Значення рельєфу в утворенні  географії ґрунтів

 План

1.      Роль макрорельєфу

2.      Значення форм мезо- і мікрорельєфу

3.      Поняття про структуру ґрунтового покриву

 Рельєф — своєрідний фактор ґрунтоутворення. Йо­го значення у формуванні і географічному поширенні ґрунтів ве­лике і різноманітне. Він виступає як головний фактор перерозподі­лу сонячної радіації і опадів. Залежно від експозиції і крутизни схилів впливає на водний, тепловий, поживний і сольовий режими ґрунту, визначає структуру ґрунтового покриву 5 є основою ґрунто­вої картографії.

В практиці польових ґрунтових досліджень прийнято користува­тись такою систематикою типів рельєфу: а) макрорельєф, б) мезо­рельєф, в)   мікрорельєф, г)  нанорельєф. Кожний з цих типів ре­льєфу відіграє певну роль в ґрунтоутворенні і географії ґрунтів, у .формуванні структури ґрунтового покриву.

 1.РОЛЬ МАКРОРЕЛЬЄФУ

Макрорельєф — крупні форми рельєфу, які визна­чають загальний вигляд великої території земної поверхні: гірські хребти, плоскогір'я, долини, рівнини тощо. Виникнення форм мак­рорельєфу пов'язане головним чином з тектонічними явищами в земній корі.

Форми макрорельєфу впливають насамперед на перерозподіл атмосферних опадів на великих територіях і зумовлюють горизон­тальну і вертикальну зональності ґрунтів.

На великих рівнинах в певному напрямку відбувається змен­шення або збільшення кількості атмосферних опадів. Це зумовлює зміну біокліматичних зон, для яких характерні певний тип рослин­ності, тип водного і температурного режимів. Таким чином, певне поєднання факторів ґрунтоутворення набуває зонального харак­теру. В результаті формуються ґрунтові зони і підзони, що є про­явом закону горизонтальної зональності. На материках Земної кулі можна виділити кілька прикладів горизонтальної зональності ґрун­тового покриву на великих рівнинних територіях. Закономірні змі­ни ґрунтових зон мають місце на території Східно-Європейської рівнини, на рівнинній частині Африки, Північної Америки та інших континентів.

Вплив форм макрорельєфу на зміну градієнта тепла і вологи залежно від висоти місцевих форм виявив І. В. Тюрін (1949), ви­вчаючи ґрунти Правобережної України. Він показав, що масив сі­рих лісових ґрунтів приурочений до підвищеної і розчленованої частини Волино-Подільського плато. По периферії цього підвищен­ня на пониженій території з півдня, сходу і півночі поширені чорноземи. Це явище І. В. Тюрін пояснює тим, що підвищені райони Лісостепу більше зволожені, ніж понижені. Процеси вилуговування і опідзолення на підвищених і розчленованих ділянках відбувають­ся швидше. На понижених ділянках ці процеси виражені слабко тому, що ґрунтові води залягають ближче до поверхні і тим самим уповільнюють промивання ґрунту. Сірі лісові ґрунти в цьому райо­ні мають промивний режим. Аналогічні явища є на території Русь­кої і Приволзької височинах.

Гірські системи також здійснюють перерозподіл атмосферних опадів, що зумовлює зміну рослинних і ґрунтових зон. Високі гори є бар'єром на шляху теплих вологих повітряних мас. Тому на на-вітрені схили випадає велика кількість опадів, а на схилах проти­лежної експозиції формується посушливий клімат. Зрозуміло, що ґрунтовий покрив вологих і сухих схилів неоднаковий. Такі конт­расти мають місце між західними і східними схилами Кавказу, між східними і західними схилами Великого Водороздільного хребта в Австралії, між схилами Кіліманджаро в Африці та в багатьох ін­ших районах світу.

Крім перерозподілу сонячного тепла і атмосферних опадів в гірських районах на ґрунтоутворення впливає абсолютна висота місцевості. Зі зміною висоти місцевості змінюються всі кліматичні фактори: температура, вологість повітря, кількість опадів, тиск, інсоляція тощо. З підняттям у гори розріджується атмосфера, у повітрі зменшується вміст водяних парів і пилуватих часток, збіль­шується сонячна радіація, надходження ультрафіолетових променів і одночасно випромінення тепла.

Такі зміни кліматичних умов зумовлюють диференціацію рос­линності і ґрунтів, тобто виникнення природної зональності. Ґрунтові зони, які закономірно змінюють одна одну, утворюють верти­кальні ґрунтові структури.

 2. ЗНАЧЕННЯ ФОРМ МЕЗО- І МІКРОРЕЛЬЄФУ

Форми мезорельєфу — це форми середніх розмірів за висотою і протяжністю (кілька квадратних кілометрів). При­кладом таких форм є яри, балки, улоговини, тераси, долини струм­ків, горби тощо. Виникли вони в результаті геологічних процесів денудації, утворення континентальних відкладів тощо.

Під мікрорельєфом розуміють дрібні форми рельєфу, які зай­мають незначні площі і є деталями крупних форм. Сюди належать горбочки, пониження, купини, невеликі западини, спучування, кар­стові воронки, берегові вали тощо.

Елементи мезо- і мікрорельєфу перерозподіляють сонячну енер­гію і вологу атмосферних опадів на даній території.

Перерозподіл сонячної енергії визначається наявністю схилівнеоднакової крутизни і експозиції. Північні схили у всі пори року на всій території Північної півкулі дістають менше тепла, ніж пів­денні, і тому холодні. Різниця температури ґрунту влітку між пів­нічними і південними схилами при однаковій їх крутизні може до­сягати 5—8°.

Особливості теплового режиму на схилах різних експозицій не­однаково впливають на їх водний режим і характер рослинності. Це зумовлює формування різнотипних ґрунтів. На південних схи­лах ґрунти формуються в умовах відносно меншого зволоження і більш контрастного температурного режиму, що характерно для південнішої зони. У зв'язку з цим на південних схилах, як правило, розвивається землеробство, а північні схили залишаються неосво-єними.

Нерівності рельєфу зумовлюють стікання поверхневих вод. Во­да атмосферних опадів стікає по схилах з підвищених елементів рельєфу в понижені. В результаті підвищені ділянки втрачають частину вологи, а ґрунти понижених одержують їх додатково.

З перерозподілом вологи по елементах рельєфу пов'язана міг­рація твердих і водорозчинних продуктів вивітрювання і ґрунтоут­ворення. Стікаючі по схилах дощові і талі води несуть з собою частки ґрунту і розчинені сполуки, які акумулюються на понижених ділянках. Таким чином, ґрунтоутворення на різних елементах ре­льєфу відбувається в різних гідротермічних і геохімічних умовах.

За положенням на рельєфі і характером перерозподілу атмос­ферних опадів виділяють три групи ґрунтів, які називають гене­тичними рядами зволоження.

На підвищених елементах рельєфу в умовах вільного стоку по­верхневих і при глибокому заляганні ґрунтових вод, тобто в авто­номних ландшафтно-геохімічних умовах, під впливом низхідного руху води по профілю формуються автоморфні ґрунти.

Гідроморфні ґрунти формуються на понижених ділянках рельє­фу в умовах тривалого застою поверхневих вод або при неглибо­кому (менше 3 м) заляганні ґрунтових вод, які збагачені хімічними елементами і сполуками, принесеними з підвищених елементів. Ці ґрунти формуються залежно від ландшафтно-геохімічних умов під впливом висхідного руху води.

Ґрунти, які формуються в автономних умовах, але їх коротко­часно затоплюють поверхневі води або вони формуються при не­глибокому (3 - 6 м) заляганні ґрунтових вод, називають напівгід-роморфними (лучно-чорноземні ґрунти).

Ґрунти, які формуються в умовах сезонного ґрунтового зволо­ження, називають автоморфно-гідроморфними.

Залежність гідроморфних ґрунтів від хімічного складу порід і ґрунтів підвищених елементів рельєфу називають геохімічним спо­лученням ґрунтів.

 3.ПОНЯТТЯ ПРО СТРУКТУРУ ҐРУНТОВОГО ПОКРИВУ

Під структурою ґрунтового покриву розуміють пев­ний тип його будови, тобто склад, конфігурацію і відносне положен­ня територіальних одиниць ґрунтового покриву. Первинним ком­понентом ґрунтового покриву за пропозицією В. М. Фрідлянда (1965) прийнято елементарний ґрунтовий ареал — площу, яку зай­мають ґрунти однієї класифікаційної одиниці. Елементарні ґрунтові ареали генетично пов'язані між собою і утворюють певний просто­ровий малюнок.

Система елементарних ґрунтових ареалів, які регулярно чергу­ються між собою в просторі, утворюють ґрунтові комплекси, спо­лучення, плямистості, варіації тощо.

Провідну роль у формуванні структури ґрунтового покриву ві­діграють форми мезо- і мікрорельєфу. Закономірну зміну ґрунтів, яка тісно пов'язана з елементами мезорельєфу, С. С. Неуструєв назвав ґрунтовим сполученням. Кожній зоні властиві свої сполу­чення ґрунтів за елементами рельєфу.

Так, для південнотайгової підзони в умовах горбкуватого рельє­фу е характерними сполученнями дерново-підзолистих, болотно-підзолистих і болотних ґрунтів. Дерново-підзолисті ґрунти форму­ються на вершинах і схилах горбів, болотно-підзолисті — на пере­ходах від підвищень до замкнутих~понижень, болотні — в замкну­тих пониженнях.

У зоні широколистяних лісів вододіли займають ясно-сірі і дер­ново-підзолисті ґрунти, схили — сірі лісові, а нижні ділянки схи­лів — темно-сірі. Такий розподіл ґрунтів за рельєфом зумовлений вилуговуванням СаСО3 з вододілів і міграцією його до нижніх ділянок рельєфу.

Просторову зміну ґрунтів, пов'язану з елементами мікрорельє­фу, С. С. Неуструєв назвав ґрунтовими комплексами.

Ґрунтові комплекси — це чергування дрібних плям (від 1 м до десятків метрів) ґрунтів, які контрастно відрізняються одна від одної і приурочені до певних елементів мікрорельєфу, їх виникнен­ня зумовлено в основному перерозподілом вологи.

Прикладом ґрунтового комплексу є наявність в сухих степах солонців в невеликих западинах на фоні каштанових ґрунтів. В лісостеповій зоні на фоні типових чорноземів в блюдцях форму­ються лучно-чорноземні ґрунти, а на схилах — вилуговані чорно­земи.

Структура ґрунтового покриву може бути зумовлена не лише формами рельєфу, а й іншими факторами: механічним і хімічним складом ґрунтоутворюючих порід, впливом ґрунтових вод, рослин­ністю тощо.

Тісний зв'язок між елементами рельєфу і характерними відмін­ностями ґрунтів став основою розробки методу опорних ділянок («ключів») при картуванні ґрунтів. Суть цього методу в тому, що на типовій для даного району ділянці встановлюється зв'язок еле­ментів рельєфу з рослинними угрупованнями, із складом ґрунто-утворюючих порід і характерними особливостями ґрунтів. Для цьо­го закладають потрібну кількість ґрунтових розрізів на різних еле­ментах рельєфу і встановлюють приуроченість до них ґрунтових відмін. Добуті дані є гіпсометричною основою для картографування ґрунтів даного району.

 ЛОКАЛЬНІ ФАКТОРИ ҐРУНТОУТВОРЕННЯ

Розглянуті раніше фактори ґрунтоутворення — гір­ські породи, клімат, живі організми і рельєф — є глобальними. Во­ни впливають на процеси ґрунтоутворення на всій території суші. Крім глобальних факторів є ряд локально діючих. Це виробнича діяльність людини, ґрунтові водн, вулканічний попіл та ін.

 ВИРОБНИЧА ДІЯЛЬНІСТЬ ЛЮДИНИ

У процесі виробничої діяльності людина за допо­могою потужних засобів впливає на навколишнє середовище, в тому числі на ґрунт, що призводить до значних змін в природних екологічних системах, до змін в процесі ґрунтоутворення.

Освоюючи цілинні землі, людина створює сприятливі умови для росту і розвитку культурних рослин. Однак при цьому порушується динамічна рівновага всіх компонентів природного ландшафту: змі­нюється характер рослинності, склад мікроорганізмів і зоофауни, характер обміну речовин і енергії в системі ґрунт — рослина тощо. Змінюється вплив інших факторів ґрунтоутворення: клімату, рельє­фу, материнської породи.

Обробіток ґрунту, регулювання водного режиму (осушення, зро­шення, снігозатримання), внесення добрив, хімічні та інші види меліорацій докорінно змінюють хімічний склад ґрунту, його фізич­ні, теплові і водні властивості.

Таким чином, з початком обробітку цілинного ґрунту починає змінюватися характер ґрунтоутворення. Ґрунт переходить з при­родної до культурної фази свого розвитку, до культурного процесу ґрунтоутварення. Суть цього процесу спрямовується на утворення потужного гумусного горизонту, який повинен мати високу біоло­гічну активність, високий вміст гумусу, сприятливий структурний склад, оптимальний поживний, тепловий, водний і повітряний ре­жими.

Основними факторами впливу на ґрунт на всіх етапах культур­ного ґрунтоутворення є культурні рослини, механічний обробіток ґрунту, удобрення та різноманітні меліоративні заходи. Роль даних факторів в ґрунтоутворенні детально вивчають у курсі агрономіч­ного ґрунтознавства.

Систематичне поліпшення властивостей ґрунту і підвищення його родючості шляхом застосування агротехнічних заходів назива­ють окультуренням ґрунту. В окультурених ґрунтах створюються сприятливі умови для росту і розвитку рослин.

 ҐРУНТОВІ ВОДИ

На значних територіях суші земної кулі ґрунти фор­муються під прямим впливом ґрунтових вод (гідроморфні ґрунти). Наявність ґрунтових вод на глибині гумусного горизонту і в ґрунто-утворюючій породі є одним з критеріїв оцінки водного режиму ґрунту, його агровиробничих властивостей. Ґрунтова волога може бути тимчасовою, сезонною. Формується вона в результаті інфільт­рації дощової, снігової або зрошувальної води. Близький до поверх­ні водоносний горизонт може утворитись в результаті виходу на-порних підземних вод.

Доведено, що ґрунтові води, які залягають на глибині більше 10—12 м, не впливають на ґрунтоутворення. При заляганні на гли­бині 7—10 м вони впливають на ґрунтоутворення через рослини, які засвоюють вологу на цій глибині. Якщо ґрунтові води заля­гають на глибині 4—7 м, то в нижній частині ґрунтового профілю з'являється капілярна волога, яка несе з собою водорозчинні солі. Постійний приток вологи забезпечує живлення рослин і тим поси­лює акумуляцію органічної речовини. Крім того, під впливом цієї вологи змінюється хімічний склад нижніх горизонтів ґрунту. Це так звані напівгідроморфні ґрунти. До цієї групи належать чорні тропічні ґрунти, ґрунти прерій і лучних степів.

При незначній глибині ґрунтових вод (1—3 м) капілярна во­лога бере активну участь в ґрунтоутворенні, в житті рослин, у фор­муванні хімічного складу ґрунту. У верхніх горизонтах ґрунту аку­мулюються хімічні сполуки. Значна кількість капілярної вологи витрачається на випаровування і транспірацію. Такі ґрунти нази­вають гідроморфно-акумулятивними, вони часто є засоленими.

Джерела надходження води в ґрунтові води дуже різноманітні. Здебільшого це інфільтрація атмосферних опадів, зрошувальних вод, через русло річки, через іригаційні споруди, надходження па­водкових вод тощо.

При високому заляганні ґрунтових вод (1,0—1,5 м) в заплавах і дельтах річок, низинних болотах розвивається глейовий або тор-фово-глейовий процес ґрунтоутворення. Ґрунтові води в цих умовах є постійно діючим фактором акумуляції механічних часток і хімічних елементів. Тут формуються високородючі гідроморфні за­плавні ґрунти (алювіальні лучні, торфо-глейові, дернові, глейові, алювіальні, лучно-болотні).

Своєрідне підводне ґрунтоутворення відбувається на мілковод­дях заток, озер, водосховищ тощо. Біогенним фактором тут є рос­лини гідатофіти і гідрофіти (водорості, очерет, стрілолист, рдест, латаття, сусак тощо). На дні водоймища накопичується спочатку тонкий глинястий алювій, в який занурені корені рослин. Тут же живе величезна кількість мікроорганізмів, нижчих і вищих тварин. З часом утворюються брижі, драговина, відкладається сапропель, торф.

 ВУЛКАНІЧНИЙ ПОПІЛ

Вулканізм відіграє важливу роль в процесах ґрун­тоутворення. В районах діючих і недавно згаслих вулканів сфор­мувались так звані вулканічні ґрунти, які мають високу родючість. Такі ґрунти поширені в Італії, Чилі, Японії, Індонезії, на Філіппі-нах, Гавайських островах, в Центральній Америці та на інших територіях.

В наш час на Землі налічується близько 1000 згаслих вулканів, які діяли протягом четвертинного періоду, а діючих — близько 500. Діючі вулкани викидають велику кількість подрібнених уламків породи, попіл, різноманітні гази (СО2, СО, Н23, ЗО2, Н2, Н, СН4). пари води, сірки, соляної кислоти тощо. Ці речовини випадають на поверхню ґрунту і займають сотні і тисячі квадратних кілометрів. З історії вулканізму відомо, яку колосальну масу попелу, пилу, води викидали вулкани Кракатау (Індонезія, 1883), Везувій (Іта­лія) та ін.

Вплив вулканізму на ґрунтоутворення полягає в тому, що на існуючий у цій місцевості ґрунт періодично випадають «свіжі» вул­канічні викиди. Ґрунт приростає догори. Гумусовий горизонт пере­кривається, процес ґрунтоутворення припиняється.

Мінералогічні складові вулканічних викидів дуже різноманіт­ні. Серед них виділяють дацитові, андезитові, базальтові і нефелі­нові ультраосновні продукти. На свіжому покриві вулканічних опа­дів починається нове ґрунтоутворення. В умовах вологого клімату на пухких вулканічних туфах швидко розвивається трав'яниста і лісова рослинність. Наново утворений ґрунт, як правило, подіб­ний до попереднього. Нове виверження вулкану знову перериває ґрунтоутворення, засипаючи ґрунт «свіжими» викидами. Таке може повторюватись десятки і сотні разів. Тому поблизу діючих вулка­нів знаходять десятки і сотні похованих ґрунтів.

Якщо вулканічний попіл випадає на поверхню ґрунту в незначній кількості, то він вбирається гумусовим горизонтом. В резуль­таті регулярного надходження незначних порцій попелу утворю­ються ґрунти з потужним гумусовим горизонтом.

В Італії, Японії і на Філіппінах є території, де формуються алювіальні вулканічні наноси, на яких утворюються гідроморфні високородючі ґрунти (тераси, заплави, дельти річок). Родючі вулканічні ґрунти, поряд з ґрунтами стародавніх і су­часних дельт річок Європи, Азії, Африки і Америки, були місцями поселення людини і розвитку стародавніх цивілізацій.