа и оглеением минеральной части почвы. Формирование и развитие болотных почв неразрывно связаны с избыточным увлажнением, которое возникает вследствие различных причин и может быть вызвано поверхностными и грунтовыми водами.
Поверхностные воды могут застаиваться в отрицательных элементах рельефа (котловины, западины и др.), куда вода притекает с окружающей местности. Застаивание воды атмосферных осадков может иметь место и на равнинных элементах рельефа в случае слабо выраженного или совсем отсутствующего поверхностного стока при слабой водонепроницаемости почв и особенно при наличии плотного водоупорного горизонта в толще почвы или почвообразующей породы.
При неглубоком залегании грунтовых вод последние близко подходят к дневной поверхности и, насыщая верхние горизонты почвы до полной влагоемкости, создают условия, благоприятные для развития болотной растительности.
Торфообразование. В начальной стадии заболачивания появляются влаголюбивые автотрофные травянистые растения, которые в последующие стадии сменяются зелеными мхами, кукушкиным льном и, наконец, белым мхом-сфагнумом. Избыточное увлажнение сказывается не только на составе растительности, но и на темпах и характере разложения растительных остатков.
В анаэробных условиях, при недостатке кислорода воздуха, интенсивность окислительных процессов сильно уменьшается и минерализация органических веществ до конца не идет. Разложение органических остатков при анаэробинозисе приводит к образованию промежуточных продуктов в виде низкомолекулярных органических кислот (масляная, уксусная, молочная и др.), которые еще более замедляют процесс минерализации, подавляя жизнедеятельность микроорганизмов, которым принадлежит основная роль в процессах превращения органических веществ в почве.
Разложение органических остатков в анаэробных условиях приводит к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся органических веществ в виде торфа, который составляет неотъемлемую часть всякой болотной почвы. Мощность слоя торфа может достигать в отдельных случаях десятка метров и более.
В образовании торфа важная роль принадлежит разнообразным почвенным микроорганизмам. Наиболее активный биохимический процесс превращения органического вещества торфа протекает в самом верхнем его слое, где создаются условия некоторой аэрации. В нижних горизонтах масса торфа не претерпевает существенных изменений. Об этом, в частности, свидетельствует содержание микроорганизмов в разных горизонтах торфа. Так, по данным кафедры почвоведения ТСХА, количество микроорганизмов в верхнем горизонте низинного торфяника составляло 3660 тысяч на 1г почвы, а в нижних слоях лишь 216 тысяч.
В превращении органических веществ в болотных почвах принимают участие представители многих групп почвенных микроорганизмов. При этом на отдельных стадиях превращения органических остатков ведущее место принадлежит определенным группам организмов. Вначале на отмершей растительности активно развиваются неспороносные бактерии и грибы. В дальнейшем по мере разрушения органических веществ значительное развитие получают спорообразующие бактерии, которых сменяют целлюлозоразлагающие и другие микроорганизмы.
Следовательно, торфообразование – это боихимический процесс, в котором принимают участие многочисленные микроорганизмы, выполняющие сложные функции по разложению и синтезу органического вещества, приводящие в конечном счете к образованию торфа болотных почв.
Изменение условий аэрации и питательного режима является причиной развития определенных групп болотной растительности и ее эволюции.
В. Р. Вильямс следующим образом раскрывает общую схему постепенной эволюции луговой почвы в болотную. В развитии луговой стадии дернового периода главное значение принадлежит трем типам злаков: корневищным, рыхлокустовым и плотнокустовым. За время господства корневищной и особенно рыхлокустовой злаковой растительности происходит прогрессивное накопление органических остатков и аморфного перегноя в массе почвы. Наибольшее накопление органического вещества происходит в верхних горизонтах почвы. Это обстоятельство приводит к ограничению притока кислорода и к сгущению условий анаэробиозиса в почве, чему особенно способствует большая влагоемкость органического вещества.
Анаэробиозис резко заторможивает разложение органического вещества, а следовательно, и вовлечение зольных элементов и азота в новые циклы биологического круговорота, вследствие чего возникает относительный недостаток элементов зольной пищи и азота для растений. В результате недостатка элементов пищи и кислорода в почве луга, рыхлокустовые злаки вытесняются плотнокустовыми злаками, которые, обладая микотрофным типом питания, могут развиваться и в условиях бедности почвенной среды элементами минеральной пищи. Но в силу своей биологической природы плотнокустовые злаки во все возрастающей степени накапливают органическое вещество на поверхности почвы. В этих условиях корни плотнокустовых злаков, отделяясь от минеральной части почвы, распространяются в массе органического вещества, которое по мере прироста вверх становится все беднее элементами зольной пищи, в результате чего плотнокустовые злаки начинают отмирать. И чем больше прирост органического вещества и его отложение на поверхности почвы, тем сильнее его верхние горизонты обедняются элементами зольной пищи и азотом.
В этих условиях на смену плотнокустовым злакам приходят еще менее требовательные к минеральной пище болотные растения и среди них такие олиготрофы, каким является мох сфагнум.
В различных условиях заболачивания территории может иметь место и иной характер развития и смены болотной растительности.
Так, при развитии болотного процесса в понижениях, куда с почвенно-грунтовыми водами приносится значительное количество элементов питания, могут устойчиво развиваться более требовательные к условиям питательного режима травянистые растения-торфообразователи – плотнокустовые злаки, осоки, пушицы, вейники, камыши и др. Заболачивание бедных подзолистых почв на водоразделах в таежно-лесной зоне обычно начинается с поселения зеленых мхов и быстро вступает в фазу сфагнового болота. Наиболее распространенными растениями-торфообразователями из травянистых являются: осоки (GarexL.), пушицы (EriophorumL.), камыш (ScirpusL.), тростник (PhragmitescommunisTrin.), вейник (CalamagrostisAdans.), шейхцерия (SchenchzeriaL.), рогоз (TyphaL.), канареечник (PhalazisL.), хвощовые (EquesetaceaeL.) и др. Среди полукустарников и древесных наиболее часто в торфообразовании учавствуют: багульник (LedumpalustreL.), клюква (OxycoccuspalustrisPers.), вереск (CallunavulgarisL.), ива (SalixL.), береза (BetulaL.), ольха черная (Alnusglutinos (L.) Hulb.) исерая (Alnus incana (L.) Mecnch), соснаобыкновенная (Pinus silvestris L.), ель (Picea excelsa L.), лиственница (Larix sibirica Ledeb.) идр.
Особенно большую роль в торфообразовании играют мхи – гипновые зеленые (Bryales), кукушкин лен (PolytrichumcommuneL.) и белые сфагновые (Sphagnales).
Оглеение. Термины “глей” и “глееобразование” были введены в научную терминологию Г. Н. Высоцким, который впервые указал на биохимическую природу глееобразования. Под глеем Г. Н. Высоцкий понимал “более или менее плотную суглинистую или глинистую породу серого цвета с зеленоватым оттенком”, формирующуюся в условиях длительного переувлажнения.
Высоцкий считал, что в процессе оглеения, или глееобразования, главную роль играют явления раскисления окиси железа, превращения его в соединения закиси с последующим ее выщелачиванием.
Раскисление происходит под влиянием разлагающихся органических веществ в условиях затруднения или полоног прекращения доступа кислорода воздуха при участии анаэробных микроорганизмов.
Последующие исследования подтвердили это положение Высоцкого и показали, что глееобразование представляет собой сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных условиях при непременном наличии органического вещества и при участии анаэробных микроорганизмов. По данным Е. В. Рунова, Е. Ф. Березовой и других исследователей, большая роль в процессах оглеения принадлежит маслянокислым бактериям. Наиболее крупные работы в изучении глеевого процесса проведены Я. Н. Афанасьевым, А. А. Завалишиным, К. В. Веригиной, С. П. Ярковым, И. С. Кауричевым и др.
При глееобразовании происходит значительное изменение состава и свойств органической и минеральной частей почвы.
В условиях анаэробиозиса в составе органического вещества накапливаются наиболее активные и подвижные фракции специфической и неспецифической природы (фульвокислоты, низкомолекулярные кислоты и соединения типа полифенолов).
При процессах глееобразования минеральная часть почвы подвергается разнообразным и сложным превращениям – происходит разрушение первичных и вторичных минералов и в то же время возможен синтез вторичных минералов. Кроме того, существенным превращениям подвергаются соединения элементов с перемонной валентностью (Fe, Mn, S и N).