Реферат: Болотоный тип почвооброзования
Ржавые и охристые пятна, примазки и другие железистые образования в слабозаболоченных почвах обусловлены соединениями гидрата окиси железа, образующимися при смене окислительно-восстановительных явлений.
При длительном и тем более постоянном избыточном увлажнении в условиях устойчивого развития глеевого процесса ионы закисного железа вступают в реакцию с кремнеземом и глиноземом, образуя с ними, как отмечено выше, вторичные алюмо-ферросиликаты, в состав которых входит закисное железо.
Такие минералы в отличие от минералов, содержащих окисное железо, имеют сизоватую, грязно-зеленоватую или голубоватую окраску. Почвенные горизонты, в которых накапливаются эти минералы, называются глеевыми. Если избыточное увлажнение непродолжительное, то сплошной глеевой горизонт может и не образоваться, а вместо него в почвенном профиле появляются отдельные сизоватые или зелено-голубоватые пятна. Такие горизонты называются глееватыми.
Приобретение глеевыми горизонтами специфической окраски связано также с потерей пленок окисного железа с поверхности почвенных минералов, собственная окраска которых придает характерный цвет глею.
В процессе оглеения, кроме вторичных минералов, являющихся более устойчивыми к окислению, образуются и менее устойчивые минералы, к которым можно отнести сидерит (FeCO3) и вивианит [Fe3(PO4)2 х 8Н2О]. При оглеении почва относительно обогащается кремнекислотой и обедняется железом и в меньшей степени алюминием. Сопоставление данных по составу глеевого и подзолистого горизонтов показывает, что последний в равной степени обеднен окислами железа и алюминия, тогда, как из глеевого горизонта выщелачивается преимущественно железо, а алюминий является более устойчивым.
При оглеении наряду с восстановлением железа происходит восстановление марганца и образование подвижных его соединений. Продуктами восстановления серы при развитии устойчивого оглеения являются H2S и FeS. Значительным превращениям при оглеении подвергаются соединения азота и фосфора. Превращения азота связаны с развитием процессов денитрификации, которые приводят к быстрому исчезновению нитратных форм азота и могут вызвать при длительном и устойчивом развитии восстановительных процессов значительную потерю азота из почвы. Изменение фосфатного режима связано с образованием в оглеенных горизонтах фосфатов закиси железа типа вивианита, а при переодической смене восстановительных процессов окислительными – накоплением труднорастворимых фосфатов окиси железа. При переувлажнении почв в первую очередь происходит восстановление нитратов и сульфатов и уже затем восстанавливаются окисные соединения железа и марганца.
Поскольку при оглеении образуются активные органические соединения с кислыми свойствами и подвижные компоненты разрушения и восстановления минеральной части почвы, то создаются благоприятные условия для образования разнообразных органо-минеральных соединений, которые имеют важное значение в миграции железа, марганца и алюминия из оглеенных горизонтов. Особенно сильно процессы миграции развиваются в почвах поверхностного временного избыточного увлажнения под влиянием сезонного оглеения при сочетании с нисходящими токами воды. Такой элювиально-глеевый процесс имеет важное значение в формировании элювиальных горизонтов в различных типах почв – глеево-подзолистых, солодях, “подбелах” и др. (Ю.А.Ливеровский, И.С.Кауричев).
В тех случаях, когда оглеение развивается в условиях близкого залегания грунтовых вод или под влиянием избыточного увлажнения водами внутрипочвенного стока, наблюдается обратный процесс – гидрогенной аккумуляции в верхних горизонтах подвижных продуктов глеевого процесса и в особенности соединений железа.
Таким образом, развитие глеевого процесса приводит к существенному ухудшению агрономических свойств почв и для их улучшения требуется коренное изменение водно-воздушного режима путем осушительных мелиораций, а для почв временного поверхностного переувлажнения (минеральные полугидроморфные почвы) применением комплекса агротехнических мероприятий.
Основные типы заболачивания
Согласно трудам В.С.Доктуровского, Г.И.Танфильева, В.Р.Вильямса, В.Н.Сукачева принято различать два основных типа заболачивания или болотообразования: 1) заболачивания суши и 2) заторфовывание водоемов. В свою очередь, заболачивание суши проявляется по-разному в зависимости от происхождения и состава вызывающей его влаги.
Заболачивание суши
Поверхностное заболачивание атмосферными водами происходит главным образом на тяжелых по механическому составу породах и на выровненных территориях, лишенных значительных уклонов местности. Заболачивание почвы атмосферными осдками имеет ту отличитеольную способность, что атмосферные осадки содержат в своем составе очень небольшое количество минеральных соединений, необходимых для питания растений. В начальный период поверхностного заболачивания атмосферными водами, когда в почве создаются анаэробные условия, происходит замедленное разложение растительных остатков и, как следствие этого, повышение содержания органического вещества в гумусовом горизонте (до 15-20%), которое отличается, как правило, широким соотношением между углеродом и азотом. Наряду с увеличением содержания органического вещества происходит и оглеение верхних горизонтов, приводящее к химическим и морфологическим изменениям, характерным для глееватых горизонтов. При этой начальной стадии заболачивания атмосферными водами в таежно-лесной зоне формируется перегнойно-глеево-подзолистая почва. При дальнейшем заболачивании почвы происходит прогрессивное нарастание торфяного горизонта и усиление процесса оглеения, в результате чего образуется торфянисто- или торфяно-подзолисто-глеевые почвы.
Усиление поверхностного заболачивания приводит к образованию торфяно-глеевой почвы, состоящей из торфяного горизонта мощностью не более 50 см и сплошного глеевого горизонта, залягающего ниже торфяного слоя. В дальнейщем при нарастании мощности слоя торфа торфяно-глеевая почва превращается в болотную торфяную почву.
Заболачивание пресными (мягкими) грунтовыми водами происходит на бескарбонатных, чаще всего легких материнских породах, подстилаемых водоупорными, более тяжелыми по механическому составу отложениями (например, супеси и пески, подстилаемые моренными тяжелыми суглинками и глинами). Заболачивание такого типа имеет место, как правило, на водораздельных пространствах на бескарбонатных породах с близким залеганием почвенно-грунтовых вод. Хотя грунтовые воды и более минерализованы, нежели воды атмосферных осадков, все же в этих условиях увлажнения растительный покров представлен главным образом сфагновым мхом и болотными полукустарниками (багульник, клюква, брусника и др.), а также пушицей, осокой и другими травами. Из древесных пород здесь могут встречаться угнетенные сосна, береза, ель, которые при нарастании торфяных отложений последовательно выпадают: сначала береза, затем ель и, наконец, сосна.
В таежно-лесной зоне при грунтовом заболачивании мягкими водами на первой стадии формируются торфянистые подзолистые почвы, несущие признаки оглеения в материнской породе и в горизонте В и имеющие на поверхности почвы торфянистый горизонт мощностью 10-12 см.
По мере усиления заболачивания грунтовыми пресными водами идет прогрессивное развитие болотного процесса, выражающееся как в наростании горизонта торфа на поверхности почвы, так и в усилении оглеения минеральной части почвы. На дальнейших стадиях заболачивания образуется торфяно-глеевая почва, которая при усилении заболачивания переходит в болотную почву верхового, сфагнового болота.
Заболачивание жесткими грунтовыми водами. Увлажнение почв жесткими грунтовыми водами, богатыми минеральными соединениями, обуславливает произрастание на таких участках разнообразной растительности, часто имеющей пышное развитие. Здесь хорошо развиваются древесные породы (ива, черная ольха, береза и др.), кустарники (смородина и др.), а также травянистые (мятлик болотный, душситый колосок, полевица белая, трясунка и разнотравье).
В условиях богатой растительности и избыточного увлажнения почв жесткими грунтовыми водами, богатыми питательными элементами и бикарбонатами кальция, формируются дерново-глеевые почвы с мощным перегнойным горизонтом и высоким процентом гумуса, имеыщие слабокислую или нейтральную реакцию.
Пстепенно в верхнем горизонте вследствие замедленного разложения отмершей растительности накапливаются полуразложившиеся растительные остатки и он приобретает характер оторфованного горизонта.
При дальнейшем развитии заболачивания на поверхности дерново-глеевых почв начинает формироваться торфяной горизонт и они переходят в болотную почву низинного болота.
Возникшие в тех или иных природных условиях болотные образования не остаются постоянными во времени, а непрерывно изменяются, переходя из одной стадии развития в другую.
Такую эволюцию болотных почв можно наблюдать в природе, когда почвы низинных болот переходят в почвы переходных, а затем и верховых болот.
Заторфовывание водоемов
Основная часть болот, особенно в северной половине европейской части СССР, образовалась в результате заболачивания суши; некоторая часть болот образовалась путем заторфовывания водоемов (озер, прудов, заводей рек, ручьев и пр.). Дно таких водоемов обычно постепенно покрывается минеральным илом, приносимым водными потоками. Одновременно водная толща начинает заселяться водными растительными и животными организмами (водоросли, разнообразные моллюски и др.), составляющими планктон. Ежегодно отмирающая масса планктона опускается на дно водоема и, перемешиваясь с минеральным илом, образует сапропель (гниющий ил), который со временем переходит в более твердую органо-минеральную массу, носящую название сапропелита. По мере заполнения водоема сапропелем на нем, начиная от берегов, поселяются землеводные растения – хвощи, камыш, тростник и другие растения, которые после отмирания заполняют бассейн.
Наряду с глубинным зарастанием водоема очень часто на поверхности образуется плавающий ковер, состоящий из растений (трифоль, сабельник, телорез, ряска, плавающий рдест, осоки, мхи и др.).
Постепенно разрастаясь, эти растения образуют сплавину, нижняя часть которой постепенно отрывается и опускается на дно. Растительные остатки, разлагаясь в анаэробных условиях, постепенно образуют мощные слои органического вещества. В этих случаях заторфовывание водоема идет как сверху, так и снизу. После заполнения органической массой всего водоема на поверхности его поселяется разнообразная болотная растительность, и в дальнейшем болотный процесс при соответствующих условиях может проходить последовательно стадии торфяных почв низинного, переходного и верхового болота.
Классификация болотных почв
Болотные почвы, как и все азональные почвы, формируясь в разных почвенно-климатических зонах, отличаются между собой некоторыми генетическими особенностями, обусловленными характером природных условий данной зоны. Болотные почвы таежно-лесной зоны, например, представленны главным образом низинными и верховыми болотными почвами, имеющими мощный торфяной горизонт.
В более южных зонах эти почвы представлены в основном болотными пойменными почвами степей, буроземно-лесными болотными почвами, болотными почвами сероземной зоны и болотными почвами субтропических областей.
Болотные почвы южных зон образуются в понижениях рельефа, чаще всего в поймах рек, с поверхностным и грунтовым увлажнением под болотной растительностью, преимущественно под тростниковыми, осоковыми, тростниково-рогозовыми и другими ассоциациями.
Болотные почвы разных зон наряду с общими свойствами и признаками несут на себе и следы зонального характера.
Например, болотные почвы сероземной зоны отличаются малой мощностью торфяного горизонта и значительной засоленностью. Болотные же почвы буроземно-лесных областей, наоборот, имеют более мощные торфяные горизонты и ,как правило, зничительно заилены.