Роль климата в почвообразовании. Климат почв и приёмы его регулирования.

Введение

Почва является важнейшим биокосным образованием, как для экосистем Земли разных уровней, так и для хозяйственной деятельности человека. От характера и особенностей почвенного покрова во многом зависит биопродуктивность тех или иных естественных и антропогенных природных комплексов, кроме того, почвы оказывают заметное влияние на водный и тепловой режим деятельной поверхности, с ними связаны многие особенности протекания геохимических процессов в верхнем слое литосферы и т.п. Однако, свойства и самих почв обусловливаются многими биотическими и абиотическими факторами, присущими тем или иным местоположениям. И немаловажная роль в генезисе и развитии почв принадлежит почвенному климату, т.е. обусловленному атмосферным климатом режиму температурных, влажностных и иных физических характеристик почвенного покрова. Почвенный климат является и одним из наиболее значимых факторов природной дифференциации почвенного покрова, а также входит в ряд важнейших условий, определяющих направление хозяйственного использования почв крупных территорий. С последним связана и деятельность человека по искусственному регулированию климата почв для реализации своих хозяйственных целей. В связи с этим, изучение пространственных характеристик и регулирования почвенного климата представляется актуальным вопросом для широкого спектра видов научной и практической деятельности в области почвоведения и сельского хозяйства.
Целью настоящей работы является рассмотрение почвенного климата, как фактора почвообразования и развития почв, их хозяйственного использования, а также возможностей и способов его регулирования.
Задачами работы являются:
• Анализ факторов формирования почвенного климата и территориальных различий в почвенном климате,
• Оценка возможностей и рассмотрение способов регулирования почвенного климата
Методами исследования являются: сравнительно-описательный, картографический, научный анализ и ситнез.
 
1. Почвенный климат и его территориальная дифференциация

1.1. Влияние климата на почвенный покров и его территориальное размещение
В конце XIX века, благодаря трудам В.И. Докучаева в естествознании сложилось представление о почве, как самостоятельном природном образовании в верхнем слое литосферы, в образовании и функционировании которого, помимо минеральных веществ грунта принимают участие биологические организмы и их разложившиеся останки, вода и водные растворы, воздух и собственные газы. Именно такой подход к рассмотрению почвы, как самостоятельного природного образования, существующего и развивающегося на стыке природных сред и в условиях их использования и преобразования биотой позволил выделить почву в качестве самостоятельного предмета исследования генетического почвоведения. Другим отечественным ученым В.И. Вернадским было дано определение такого природного образования, как биокосное, т.е. сложная система, включающая в себя, как биотические, так и абиотические объекты в различных формах, находящиеся в определенных взаимосвязях друг с другом, при этом, наличие и тех и других в нем является обязательным, а саму почву нельзя отнести в полной мере ни к тем ни к другим. Такая сложная природа почвы делает необходимым для ее познания изучения различных компонентов и факторов окружающей среды, формирующих ее и приобретающих свое преломление в ней.
Одним из комплексных факторов природной среды, непосредственно влияющих на почву, как природное тело и процессы в ней, является климат. Применительно к атмосфере под климатом понимается совокупность погодных (атмосферных) условий за многолетний период, которые характерны для данной местности . Фактически, это статическая составляющая характеристики атмосферы той или иной территории, обусловленная ее географическим положением (географической широтой, расположением относительно крупных водных бассейнов, орографических систем и т.д.), особенностями характера подстилающей поверхности, режима атмосферной циркуляции и ряда других факторов. Представляя собой закономерно сменяющуюся в многолетнем режиме в течении года группу типичных состояний атмосферы (погод), климат существенно влияет на различные природные характеристики территории: распределение атмосферного увлажнения и гидрологический режим водоемов, интенсивность и характер протекания процессов выветривания горных пород, протекание биологических циклов растений и животных и формируемых ими сообществ и пр. Применительно к почвам, климат определяет:
• Поступление к поверхности почв и почвообразующим породам тепла и влаги, их динамику в годичном цикле;
• Геохимические реакции в почвообразующих породах, протекающие с участием атмосферных тепла и влаги (выщелачивание, растворение и пр.);
• Характер и интенсивность биотических процессов и биохимических реакций, требующих использования тепла и влаги,
• Перемещение воды и почвенных растворов в почвах при промерзании и оттаивании, испарении и впитывании воды;
• Механическое движение почвообразующих пород и сформированных на них почв под влиянием изменения температурных условий и влагонасыщенности;
• Химический и механический процесс деструкции компонентов почвы: минеральных частиц, органических веществ, органо-минеральных комплексов и т.п,, т.е. эрозионные и дефляционные процессы;
Таким образом, климат, как фактор окружающей среды, определяющий долговременный режим поступления к границе контакта атмосферы и литосферы (где формируются и развиваются почвы) вещества и энергии обусловливает и режим протекания процессов почвообразования. Соответственно, климатом во многом определяется и характер почвенного покрова, по крайней мере, в первом приближении. Наиболее важными для протекание различных физических, химических и биологических процессов в почвах факторами окружающей среды, связанными с атмосферой являются потоки тепла и влаги, интенсивность и годовая динамика которых в существенной мере зависят от географической широты и прочих особенностей географического положения и атмосферной циркуляции на макроуровне. Это нашло, например, отражение в понятии «зональные типы почв», которое характеризует особенности физических, химических свойств почв, их годового режима и плодородия в климатических поясах и зонах мира (рис. 1). В направлении от полюсов к экватору происходит закономерное изменение характера почв, в том числе, типа гумуса и его содержания, уровня кислотности почв, мощности почвенного покрова, его структурированности по горизонтам и т.д., что связано, как с объемами и режимом поступления к почвам тепла и влаги, так и с производными факторами: наличием/отсутствием слоя многолетнемерзлых пород, продолжительностью сезона промерзания и глубиной промерзания, скоростью оттаивания и т.п. Пространственная смена климатических режимов, характерных для определенной территории в течение исторически длительного времени (столетия и тысячелетия) достаточно четко маркируется типами почв, характерными для них. В то же время колебания климата, отмечаемые на протяжении нескольких десятилетий или отдельные аномальные погодные условия того или иного года также могут быть зафиксированы в структуре почвенного покрова, как правило, в форме тех или иных его аномалий или участков деградации.

Рисунок 1. Почвенный покров мира
Почвенная зональность является результатом неравномерного распределения по суше земного шара тепла и влаги, обусловленное, в первую очередь длительным сохранением климатического режима. Сейчас установлено, что широтное расположение зон является лишь одной из форм проявления закона зональности. Зоны во многих случаях не следуют широтной ориентации и не покрывают все континенты сплошными широтными полосами. Встречается как субмеридиональная, так и концентрическая ориентация зон . Во многом это обусловлено не только характером температурного режима, но и особенностями увлажнения, а также историческими факторами, в частности, длительностью существования определенного климатического режима на конкретной территории. Более того, схожие по условиям режимов теплообеспеченности и увлажнения территории, на которых, по сути, должен формироваться один зональный тип почв, могут различаться по характеристикам почвенного покрова, причем, довольно заметно.
Количественными показателями климата, с которыми достаточно тесно связаны свойства зональных почв, выступают сумма активных (свыше +10°С) температур и коэффициент увлажнения (отношение годовой суммы осадков к испаряемости). Эти показатели характеризуют гидротермические условия протекания широкого спектра геохимических и физических процессов в почвах и на земной поверхности, но главное – тепло- и влагообеспеченность вегетативной деятельности растительности и сопровождающих ее почвенно-биохимических процессов.
В соответствии с поступлением тепла на поверхности Земли формируются следующие термические пояса планеты:
• полярный (холодный) – сумма активных температур за год менее 600 С;
• бореальный (умеренно холодный) – 600-2000°С;
• суббореальный (умеренно теплый) – 2000-3800°С;
• субтропический (теплый) – 3800-8000°С;
• тропический (жаркий) – более 8000°С.
По условиям увлажнения (годовая сумма осадков и коэффициент увлажнения) выделяются следующие главные группы климатов:
• исключительно сухие (супераридные) – среднегодовое количество осадков составляет 10-20 мм, коэффициент увлажнения – 0,2-0,1;
• засушливые (аридные) – осадков – 50-150 мм, коэффициент увлажнения – 0,5-0,3;
• умеренно сухие (семиаридные) – осадков – 200-400 мм, коэффициент увлажнения –0,7-0,5;
• влажные (гумидные) – осадков – 50-800 мм, коэффициент увлажнения – 1,0;