Курсовая работа - Климат как фактор почвообразования
Подождите немного. Документ загружается.
МОСКОВСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
имени А.К. ТИМИРЯЗЕВА
Курсовая работа по теме:
КЛИМАТ КАК ФАКТОР ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ
Группа 203
Пивченко Д.
Москва 2010
Содержание
Введение...................................................................................................................3
1. Понятие о факторах почвообразования............................................................3
2. Климат как фактор почвообразования..............................................................6
2.1. Климат............................................................................................................6
2.2. Радиационный баланс...................................................................................7
2.3. Понятие о коэффициенте увлажнения и индексе сухости........................8
2.4. Микроклимат...............................................................................................11
3. Климат почв и его составляющие....................................................................12
Заключение............................................................................................................18
Литература:............................................................................................................19
2
Введение
Почвоведение — наука о свойствах, динамике, происхождении почв,
как естественноисторических образований, как объекта труда и средства
сельскохозяйственного производства. Генетическое почвоведение
рассматривает почву как естественноисторическое тело, обладающее
свойствами живой и неживой природы. Почва- это открытая динамическая
система. Как писала М.А. Глазовская (1981): «Почвообразовательный
процесс в его общем виде - совокупность явлений, совершающихся под
влиянием солнечной энергии в поверхностном слое земной коры при
взаимодействии живых организмов и продуктов их распада с минеральными
соединениями горных пород, воды и воздуха». Из атмосферы в почву
проникают газы , поступают атмосферные осадки с растворенными в них
химическими веществами и взвесями. Почва является подсистемой в более
сложной системе – биогеоценозе.
1. Понятие о факторах почвообразования
В качестве самостоятельной области естествознания почвоведение
оформилось 100 лет назад благодаря работам В.В. Докучаева. До этого
почвоведение рассматривалось как часть агрономии или геологии.
Основатель генетического почвоведения В. В. Докучаев положил начало
учению о факторах почвообразования. Под факторами почвообразования
понимаются внешние по отношению к почве компоненты природной
среды, под воздействием и при участии которых формируется почвенный
покров земной поверхности.
Функциональную взаимосвязь между почвенным покровом и
главнейшими факторами почвообразования В. В. Докучаев выразил
формулой
П =f(К, О, Г, Р)*Т, где П- почва; К - климат; О — организм; Г —
горные породы; Р — рельеф; Т — время.
3
Перечисленные факторы в их разнообразном сочетании у земного
шара создают великое множество типов почв, их комбинаций, сочетаний и
комплексов, неповторимую мозаику почвенного покрова.
В. В. Докучаев считал все факторы равнозначными и незаменимыми.
Оценивая роль факторов в процессах формирования почв, он писал: «Все
эти агенты почвообразователи суть совершенно равнозначные величины и
принимают равноправное участие в образовании почв» («К учению о
зонах природы», 1899).
После В. В. Докучаева, по мере накопления фактического материала
о генезисе почв, о разнообразии почвенных типов и путей их формирования
в учении о факторах почвообразования наметилась тенденция к различной
оценке их роли в процессах почвообразования.
К. Д. Глинка подчеркивал среди факторов почвообразования роль
климата и растительности. В учебнике «Почвоведение» (1931) он писал:
«Для нас в настоящее время до очевидности ясно, что наиболее надежным
руководителем в деле характеристики и классификации почв является способ
их происхождения, что материал, из которого образовались почвы, в
большинстве случаев имеет гораздо меньшее значение, а в некоторых
случаях его значение может быть сведено даже к нулю, по сравнению с
тем мощным влиянием, которое оказывают в процессах почвообразования
факторы климата и растительная формация».
С.А.Захаров (1927) предложил разделить все факторы на активные и
пассивные. К активным им были отнесены биосфера, атмосфера и гидросфера,
к пассивным — материнские породы, которые, по его мнению, служат только
источником минеральной массы, но не являются источником энергии, а
также рельеф местности. А. А. Роде (1947) считал, что такое
противопоставление факторов едва ли является правильным, но вместе с
тем, несомненно, их роль неодинакова. Развивая учение В. В. Докучаева, А.
А. Роде предложил дополнять перечень факторов еще
двумя — земным
тяготением и влиянием грунтовых, почвенных поверхностных вод.
4
Наиболее острая дискуссия по поводу роли отдельных факторов в
процессах почвообразования и выделения ведущего фактора возникла в 30-х
и конце 40-х годов 20 века. Всеобщее признание получила точка зрения о
ведущей роли в процессах почвообразования биологического фактора
(высших зеленых растений, животных и микроорганизмов).
Наиболее полная научная концепция о ведущем значении
биологического фактора в процессах почвообразования была разработана В.
Р. Вильямсом. Вся сущность почвообразовательного процесса
рассматривается им как диалектическое единство процессов взаимодействия
между организмами и средой. Развитие и направление
почвообразовательного процесса В. Р. Вильяме ставит в зависимость от типа
и характера сообществ зеленых растений.
Докучаевское учение о факторах почвообразования, как
основополагающее в учении о генезисе почв, получило свое дальнейшее
развитие в трудах его учеников и последователей — К. Д. Глинки, С. А.
Захарова, Б. Б. Полынова, А. А. Роде, И.П.Герасимова, В. А. Ковды, В. Р.
Волобуева и многих других русских ученых.
Среди иностранных ученых необходимо назвать американского
почвоведа Ганса Йенни (1948). Он опубликовал работу, посвященную
специальному исследованию факторов почвообразования, в которой
попытался впервые количественно оценить вклад тех или иных факторов в
совокупное их влияние на результирующее почвообразование. В этой книге
дан большой фактический материал о зависимости различных свойств почв и
почвообразования в целом от количественных характеристик как отдельных
факторов, так и их разнообразных сочетаний.
В процессе формирования почвы все факторы являются
равнозначными и незаменимыми. Отсутствие одного из них исключает
возможность почвообразовательного процесса. На определенных стадиях или
в специфических условиях развития почвы в качестве определяющего может
выступать какой-либо один из факторов.
5
2. Климат как фактор почвообразования
2.1. Климат
Климат — статистический многолетний режим погоды, одна -из
основных географических характеристик той или иной местности — главный
количественный показатель состояния атмосферы и воздействующих на
почву атмосферных процессов, прежде всего поступления в почву тепла и
воды. Поэтому, когда говорят о климате как факторе почвообразования,
имеют в виду определенную часть атмосферы данной местности,
характеризующуюся тем или иным климатическим режимом. Физическим
телом природы при этом выступает атмосфера со всем комплексом
протекающих в ней процессов и явлений, а климат служит статистическим
отражением этих процессов.
В аспекте 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.
По определению С. В. Калесника, 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.).
6
2.2. Радиационный баланс
Ведущим фактором «общеземного» климата является солнечная
радиация, количество которой сильно различается в зависимости от
местоположения данной территории. Общий приток тепла к земной
поверхности измеряется радиационным балансом R, кДж/(см
2
-год):
R=(Q+q)(1-A)-E, где (Q — прямая радиация; q — рассеянная радиация;
А -— альбедо (в долях единицы); Е — эффективное излучение поверхности.
Радиационным балансом, или остаточной радиацией подстилающей
поверхности, принято называть разность между радиацией поглощенной
земной поверхностью и эффективным излучением.
Таблица 1.
Планетарные термические пояса
Пояс
Среднегодая
температура
С
Радиационный баланс
(кд/см^2 *год)
Сумма активных
температур, С 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
Космический приток солнечной энергии (солнечная постоянная) на
верхней границе атмосферы составляет около 8,4 кДж/(см
2
- мин). Однако
поверхности Земли достигает не более 50% солнечной энергии, так как
примерно 30% ее отражается от атмосферы в Космос, 20% поглощается
парами воды и пылью в атмосфере и остаток достигает поверхности Земли в
виде рассеянной радиации. Наблюдается закономерное нарастание
поступления солнечной энергии от полюсов к экватору. Радиационный
баланс зависит от многих факторов — от широты местности, характера
подстилающей поверхности, степени увлажненности территории. В пределах
тропических, умеренных и частично полярных широт радиационный баланс
имеет положительное значение, но в Центральной Арктике годовой радиа-
7
ционный баланс отрицательный и равен —11 кДж/ (см
2
-год), а во внутренних
районах Антарктиды он достигает —42 кДж/(см
2
-год). Максимальный
радиационный баланс на материках не превышает 336—339 кДж/(см
2
- год).
В соответствии с поступлением тепла на поверхности Земли
формируются термические пояса планеты (табл. 1).
2.3. Понятие о коэффициенте увлажнения и индексе сухости
Важнейшим компонентом земной атмосферы является вода. Вода
является непременным условием формирования всех природных экосистем,
условием возникновения большинства процессов, протекающих на
поверхности Земли и в ее недрах. «Картина видимой природы определяется
водой», — так писал В. И. Вернадский (1933).
В мировой круговорот ежегодно вовлекается около 577 тыс. км
3
воды
(505 тыс. км
3
испарение с поверхности океана и 72 тыс. км
3
с поверхности
суши), из которых около 119 тыс. км
3
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 водного режимов,
значительно нарушающих правильность широтных поясов.
Впервые способ характеристики климата как фактора водного режима
почв был введен в практику почвоведения Г. Н. Высоцким. Им было введено
понятие о коэффициенте увлажнения территории (К) как о величине,
показывающей отношение суммы осадков (Q, мм) к испаряемости (V, мм) за
тот же период (К=Q/V). По его подсчетам эта величина для лесной зоны
8
равна 1,38, для лесостепной— 1,0, для степной черноземной-0,67 и для зоны
сухих степей — 0,33.
В дальнейшем понятие о коэффициенте увлажнения было детально
разработано Б. Г. Ивановым (1948) для каждой поч-венно-географической
зоны, а коэффициент стал называться коэффициентом Высоцкого —
Иванова (КУ).
По обеспеченности суши водой и особенностям почвообразования на
земном шаре можно выделить следующие области (Будыко, 1968)(табл.2):
Таблица 2.
Климатические области
Климатические области
Среднегодовое
количество
осадков, мм
Коэффициент
увлажнения
(КУ)
Исключительно сухие 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—2,0- 3,0
В соответствии с поступлением влаги и ее дальнейшим пере-
распределением каждый природный регион характеризуется показателем
радиационного индекса сухости К = R/ar, где Я— радиационный баланс,
кДж/(см
2
*год); r — количество осадков в год, мм; a — скрытая теплота
фазовых преобразований воды, Дж/г.
9
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. Ниже приведены значения радиационного индекса сухости для
различных природных зон Северного полушария (по А. А. Григорьеву и М.
И. Будыко, 1965).
Таблица 3.
Значения радиационного индекса сухости для различных природных
зон Северного полушария
Зоны и подзоны К = R/ar Зоны и подзоны К = R/ar
Северная тундра 0,37—0,40
Широколиственные
леса
0,85— 1,00
Южная тундра
0,40—0,55
Лесостепь 1,00—1,30
Лесотундра
0,55-0,56
Степи 1,30-2,50
Северная тайга 0,56 -0,6
Северные
полупустыни
2,50—4,00
Средняя тайга
0,6—0,75
Южные
полупустыни и
пустыни
3,00-15.00
Южная тайга 0,75 -0,85
Исключительно большая роль климата в процессах почвообразования
заставила на основе учета термических параметров произвести выделение в
каждом почвенном типе фациальных подтипов, для которых вводятся
номенклатурные обозначения, связанные с их термическим режимом:
жаркие, теплые, умеренно теплые, холодные, умеренно холодные,
промерзающие, непромерзающие почвы и т. д. Например, дается такое
определение: чернозем обыкновенный очень теплый, периодически
промерзающий {встречается в Молдавии, на юге Украины, в Предкавказье),
или — дерново-подзолистые умеренно холодные длительно промерзающие
почвы (южно-таежные леса).
10