Предмет, завдання дисципліни, методи дослідження. Історія розвитку ґрунтознавства.

План

1.      Поняття про грунт.

2.      Роль грунту в природі і житті людини.

3.      Грунтознавство як наука.

4.      Методи вивчення грунту.

5.      Вплив грунтоутворюючих порід на формування і географію грунтів.

6.      Значення грунтознавства для фізичної та кономічнолї географії.

1.Поняття про грунт.

Протягом тисячоліть людина уявляла ґрунт як відносно пухкий поверхневий шар суші Землі, на якому ростуть рослини і який є засобом сільськогосподарського виробництва. Та­ке поняття ототожнювалось з терміном земля — ділянкою поверх­ні, на якій жила людина.

Наукове визначення цього терміна дав В. В. Докучаєв. На ос­нові численних фактів, одержаних в процесі вивчення чорноземів Росії, та їх логічного аналізу він запропонував під ґрунтом розу­міти виключно лише ті денні або близькі до них   горизонти   гір­ських порід, які були більше або менше природно змінені взаєм­ним впливом води, повітря і різноманітних організмів — живих і мертвих. Він підкреслював, що ґрунти утворились шляхом надзви­чайно складної взаємодії  місцевого  клімату,  рослинності і тва­ринних організмів, складу і будови материнських гірських порід, рельєфу місцевості і, нарешті, віку країни (Докучаєв В. В. Материалн к оценке земель Нижегородской губернии. Естественноисторическая часть. Спб., 1886.— Вмп. 1.— С. 227). Отже, ґрунт є про­дуктом взаємодії живої і неживої природи, особливим природно-історичним  тілом.  Тому  в сучасному ґрунтознавстві  найчастіше використовують таке визначення: ґрунт — самостійне природно-іс­торичне, органо-мінеральне тіло, яке виникло внаслідок дії живих і мертвих організмів і природних вод на поверхневі горизонти гір­ських порід під впливом кліматичних факторів, рельєфу і гравіта­ційного  поля  Землі.

Основною властивістю ґрунту є родючість — здатність забезпечувати рослини поживними елементами, вологою, повітрям і теп­лом протягом вегетаційного періоду. Саме ця властивість відрізняє ґрунт від гірської породи. Всебічне вивчення родючості провів ві­домий ґрунтознавець В. Р. Вільямс. Він вказував, що поняття про ґрунт і його родючість нероздільні. Родючість — суттєва власти­вість, якісна ознака ґрунту, незалежна від ступеня його кількіс­ного прояву. Поняття про родючість ґрунту він протиставляє по­няттю про безплідний камінь або масивну гірську породу.

Таким чином, ґрунт як особливе природне тіло - це складна біомінеральна (біокосна) динамічна система, яка є комплексною функцією гірської породи, організмів, клімату, рельєфу, часу і якій властива родючість.

Ґрунт, як будь-яке природне тіло, має своє положення в прос­торі, об'єм і межі; як форма природного ресурсу представлений у вигляді ґрунтового покриву Землі.

З виробничої точки зору ґрунт є предметом і продуктом праці та засобом виробництва.

2.Роль ґрунту в природі і житті людини

Ґрунтовий покрив знаходиться на межі взаємодії літосфери, атмосфери, гідросфери і біосфери. Одночасно він є ком­понентом біосфери. Це зумовлює його специфічну роль у цій склад­ній системі земних геосфер, його глобальні функції. Б. Г. Розанов (1988) виділяє п'ять глобальних функцій ґрунту.

1. Ґрунт забезпечує існування життя на Землі. Майже всі жи­ві організми суші одержують елементи мінерального живлення з ґрунту. Ґрунт є основою для закріплення вищих рослин, його на­селяють мікроорганізми, нижчі рослини, тваринні організми. Отже, ґрунт одночасно є наслідком і умовою його існування. В цьому полягає діалектична єдність біосферних процесів.

2. Ґрунт є сферою постійної взаємодії великого геологічного і малого біологічного кругообігу речовин на Землі. В ґрунті відбу­ваються процеси вивітрювання мінералів і гірських порід. Про­дукти вивітрювання частково виносяться атмосферними опадами в гідрографічну сітку, а звідти у Світовий океан, де вони утворю­ють осадові породи, які внаслідок тектонічних явищ можуть знову опинитись на поверхні Землі і зазнати вивітрювання. За такою схемою відбувається великий геологічний кругообіг речовин.

Одночасно водорозчинні елементи засвоюються з ґрунту рос­линами  через ланцюг трофічних ланок знову повертаються в ґрунт. Так здійснюється малий біологічний кругообіг речовин.

3. Ґрунт здійснює регулювання біосферних процесів на Землі. Завдяки динамічному відтворенню родючості в ґрунті і на його поверхні підтримується висока насиченість живими організмами.

4. Ґрунт регулює хімічний склад атмосфери і гідросфери. Фі­зичні, хімічні і біологічні процеси, які відбуваються в ґрунті (ди­хання живих організмів, «дихання» ґрунту, міграція хімічних еле­ментів), підтримують певний склад приземного шару атмосферно­го повітря та визначають хімічний склад континентальних вод.

5. Ґрунт здійснює акумуляцію активної органічної речовини і хімічної енергії. Основною формою органічної частини ґрунту і но­сієм енергії є гумус. За даними В. А. Ковди (1970), у трав'янистих ландшафтах суші запаси енергії в гумусовому горизонті ґрунту в 20 — 30 разів більші запасів енергії в рослинній біомасі. Акуму­льовані в ґрунті органічна маса і енергія економно витрачаються для підтримання життя і кругообігу речовин у природі.

Згідно з вченням В. М. Сукачова про біогеоценози, ґрунт є не­від'ємним компонентом природних екологічних систем (екосистем), або біогеоценозів, з яких складається біосфера. Він входить до них як окрема підсистема, яка пов'язана з іншими підсистемами (рослини, тварини, атмосфера тощо) численними зв'язками. От­же, функціонування наземних екосистем неможливе без ґрунту.

В економічній сфері людського суспільства ґрунт набуває со­ціально-економічного поняття. У даному випадку ґрунт одночасно виступає як фізичне середовище, життєвий простір існування лю­дей і як економічна основа, тобто основний засіб сільськогосподар­ського виробництва.

Народногосподарське значення ґрунту як основного засобу виробництва в сільському господарстві визначається його основною властивістю -родючістю.

Ґрунт є надбанням усього людства і тому всі люди Землі по­винні раціонально використовувати і охороняти його для сучас­ного і майбутніх поколінь.

3. Ґрунтознавство як наука

Ґрунтознавство є самостійною галуззю природо­знавства. Як наукова дисципліна сформувалось у кінці XIX ст. завдяки працям видатних вчених В. В. Докучаєва, П. А. Кости-чева, М. М. Сибірцева, їхніх учнів і послідовників.

Виникнення наукового ґрунтознавства тоді було не випадко­вим. Його становленню сприяла прогресивна наукова атмосфера середини XIX - початку XX століть. У цей період бурхливо розви­валося природознавство, яке базувалось на еволюційних ідеях Ч. Лайєля в геології і Ч. Дарвіна в біології.

В історії наукового ґрунтознавства є період, який називають «золоте тридцятиліття» (1880—1910). У цей період класики ро­сійського ґрунтознавства разом з зарубіжними колегами — Є. Гіль-гердом (США), О. Зігмондом і П. Трейцем (Угорщина), Е. Романном (Німеччина) та іншими — розробили ряд положень науко­вого генетичного ґрунтознавства. Генетичного тому, що в його ос­нові лежить вчення про генезис — походження, розвиток і еволю­цію ґрунтів.

Основними положеннями  сучасного  ґрунтознавства  є:

- поняття про ґрунт як самостійне природно-історичне тіло, яке формується в часі і просторі під впливом факторів ґрунтоутво­рення;

- вчення про  фактори  ґрунтоутворення;

- концепція ґрунтоутворювального процесу як складного ком­плексу «елементарних» процесів;

- вчення про родючість ґрунту як його основну властивість, що забезпечує життя на Землі і є наслідком життя;

- поняття про сучасний ґрунтовий покрив як стадію в історії роз­витку земної кори;

- принципи систематики  і  класифікації  ґрунтів;

- вчення про зональність ґрунтового покриву (ґрунтові зони і зональні типи ґрунтів);

- поняття  про  педосферу  як  специфічну геосферу  Землі.

У ґрунтознавстві застосовано системний підхід — ґрунт роз­глядається як складна система з великою різноманітністю внут­рішніх і зовнішніх зв'язків. У таких системах зміна одного фак­тора зумовлює зміни багатьох інших.

На основі системного підходу було сформульовано уявлення про ієрархічні рівні структурної організації ґрунту: атомарний, молекулярно-іонний, елементарних часток, агрегатний, ґрунтових горизонтів, ґрунтового профілю, ґрунтового покриву.

Важливе значення в розвитку ґрунтознавства мало тверджен­ня В. В. Докучаєва про те, що ґрунт є дзеркалом ландшафту. Склад, властивості і ознаки ґрунту є відображенням сукупної дії як сучасного комплексу факторів ґрунтоутворення, так і минулого їх стану. Ґрунт є закодованою історією ландшафту і його сучасного стану.

В. А. Ковда та його школа обґрунтували і розвинули концепцію ґрунту як компонента біосфери. Згідно з даною концепцією ґрунт вивчають як елемент ґрунтового покриву, як компонент біосфери і як підсистему в екологічних системах. Такий підхід до ґрунту дав змогу ефективно провести дослідження з проблем біологічної про­дуктивності суші та зрозуміти механізми функціонування природ­них екологічних систем.

4. Методи вивчення ґрунту

Ґрунтознавство як самостійна галузь природознав­ства має свої методи дослідження. Основні з них розробив В. В. Докучаєв.

1. Порівняльно-географічний метод ґрунтується на залежності будови, складу і властивостей ґрунту від сукупної дії факторів ґрунтоутворення. В. В. Докучаєв зазначав, що зміна факторів ґрунтоутворення зумовлює зміну властивостей ґрунту. На основі цього він зробив висновки:

а) якщо фактори ґрунтоутворення на різних територіях одна­кові, то і ґрунт буде однаковий;

б) вивчивши фактори, можна передбачити, яким буде ґрунт на даній території.

Суть методу полягає в тому, що на даній території одночасно вивчають весь комплекс факторів ґрунтоутворення і детально самі ґрунти (їх будову, морфологічні ознаки, хімічний склад, фізико-хімічні властивості тощо). В результаті встановлюється залеж­ність ознак або властивостей ґрунту від дії того або іншого факто­ра, від зміни факторів.

2. Метод стаціонарних досліджень полягає в систематичному спостереженні за будь-яким «елементарним» процесом у ґрунті, наприклад: зміна вмісту гумусових речовин протягом року, мігра­ція хімічних елементів за профілем ґрунту тощо. На основі добутих даних встановлюють залежність морфологічних ознак і власти­востей ґрунту від дії окремих факторів або їх сукупного впливу. Тому цей метод уточнює і доповнює дані, добуті під час порівняль­но-географічних досліджень.

3. Профільний метод застосовують у всіх ґрунтових досліджен­нях. За цим методом ґрунт вивчають від поверхні на всю глибину до ґрунтоутворювальної породи. При цьому на профілі визначають межі генетичних горизонтів і описують їх морфологію.

4. Метод ключів, або опорних ділянок, дає змогу вивчати і на­носити на карту ґрунти значних територій за порівняно короткий час і з незначними витратами коштів і матеріальних ресурсів.

Крім того, в ґрунтознавстві застосовують ряд інших методів, а саме: порівняльно-історичний, ґрунтових монолітів, ґрунтових лізиметрів, ґрунтово-режимних спостережень, балансовий, ґрунто­вих витяжок, аерокосмічний, радіонуклідний, експедиційний.

5. Зв'язок ґрунтознавства з іншими науками та його основні розділи

Датою заснування сучасного наукового генетичного ґрунтознавства є 1883 р., коли вийшла з друку праця В. В. Докучаєва «Російський чорнозем». За сто років докучаївське ґрунто­знавство перетворилося на розвинену галузь природознавства. Це було досягнуто завдяки правильній методології та фундаменталь­ним методам дослідження, спираючись на які розвивалась дана наука. Протягом всієї історії свого становлення теоретичне ґрунто­знавство було тісно пов'язане з фізико-математичними, хімічними, біологічними, геологічними і географічними науками.

На основі наукових розробок вчених ґрунтознавців, біологів, фізиків і хіміків виникли такі розділи ґрунтознавства: мінералогія ґрунтів, геохімія ґрунтів, геохімія ландшафтів, фізика ґрунтів, хі­мія ґрунтів, біохімія ґрунтів, мікробіологія ґрунтів, зоологія ґрунтів, фізична і колоїдна хімія ґрунтів. Вивчення закономірностей просторового поширення ґрунтів зумовило виникнення самостій­ної наукової дисципліни — географії ґрунтів.

Ґрунтознавство як теоретична наука успішно розвивалось ще й тому, що воно з початку свого становлення вирішувало конкрет­ні завдання для потреб ряду галузей народного господарства. Внаслідок цього сформувались прикладні галузі ґрунтознавства: агроґрунтознавство, агрохімія, агрофізика, меліоративне, лісове,, медичне, військове, будівельне ґрунтознавство.

6. Значення ґрунтознавства для фізичної та економічної географії

Одним з основних напрямів фізичної географії XX ст. є ландшафтознавство — вивчення природних комплексів. У науковому ландшафтознавстві провідним є вивчення структури ландшафтів, тобто виявлення взаємозв'язків між їх компонента­ми і морфологічними частинами. Компонентами ландшафту є гір­ські породи, вода, ґрунти, рослинний і тваринний світ, клімат, ре­льєф, повітряні маси, людина. Отже, одним з головних джерел сучасного вчення про ландшафти є генетичне ґрунтознавство. Вив­чаючи фактори ґрунтоутворення (материнську породу, клімат, жи­ві організми, рельєф), які одночасно є компонентами ландшафту, ґрунтознавство збагачує знання про ландшафти. Отже, ґрунто­знавство в своїй основі є географічною наукою.

Крім того, ґрунт як компонент ландшафту одночасно є його показником - є дзеркалом ландшафту. Цей вислів, дещо в іншій формі, належить В. В. Докучаєву. Він першим вказав, що ґрунт — дзеркало навколишнього середовища. Пізніше Б. Б. Полинов, який разом з В. В. Докучаєвим вважається засновником ландшафто­знавства, перефразував вираз свого вчителя у вираз «ґрунт — дзеркало ландшафту». Проте цей афоризм не можна розуміти буквально. По-перше, ґрунт дзеркало не лише сучасного, а й ми­нулих ландшафтів; по-друге — це метафора, мається на увазі відповідність. Ґрунт відповідає даним умовам. Ця концепція ґрунтується на тому, що ґрунт є наслідком розвитку з материнської породи під впливом певної сукупності факторів ґрунтоутворення. Наслідки конкретного генезису фіксуються в будові, складі і влас­тивостях даного ґрунту.

На цій відповідності базується вивчення ґрунтів у природі, во­на відіграє важливу роль у картографуванні ґрунтів.

Таким чином, ґрунт як компонент ландшафту є важливою озна­кою цілісності цієї природної системи, елементом, без якого іс­нування ландшафту неможливе. Ґрунт визначає тип рослинності і одночасно залежить від неї, а взаємодія цих елементів І зумов­лює характерні риси даного ландшафту.

Ґрунт вважають серцевиною ландшафту. Він регулює ланд­шафт, запобігає його зникненню, бере участь у його відновленні після руйнування стихією або людиною.

Ґрунтознавство в цілому і географія ґрунтів зокрема мають важливе значення в розвитку економічної і соціальної географії.

Економічна характеристика окремих країн, регіонів, історичних районів неможлива без знання ґрунтового покриву і рівня його ро­дючості. Пояснення процесів міграції населення по території ма­териків, причин виникнення і зникнення держав, соціальних супе­речок тією чи іншою мірою базуються на відомостях про ґрунти на даних територіях.