Водные свойства. Основными водными свойствами почвы являются влагоемкость, водопроницаемость, водоподъемная способность.
Влагоемкость – способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды. Полная влагоемкость соответствует состоянию полной насыщенности почвы водой, когда все поры ею заполнены. Ее величина зависит от пористости почвы и рассчитывается по формуле: W = P/V, где W – полная влагоемкость (в % от сухой почвы); Р – пористость (в % от объема почвы); V – плотность почвы (г/см3).
Понятию капиллярной влагоемкости соответствует состояние насыщенности водой всех капилляров почвы.
Полевая влагоемкость характеризуется наибольшим количеством подвешенной воды, которую может удерживать почва. В полевых условиях такое состояние увлажнения наблюдается после стока гравитационной воды при отсутствии подпора грунтовых вод.
Максимальная молекулярная влагоемкость – это количество воды, удерживаемое силами молекулярного притяжения. Наименьшая влагоемкость почвы определяется содержанием в ней только пленочной воды.
Величина всех видов влагоемкости зависит от механического состава, структуры почвы, ее гумифицированности и возрастает с переходом от легких почв к тяжелым, от бесструктурных к структурным, от почв с низким содержанием гумуса к почвам хорошо гумусированным.
Водопроницаемость – способность почв впитывать и пропускать сквозь себя воду, поступающую с поверхности. Водопроницаемость может определяться временем, за которое вода проходит определенное расстояние по порам почвы сверху вниз. При поступлении воды в почву сначала происходит поглощение и прохождение ее от одного слоя к другому, ненасыщенного водой. Потом, когда почвенные поры полностью наполнятся водой, начинается ее фильтрация сквозь толщу почвы.
Водоподъемная способность – способность почвы вызывать восходящее перемещение воды капиллярными силами. Они наиболее сильно проявляются в порах диаметром 0,1–0,003 мм; более мелкие поры заполнены связанной водой. Поэтому водоподъемная способность возрастает от песчаных почв к суглинистым и снижается в глинистых. Водоподъемная возможность может определяться временем, за которое вода проходит определенное расстояние снизу вверх (это способность выпаривания воды) или высотой поднятия воды. Максимальная высота поднятия воды над уровнем грунтовых вод для песчаных вод – 0,5–0,7 м, для суглинистых – 3–6 м. В структурных почвах капиллярная вода менее подвижна.
В зависимости от баланса воды различают следующие типы водного режима: промывной, периодически промывной, непромывной, выпотной, водозастойный. Промывной тип водного режима проявляется в условиях ежегодного промачивания всей почвенной толщи до грунтовых вод. Уравнение водного баланса для этого типа имеет следующий вид:
АО > И+Д+ПС+ВПС.Промывнойтип водного режима характерен для подзолистых и дерново-подзолистых почв.
Периодически промывной тип водного режима наблюдается на территориях, где средние многолетние показатели осадков и испарения примерно сбалансированы. Здесь в сухие годы происходит ограниченное промачивание почвы, а в мокрые – сквозное. Этот тип водного режима свойственен для почвлесостепей. Водообеспеченность почв здесь неустойчивая.
Непромывной тип водного режима встречается в почвах южных зон (сухие степи, черноземно-степная зона и др.). Вода осадков здесь распределяется только в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод. Уравнение водного баланса этого типа следующее:
АО = И+Д+ПС+ВПС.
Выпотнойтип водного режима наблюдается в условиях жаркого засушливого климата при неглубоком залегании грунтовых вод. Количество воды, которое расходуется на испарение, десукцию, значительно превосходит количество воды атмосферных осадков: АО < И+Д.
Водозастойный тип водного режима встречается в разных почвенно-климатических условиях, характерен для понижений рельефа, для мест с близким к поверхности уровнем грунтовых вод, при мерзлом грунте, как в тундре. Обусловливает заболачивание почв.
Общим критерием выделения типов водного режима может быть коэффициент увлажнения (КУ), представляющий собой отношение годовой суммы осадков к годовой потере воды при испарении. В разных природных зонах он колеблется от 0,1 до 3,0.
Таким образом, водный режим имеет большое значение в почвообразовании. В одних условиях он может определять вынос веществ из почвы, в других, наоборот будет содействовать их накоплению, формировать солончаки. Переувлажнение почвы может вызвать восстановительные процессы, накопление торфа и др.
Как недостаток, так и избыток воды отрицательно отражается на жизнедеятельности растений. Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, биологических особенностей растений и осуществляется соответствующими мелиоративными приемами.
Почвенно-географическое районирование – разделение территории на почвенно-географические районы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использования. Его основой является установление географических закономерностей распространения почв, вытекающих из распределения природных условий на земной поверхности.
Задачей почвенно-географического районирования является разделение территории на почвенно-географические регионы, однородные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и характеру возможного сельскохозяйственного использования (Лекция по Географии почв). Метод основан на анализе факторов почвообразования, которые определяют генетические особенности почв и структуру почвенного покрова, их зонально-провинциальную характеристику .
Существуют различные подходы к почвенно-географическому районированию: почвенно-биоклиматический, почвенно-геохимический и комплексный почвенно-климатобиогеохимический. Наиболее полной, комплексной и широко используемой системой районирования является почвенно-биоклиматическая.
Почвенно-географическое районирование является основой учения В.В. Докучаева о широтно-горизонтальной и вертикальной зональности почв, общие закономерности которого он сформулировал в 1899 г. К формированию понятия о почвенных зонах его привело учение о факторах почвообразования [6].
В.В. Докучаев писал: «Раз все почвообразователи располагаются на поверхности в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то и почвы наши – черноземы, подзолы и др. – должны располагаться на земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и др.».
Составленная им на этой основе первая схема почвенных зон в масштабе 1:50000 000 всего Северного полушария демонстрировалась в 1900 г. на Всемирной выставке в Париже. На ней были выделены пять мировых зон: 1) бореальная (арктическая); 2) лесная; 3) черноземных степей; 4) аэральная с подразделением на каменистые, песчаные, лессовые и солончаковые пустыни; 5) латеритная. В лесной зоне были показаны аллювиальные равнины. Все почвенные зоны имели широтное направление.
Разные авторы позднее доказали, что на каждом континенте распределение зон имеет свои особенности, что горизонтальные зоны опоясывают земной шар не лентой, а встречаются в виде «островов» среди других почвенных зон или могут выпадать полностью. Более или менее строго учение о горизонтальной зональности соблюдается на обширных пространствах Русской равнины. Для Северного и Южного полушарий в чередовании зон наблюдается асимметрия. Например, зона тундры в Южном полушарии отсутствует на Мальдивских островах, хотя они входят в бореальный пояс. В арктическом поясе расположены рядами типичные арктические и типично гумусовые почвы, широтные подзоны тундровой зоны выделяются сочетаниями тундровых глеевых почв и торфяников.
Мысль о вертикальной зональности почв в горах была высказана В.В. Докучаевым одновременно с учением о горизонтальной зональности. Изучив расположение природных почвенных зон в горах Кавказа, он в 1899 г. писал: «Так как вместе с поднятием местности всегда закономерно изменяется климат, растительность и животный мир... также закономерно должны изменяться почвы по мере поднятия от подножия гор... к вершинам, располагаясь в виде тех же последовательных, но уже не горизонтальных, а вертикальных зон».
Система таксонометрических единиц почвенно-географического районирования состоит из следующих единиц:
1. Почвенно-биоклиматический пояс.
2. Почвенная биоклиматическая область.
Для равнинных территорий Для горных территорий
1.Почвенная зона 1. Горная почвенная провинция
(вертикальная структура почвенных зон)
2.Почвенная провинция 2. Вертикальная почвенная зона
3. Почвенный округ 3. Горный почвенный округ
4. Почвенный район 4. Горный почвенный район
Почвенно-биоклиматический пояс- это совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, объединенных общностью радиационных и термических условий (полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический). Вследствие влияния на почвообразование больших колебаний в условиях увлажнения и континентальности, вызванных особенностями циркуляции атмосферы, в пределах каждого почвенно-биоклиматического пояса выделяют почвенно-биоклиматические области.
Почвенно-биоклиматическая область- это совокупность почвенных зон и горных провинций, объединенных в пределах пояса не только общностью радиационных и термических условий, но и сходством условий увлажнения и континентальности.
Почвенная зона- ареал одного или двух зональных почвенных типов и сопутствующих им интразональных и внутритональных почв .
Почвенная провинция- выделяется внутри подзоны по температурному режиму, ходу сезонного увлажнения, континентальность климата.
Почвенный округ-часть почвенной провинции, характеризующаяся единым набором почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород.
Почвенный район- часть почвенного округа, который характеризуется устойчивым чередованием в пространстве определенных мезокомбинаций.
Остальное можно просто почитать,вдруг пригодится!
Полярные области (П): П1– Североамериканская; П2- Евроазиатская. Бореальные мерзлотно-таежные области (Бм): Бм1- Североамериканская; Бм2- Восточносибирская. Бореальные таежно-лесные области (Б): Б1 - Североамериканская; Б2– Евроазиатская; Б3- Восточносибирская; Б4- Огненноземельская. Суббореальные лесные области (СБл): СБл1- Североамериканская Восточная; СБл2– Североамериканская Западная; СБл3-Западноевропейская; СБл4- Восточноазиатская; СБл5- Южноамериканская; СБл6- Новозеландская. Суббореальные степные области (СБ): СБ1- Североамериканская;
СБ2- Евроазиатская; СБ3- Южноамериканская. Суббореальные пустынные и полупустынные области (СПб): СПб1- Центральноазиатская. Субтропические лесные области (СТл): СТл1- Североамериканская; СТл2- Восточноазиатская; СТл3- Южноамериканская; СТл6- Австралийская. Субтропические переходные области (СТ): СТ1- Североамериканская; СТ2- Средиземноморская; СТ3- Восточноазиатская; СТ4- Южноамериканская; СТ5- Южноафриканская; СТ6 - Австралийская. Субтропические пустынные и полупустынные области (СТп): СТп1- Североамериканская; СТп2- Афро-азиатская; СТп3- Южноамериканская; СТп4 - Южноафриканская; СТп5- Австралийская. Тропические лесные области (Тл): Тл1- Американская; Тл2 - Африканская; Тл3- Австрало-Азиатская. Тропические лесные области (Т): Т1- Центральноамериканская; Т2- Южноамериканская; Т3- Афро-азиатская; Т4- Австралийская. Тропические пустынные и полупустынные области (Тп): Тп1- Южноамериканская; Тп2 - Афро-азиатская; Тп3- Южноафриканская; Тп4- Австралийская.
Группировка по термическому принципу с почвенно-географической, особенно с агрономической точки зрения многими признается главной. Она отражает термический режим почв, определяющий энергетические условия превращения органических и минеральных веществ, при почвообразовании, хорошо согласуется с главными типами земледелия по числу урожаев в год, с потенциальной биологической продуктивностью при интенсивном сельскохозяйственном производстве, с набором сельскохозяйственных культур и т. д. [7].
Группировка агропочвенных областей по атмосферному увлажнению тесно связана, как отмечает М.А. Глазовская, с реакцией и окислительно-восстановительным потенциалом почв, с их водным режимом в автоморфных условиях, характеризует влагообеспеченность земледелия, потребность во влагонакоплении и орошении и весьма существенна для мелиоративных целей. Поэтому можно сказать, что почвенно-биоклиматический пояс – совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур (горных почвенных провинций), объединенных сходством радиационных и термических условий. Их пять: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический. Основой для их выделения является сумма среднесуточных температур выше 10°С за вегетационный период. В них так же выделяется почвенно-биоклиматическая область – совокупность почвенных зон и вертикальных структур, объединенных в пределах пояса сходными условиями увлажнения и континентальности и вызванных ими особенностей почвообразования, выветривания и развития растительности. Различаются области по коэффициенту увлажнения (КУ) Высоцкого-Иванова. Их шесть: очень влажные, избыточно влажные, влажные, умеренно сухие, засушливые (сухие), очень сухие. Почвенный покров области более однороден, чем в поясе, но внутри нее могут выделяться интразональные почвы [6].
Почвенная зона – составная часть области, ареал распространения зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв. В каждую область входят две-три почвенные зоны.
Подзона – часть почвенной зоны, вытянутая в том же направлении, что и зональные подтипы почв.
Почвенная фация – часть зоны, отличающаяся от других частей по температурному режиму и сезонному режиму увлажнения.
Почвенная провинция – часть почвенной фации, отличающаяся теми же признаками, что и фация, но при более дробном подходе.
Почвенный округ – выделяется в пределах провинции по особенностям почвенного покрова, обусловленным характером рельефа и почвообразующих пород.
Почвенный район – часть почвенного округа, характеризующаяся однотипной структурой почвенного покрова, т.е. закономерным чередованием тех же сочетаний и комплексов почв.
Вертикальная почвенная структура – ареал распространения четко определенного рода вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны или ее части в системе биоклиматической области и главными особенностями ее общей орографии.
Горная почвенная провинция аналогична почвенной зоне на равнине. Значение остальных таксонометрических единиц одинаково для равнинных и горных территорий. Опорными единицами почвенно-географического районирования на равнинных территориях являются почвенные зоны, а в горах – горные почвенные провинции [6].
Охарактеризуем почвенный покров почвенно-климатических поясов.
Полярный пояс. Его площадь без материковых льдов около 0,6 млрд.га. В северном полушарии выделяются две довольно обширные области: Евразийская и Североамериканская. В каждой из них имеются арктическая и субарктическая почвенные зоны. Арктическая зона расположена ближе к полюсу и делится на две подзоны: арктических пустынь и собственно арктическую. Почвенный покров арктических пустынь представлен примитивными арктическими пустынными почвами, а также засоленными почвами, развивающимися при малом количестве осадков и при вымораживании солей на поверхность в условиях экстремального переохлаждения (Антарктида, север Гренландии, морские побережья Арктики). Для субарктической зоны характерны тундровые почвы. Она разделяется на три подзоны: северная, или арктическая, типичная и южная тундра. Основные почвенные процессы в тундре протекают в условиях повышенного увлажнения и застойного водного режима, обусловленного малым испарением. Глеевые процессы приурочены к верхней части почвенной толщи. В северной тундре преобладают арктотундровые почвы, а на остальной части субарктической зоны – тундрово-глеевые.
Бореальный пояс. Полно развит в северном полушарии. Общая площадь пояса около 2,4 млрд. га, из них горные территории занимают 1,6 млрд.га. Почвы и растительность получают много влаги, но тепла недостаточно. 16% равнинных территорий занимают гидроморфные и полугидроморфные почвы. 3/4 площади пояса приходится на таежно-лесные области с подзолистыми, дерново-подзолистыми и частично серыми лесными почвами, остальное - более холодные, континентальные и менее увлажняемые мерзлотно-таежные (криогенные) почвы.
В соответствии с этим в пределах бореального пояса выделяют бореальные таежно-лесные и лугово-лесные области: Североамериканскую, Европейско-Сибирскую, Исладско-Норвежскую, Берингово-Охотскую и Огнеземельскую, а также бореальные мерзлотно-таежные области: Восточно-Сибирскую и Северо-американскую.
Суббореальный пояс. Общая площадь его около 2,2 млрд.га. Горные территории занимают около 33% поверхности пояса. На долю семиаридных и аридных областей приходится около 71 % площади, из которых пустыни занимают 46%. Преобладает автоморфное почвообразование: на долю гидроморфных почв приходится только 9% поверхности пояса. Широтная зональность выражена на обширных внутренних равнинах Евразии.
Суббореальный пояс - один из главных поставщиков сельскохозяйственной продукции, на его территории располагается 1/3 земледельческих площадей мира. Здесь вырабатывается почти половина всей сельскохозяйственной продукции. В пределах пояса выделяются три ряда почвенных областей: 1. суббореальные влажные лесные области; 2. Суббореальный засушливые степные области; 3. суббореальные полупустынные и пустынные области. Первые расположены на океанических окраинах континентов: Западно-Европейская, Северо-Американская приатлантическая, Северо-Американская тихоокеанская, Восточно-Азиатская; в южном полушарии выделяют Южно-Американскую и Новозеландско-Тасманскую области. Во втором ряду выделяются три степные области с черноземами и каштановыми почвами: Евроазиатская, Северо-Американская и Южно-Американская. В третьем ряду выделяются Центрально-Азиатская и Южно-Американская полупустынные и пустынные области.