Антропогенный фактор почвообразования: 8. Антропогенный фактор почвообразования: рельеф, гидрология, сельское хозяйство.

Деятельность человека как фактор почвообразования – антропогенный фактор

Человек начал обрабатывать землю много тысячелетий назад. С тех пор его влияние на процесс образования почвы только возрастало. Особое значение оно приобрело в последние 200 лет, после начала промышленной революции.

В результате человеческой деятельности изменяются природные питательные грунты. Техногенные и естественные процессы идут параллельно, почвы во многом сохраняют свои природные характеристики. В отдельных случаях свойства грунтов меняются полностью, формируются совершенно новые образования, не имеющие аналогов в природе.

• Деятельность человека как фактор почвообразования

• Позитивное влияние человека на почвообразование

• Сельское хозяйство

• Изменение верхних горизонтов почвенного профиля

• Внесение удобрений

• Осушение и орошение почвы

• Рекультивации свалок и карьеров

• Негативное влияние человека на почвообразование

• Сельское хозяйство

• Скотомогильники

• Промышленность

• Коммунальное хозяйство

• Косвенное влияние человека на почвообразование

Антропогенные факторы влияют на почвообразование как положительно, так и отрицательно. При правильном ведении сельского хозяйства на окультуренных землях увеличивается количество гумуса, улучшается структура почвы, повышается ее плодородие. Если при эксплуатации полей не придерживаться правил, земля быстро истощается. Негативно влияют на почву загрязнения химическими веществами и тяжелыми металлами, переизбыток удобрений, неправильное орошение.

Человек воздействует на процессы почвообразования как прямо, так и косвенно. В этой статье мы будем подробно рассматривать именно прямое влияние. В конце мы коротко скажем об опосредованном воздействии людей на формирование почвы. Кроме того, вы узнаете, как деятельность человека способна изменить плодородие грунта, площадь и качество естественных покровов. Мы отдельно рассмотрим позитивное и негативное влияние.

Позитивное влияние человека на почвообразование

Человек может положительно влиять на процессы формирования почвы через:

• Сельское хозяйство
• Рекультивацию свалок и карьеров

Рассмотрим детально каждый пункт.

Сельское хозяйство

Возделывать землю люди начали еще в доисторические времена. Сначала они вырубали и выжигали леса, осваивали речные поймы. На новых участках урожайность была высокой, но покровы истощались через 3-8 лет. Поскольку свободных территорий хватало, после истощения старых почв просто осваивались другие клочки земли. Старые поля зарастали травой, подзолистые почвы на них часто превращались в дерново-подзолистые и даже в бурые лесные. Через несколько десятилетий плодородие в таких местах возобновлялось.

Когда численность людей возросла, возникла необходимость в новых методах ведения сельского хозяйства на ограниченных территориях. Поля пускались под пар, в них вносились органические удобрения и минералы в виде золы. Все это изменяло ландшафты и естественное плодородие земель. Вырубка лесов даже спровоцировала изменения климата.

Современное сельское хозяйство влияет на почвообразование через такие механизмы:

• Изменение верхних горизонтов почвенного профиля (формирование пахотного слоя)
• Внесение удобрений
• Осушение и орошение

Подробно о них читайте далее.

Изменение верхних горизонтов почвенного профиля

В естественных условиях почва представляет собой сложную слоистую систему. На материнской породе (минеральном грунте) постепенно формируются горизонты разного состава. Их совокупность представляет собой почвенный профиль.

Верхние слои состоят из дерна, лесной подстилки, гумуса. Дальше идут горизонты, из которых вымываются минеральные вещества и где они концентрируются. При вспашке земли разные слои перемешиваются. Нижние горизонты активно включаются в почвообразование, обогащаются гумусом и питательными элементами.

При глубокой вспашке улучшается аэрация почвы, активизируются аэробные процессы разложения органики. Особенно ярко это проявляется на торфяниках и подзолистых почвах. В нижние горизонты ограничен доступ кислорода, там образуется глеевый слой с высокой кислотностью, богатый оксидами алюминия и железа. После вспашки он выносится на поверхность, усиливаются биохимические процессы, снижается кислотность. Почва постепенно обогащается гумусом.

Механическая обработка земли может и негативно влиять на почвообразование. В засушливых районах на разрыхленных участках усиливается ветровая эрозия, во влажных – водная. Рыхлая почва легче разносится потоками воздуха и воды.

Внесение удобрений

В естественных условиях отмершие растения попадают обратно в грунт в виде опада. При участии живых организмов они разлагаются. Все минералы возвращаются в почву.

С обрабатываемых полей убирают 80% массы растений. Вместе с ними удаляются питательные элементы. Естественное восстановление почвы нарушается, плодородие падает. Поэтому сельскохозяйственные угодья постоянно нуждаются в удобрениях. Их вид и количество зависят от типа почвы, климата, сельскохозяйственной культуры. Например, в подзолистых почвах не хватает азота и фосфора, их нужно вносить дополнительно.

Удобрения должны содержать основные питательные элементы – азот, калий и фосфор. При необходимости в землю вносят подкормки. Также почву обогащают магнием, цинком, марганцем, селеном и другими минералами.

По своему происхождению удобрения разделяют на органические и минеральные.

К органическим относятся:

• Навоз
• Перегной
• Торф
• Растворы гуматов и гуминовых кислот

О них вы можете прочитать в соответствующих статьях нашего сайта.

При внесении органических удобрений в почву попадают полезные бактерии и другие микроорганизмы, стимулируется образование гумуса. Органические подкормки – это в первую очередь источник азота, других микроэлементов в них меньше. Основной недостаток органики – невозможность точно дозировать количество питательных элементов.

Минеральные удобрения разделяются на 3 большие группы:

• Калийные
• Фосфорные
• Азотные

Они производятся на промышленных предприятиях, имеют точно вымеренный состав. На упаковках всегда указывается дозировка. Но при внесении таких подкормок следует учитывать тип почвы, вид выращиваемой культуры. В современном хозяйстве перед массовым использованием минеральных удобрений проводят химический анализ почвы.

Калийные и фосфорные удобрения рекомендуют вносить в почву осенью, перед вспашкой. На глинистых и суглинистых грунтах осенью вносят и азот. На песчаных и супесчаных почвах азотные подкормки применяются летом, чтобы они не вымывались в нижние слои профиля.

Азот и фосфор в повышенных количествах необходимы подзолистым почвам. Азотные удобрения на таких грунтах применяют непосредственно перед посадкой или в форме подкормки в период вегетации культур. Если реакция почвы очень кислая, фосфор будет связываться в соединения, недоступные для растений. Поэтому предварительно рекомендуют проводить известкование.

Неправильное внесение минеральных удобрений негативно влияет на микрофлору. Переизбыток питательных элементов может быть губительным для культурных растений. Это не только снижает урожайность, но и приводит к деградации почвы.

Негативное влияние переизбытка удобрений:

• Азотных (включая органические)
  Избыток азотистых соединений (нитратов и нитритов) поступает в продукты и может вызывать отравления.
• Фосфорных
  Они вызывают эвтрофикацию, или «цветение» водоемов. Размножившиеся водоросли потребляют весь кислород, что приводит к гибели мальков, моллюсков и взрослой рыбы. В конечном итоге водоемы превращаются в болота.
• Калийных
  Калий часто вносится в почву в форме хлоридов. Ионы хлора негативно влияют на микрофлору, нарушая биологический баланс и замедляя образование гумуса.

При недостатке удобрений почвы быстро истощаются, и плодородие падает. Для его восстановления понадобятся десятки лет.

Осушение и орошение почвы

Человек изменяет почвообразование, влияя на водный режим почвы. В северных влажных областях основной проблемой является заболачивание грунтов. На таких участках формируются торфяники, глеевые почвы с высокой кислотностью и низким плодородием. Сухие южные регионы страдают от недостатка влаги, земли там нуждаются в дополнительном орошении.

Осушение почвы

Режим почвы на болотах водонасыщенный. Это связано с высоким уровнем водоносного горизонта, влажным климатом. В результате формируются торфяные или глеевые почвы с высокой кислотностью и низким плодородием. Они бедны на питательные элементы, среди минеральных веществ преобладают соли алюминия, железа.

При осушении понижается уровень грунтовых вод. Водонасыщенный режим сменяется промывным или периодически промывным. В верхних слоях профиля лучше задерживаются питательные вещества, кислотность снижается. Болотистые глеевые почвы и торфяники постепенно превращаются в подзолистые и дерново-подзолистые, повышается их плодородие.

Интенсивное осушение болот может иметь и негативные последствия:

• Увеличение вероятности пожаров на торфяниках
• Увеличение ветровой и водной эрозий, которым поддаются почвы
• Нарушение экосистем

Плодородие болотистых почв при неправильной эксплуатации быстро падает, так как естественный слой гумуса в них довольно небольшой.

Орошение почвы

В сухих степях, пустынях и полупустынях ведение сельского хозяйства возможно только при регулярном поливе или системном орошении. В этих регионах распространены каштановые почвы, реже встречаются южные черноземы. В естественных условиях испарение тут преобладает над поступлением воды. Режим почвы непромывной, влага из верхних горизонтов не проникает в нижние. При высоком стоянии грунтовых вод режим выпотной – вода из нижних горизонтов по капиллярам поднимается на поверхность и испаряется.

Полив компенсирует испарение, после его применения формируется непромывной и даже периодически промывной режимы. Питательные вещества лучше растворяются в воде, становятся доступными для растений. В увлажненной почве активизируется деятельность микроорганизмов, которые активно разлагают органику. Начинает увеличиваться толщина гумусового слоя.

В результате орошения поднимается уровень грунтовых вод. В таких условиях вновь активизируется выпотной режим. Вода испаряется, а растворенные в ней соли остаются в грунте. Таким образом начинают формироваться антропогенные солончаки. Проблема усугубляется, если для полива используется опресненная вода, богатая минералами.

Чтобы избежать засоления почв при орошении, оборудуют дренажные системы. По ним лишняя вода отводится в каналы или естественные водоемы. Ее можно повторно использовать в ирригационных системах. Уровень водоносного горизонта остается прежним или понижается.

Рекультивации свалок и карьеров

При ведении сельского хозяйства человек влияет на уже сформировавшиеся природные почвы, изменяя их характеристики. При рекультивации плодородный слой грунта создается заново. Проводится такая процедура на местах старых карьеров, отвалов пустой породы возле шахт и рудников, на старых бытовых и промышленных свалках.

Начинается рекультивация с оценки местности и составления плана. Если территория загрязнена, проводится ее химическая и микробиологическая очистки. Затем восстанавливается рельеф – крупнообломочными грунтами (скальными, вскрышными) засыпаются впадины, выравниваются отвалы породы. Такая прослойка также изолирует плодородную почву от загрязненных химическими веществами горизонтов.

Поверх крупнообломочного грунта насыпают суглинок, лёсс, супесь или песок. Они играют роль материнской породы. Дальше выстилают слой любого плодородного грунта. Таким образом человеческими руками формируется примитивный почвенный профиль, состоящий из 2-3 горизонтов.

На плодородном грунте высеиваются травы, высаживаются кусты и деревья. При необходимости вносятся минеральные и органические удобрения. Дальше включаются естественные процессы почвообразования, начинает действовать микрофлора, заселяются черви, насекомые и другие мелкие животные.

Рекультивированные земли могут быстро деградировать, если их использовать как сельскохозяйственные угодья. Поэтому в первые десятилетия на таких участках разбивают лесопарковые зоны, сады, сенокосы. Только после накопления мощного слоя гумуса и формирования полноценного профиля территория годится для полей и огородов.

Негативное влияние человека на почвообразование

Процессы почвообразования нарушаются при загрязнении и эрозии грунтов, использовании участков под строительство дорог и зданий.

Негативно влияют на почвы:

• Сельское хозяйство
• Скотомогильники
• Промышленность
• Коммунальное хозяйство

О них мы расскажем далее.

Сельское хозяйство

Основные риски для почвы при ведении сельского хозяйства:

• Загрязнение почвы минеральными удобрениями при избыточном внесении
  Это провоцирует деградацию почвы, нарушение микрофлоры, изменение состава воды в близлежащих водоемах и нижних слоях грунта.
• Загрязнение почвы пестицидами и гербицидами
  Вместе с вредителями уничтожаются полезные черви и насекомые, изменяется микрофлора. В почве преобладают бактерии, которые разлагают ядовитые вещества и не принимают участия в образовании гумуса.
• Образование солончаков
  Оно характерно для орошаемых земель в регионах с жарким сухим климатом. Ежегодно в антропогенные солончаки превращается 200-300 тысяч га пахотных земель.
• Заболачивание почв
  Если не придерживаться правил и норм ведения сельского хозяйства, не следить за уровнем воды и постоянно увлажнять почвы, они могут заболачиваться. Процесс также может происходить в результате сооружения человеком плотин, водохранилищ, искусственных каналов и других водоемов.
• Эрозия почв
  Она провоцируется вырубкой лесов, вспашкой, мелиорацией. При ветровой эрозии в год может сноситься до 120 т/га почвы, при водной смывается 10-100 т/га.

Предотвратить негативное влияние на почвы может только правильное ведение сельского хозяйства. Удобрения, пестициды и гербициды следует вносить согласно рекомендациям, не превышать дозы. Для предотвращения эрозии высаживают лесополосы, кустарники, возводят насыпи. На склонах делают поперечные борозды.

Скотомогильники

Скотомогильник – это место захоронения трупов животных (чаще всего – крупного рогатого скота), которые умерли или были забиты из-за инфекционного заболевания. Среди распространенных болезней, из-за которых оборудуют скотомогильники, можно назвать эпизоотию, бруцеллез, бешенство, сибирскую язву.

Согласно ветеринарно-санитарным правилам, в России запрещено хоронить трупы животных в землю. Они являются биологическими отходами, поэтому их следует правильно утилизировать. Один из способов утилизации – сооружение долговременных скотомогильников. Вокруг них необходимо оборудовать санитарно-защитную зону (СЗЗ) с радиусом от 500 до 2 000 метров (в зависимости от класса опасности). В ее пределах запрещено ведение сельского хозяйства.

Главный риск для почв при неправильном оборудовании скотомогильников – это попадание в нее опасных бактерий. Во время весеннего таяния снега или проливных дождей опасные микробы могут попасть в грунтовые воды и близлежащие водоемы. Затем эти бактерии могут передаться человеку.

Самое страшное заболевание, которым люди могут заразиться в данном случае, это сибирская язва. Ее споры могут спокойно жить в земле более 100 лет и оставаться очень опасными. Поэтому, при неправильном оборудовании сибиреязвенных скотомогильников, территория вокруг захоронения больных животных представляет серьезную угрозу. Важно соблюдать все необходимые меры безопасности, следить за состоянием скотомогильников.

Промышленность

Основные промышленные риски для почвы:

• Загрязнение соединениями серы
  Этот элемент образуется при сжигании органического топлива (угля, нефти, торфа). После попадания в почву он превращается в оксид. При взаимодействии с водой образуется серная кислота, которая снижает рН почвы, действует токсично на растения.
• Загрязнение тяжелыми металлами (свинцом, ртутью, кобальтом, цинком, медью, мышьяком)
  Источник элементов – металлургические и химические предприятия, автомобильный транспорт. При высокой концентрации металлов процессы почвообразования практически полностью прекращаются. Растения и животные гибнут, резко сокращается количество микроорганизмов. При низкой концентрации почвы быстрее деградируют. Металлы могут попадать в продукты питания, вызывать острые и хронические отравления.
• Разрушение почвенного покрова
  Оно происходит при добыче полезных ископаемых, строительстве промышленных предприятий, обустройстве свалок.

Влияние промышленности на почвообразование особенно ярко проявилось в последние 100-150 лет. Из обихода были изъяты миллионы гектаров плодородных земель. Сера, тяжелые металлы и другие химические вещества через потоки воздуха распространились по всей планете. Их следы находят даже во льдах Антарктиды и Гренландии, во влажных экваториальных лесах, расположенных за тысячи километров от промышленных предприятий.

Коммунальное хозяйство

Основные риски коммунального хозяйства для почвы:

• Загрязнение почвы канализационными стоками
  Еще в начале прошлого века канализация провоцировала лишь биологическое загрязнение. Оно мало влияло на процессы почвообразования, но грозило болезнями человеку. Сейчас в стоках много остатков бытовой химии. Вредные вещества попадают в водоемы, грунтовые воды и оттуда проникают в почву. Они негативно влияют на растения, микрофлору, замедляют биохимические процессы, образование и восстановление гумуса.
• Загрязнение почвы свалками бытовых отходов
  С каждым годом от деятельности людей остается все больше мусора, который концентрируется в основном на свалках. Почва на этих территориях становится непригодной для растений. Токсические вещества вымываются в грунтовые воды и разносятся на сотни километров. Это негативно влияет на весь почвенный покров Земли.
• Разрушение почвы жилищной застройкой
  При строительстве домов и дорог снимается верхний плодородный слой грунта. По законодательству он должен сохраняться и по возможности возвращаться на место. Но на деле землю выбрасывают, засыпают в котлованы или продают (перемещают), нарушая естественное строение почвы.

В завершении мы коротко скажем об опосредованном влиянии человека на процесс формирования почвенных покровов.

Косвенное влияние человека на почвообразование

Выше мы уже говорили о том, что влияние человеческой деятельности на процессы образования почвы могут быть опосредованными, или косвенными. Они также могут быть положительными и отрицательными.

Косвенное позитивное влияние человека на почвы осуществляется через:

• Создание заповедных территорий
• Массовое озеленение, посадку деревьев, создание лесопарков
• Крепление крутых склонов и засев откосов многолетними травами
• Регулирование снеготаяния
• Засыпку промоин, оврагов и террасирование склонов
• Изобретение мощных очищающих конструкций для задержания органических и минеральных отходов
• Создание очистительных установок для фильтрации вредных веществ

К опосредованному негативному влиянию человека на формирование почвенных покровов можно отнести:

• Вырубку лесов
• Опрыскивание растений ядохимикатами
• Разведение большого количества крупного рогатого скота
• Загрязнение атмосферы автомобильными выхлопами
• Строительство водохранилищ, дамб, плотин, искусственных каналов, ГЭС
• Изменение русел рек
• Загрязнение мирового океана канализационными стоками, нефтепродуктами, отходами промышленного производства, пластиком
• Техногенные катастрофы

Негативное влияние человека на почвообразование гораздо существеннее, чем позитивное. В последние десятилетия разработаны десятки международных и национальных программ по сохранению плодородных грунтов. Но пока в глобальных масштабах не удалось предотвратить деградацию почв.

В северном полушарии многие поля уже истощены или застроены, сельское хозяйство перемещается в тропики и субтропики. Почвы этих регионов еще более чувствительны к эксплуатации. В странах с низкой культурой ведения сельского хозяйства это может привести к экологической катастрофе. Только бережное отношение к ресурсам и разработка новых технологий обработки земель могут ее предотвратить.

Антропогенное влияние на изменение экологического состояния почвы

Все процессы и явления, которые вызывают деградацию почв, снижают почвенное плодородие и уменьшающие площадь сельскохозяйственных земель, условно делятся на 4 группы.

1. Природные процессы, неблагоприятное воздействие которых на почвенный покров предотвратить нельзя: землетрясение, карсты (растворение водой горных пород), суффозия (вынос минеральных частиц и растворенных веществ водой) и др.
2. Природные процессы, которые человек может предотвратить или уменьшить их неблагоприятное воздействие на почву. К ним относят разрушение берегов рек, засоление почв в результате испарения минерализованных грунтовых вод, а также смыв и размыв почв при ливнях, снос ветром в результате пыльных бурь и др.
3. Природные процессы, интенсивное проявление которых во многом обусловлено нерациональной хозяйственной детальностью человека. Например, интенсивный смыв и размыв почвы поверхностным стоком при орошении.
4. Процессы, целиком связанные с хозяйственной деятельностью человека.

Эти процессы получают все большое распространение в связи с интенсивным развитием промышленности, сельского хозяйства, транспорта и т.д. В результате чего загрязняющие вещества изменяют реакцию среды, влияют на процессы накопления органического вещества и его качественный состав. Происходит насыщение почвенного поглощающего комплекса (ППК) токсичными соединениями, тяжелыми металлами и т. д.

Загрязнение окружающей среды в каждом конкретном случае проявляется по-разному, в зависимости от специфики предприятия. Например, в зоне деятельности предприятий нефтехимической и химической промышленности в окружающую среду поступают предельные и непредельные агроматические углеводороды. Наиболее токсичны полициклические углеводороды, среди которых особое место занимает канцерогенное вещество бензоперен, который накапливается в основном в гумусовом горизонте.

Загрязнение природной среды агрохимическими средствами оказывает негативное влияние практически на все звенья биосферы.

В частности ухудшить круговорот и баланс питательных веществ, агрохимические свойства и плодородия почвы в результате неправильного применения удобрений. Нарушить оптимизацию питания растений макро-и микроэлементами, что приводит к различным заболеваниям растений и снижению урожайности и качества продукции и т.д.

Системное применение химических методов борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур способствует накопление пестицидов в почве, воде, растениях, организме человека и животных, что в конечном итоге наносит существенный вред здоровью.

Установлено, что минеральные удобрения и агрохимические средства при неправильном системном использовании оказывают на почву следующее влияние:

• подкисляют или подщелачивают среду;
• ухудшают ее свойства, биологическую и ферментативную активность;
• усиливают минерализацию гумуса или способствуют замедлению его синтеза;
• ослабляют или активизируют биологическую фиксацию азота из атмосферы;
• усиливают или ослабляют действие других питательных элементов почвы или удобрения и т.д.

На состояние окружающей среды влияет и мелиорация почв. При условии регулярного проведения гидротехнических и агротехнических работ мелиорация позволяет предотвратить или ослабить в почвах влияние ограничивающих биологическую продуктивность факторов, обеспечить оптимизацию режимов влажности, биохимической и физико-химической обстановки и соответственно условий питания, роста и продуктивности растений.

При мелиорации избыточного увлажненных земель возможны потери плодородного гумусового слоя и изменение почвенного покрова. Это особенно заметно на переувлажненных минеральных землях, малая гомогенность которых часто увеличивается в результате некачественного выполнения мелиоративных мероприятий и низкого уровня агротехники.

Так, например, при сельскохозяйственном использовании торфяных почв гумус древесных и тростниковых торфов относительно устойчив к разложению, вследствие чего степень разложения со временем достигает 50% и более, а торфяная почва трансформируется в перегнойную. А вот гумус осоковых и гипновых торфов в процессе осушения и использования не проявляет биохимической устойчивости и частично разрушается, поэтому даже при длительной эксплуатации степень разложения торфа возрастает не более чем на 25-30%, а почва превращается в перегнойную.

Кроме того, сельскохозяйственное использование осушенных болот интенсифицирует процессы уплотнения и минерализации торфа. Мощность слоя органогенной породы непрерывно уменьшается вследствие физико- химических, биохимических и почвообразовательных процессов, эрозии и дефляции, и со временем торфяник как разновидность почвы прекращает сосуществование. Например, в течении эксплуатации более 70 лет, торфяные почвы мелиоративного объекта «Тинки-II» Рязанской области трансформировались в органо-минеральной почвы, а на объекте «Кальское» (с начальной мощностью торфа 2-3 м) его мощность уменьшилась на половину и более. Поэтому в основе любой системе земледелия должен лежать принцип бездефицитного баланса гумуса и элементов  минерального питания растений, иначе почва будет деградировать. Бездефицитный баланс почвы прежде всего должен быть обеспечен за счет применения органических и минеральных удобрений , а также за счет возделывания бобовых культур: клевера, люцерны, люпина, гороха, и других, которые способны за вегетационный период фиксировать из воздуха от 30 до 150кг/га азота.

 

Почвообразование: Глава 6

Авторы: Мартин Б. Голдхабер и Стивен А. Банварт

https://doi.org/10.1079/9781780645322. 0082

Твит

Ссылки

• Дополнительная информация:
  Индексная страница издателя (через DOI)
• Скачать цитату как: РИС
  |
  Дублин
  Ядро

Реферат

Почвообразование отражает сложное взаимодействие многих факторов, среди наиболее важных из которых: (i) характер материнского материала почвы, (ii) региональный климат, (iii) организмы, включая человека, (iv) топография и (v) ) время. Эти процессы происходят в критической зоне Земли; тонкий слой нашей планеты, где рок встречается с жизнью. Понимание действия этих почвообразующих факторов требует междисциплинарного подхода и является необходимым условием для характеристики процессов и функций почвы, смягчения деградации почвы и адаптации управления почвой к изменениям окружающей среды. В этой главе мы обсудим, как эти почвообразующие факторы действуют как по отдельности, так и совместно в естественных и измененных человеком средах. Мы подчеркиваем роль органического вещества почвы в этих процессах, чтобы обеспечить контекст для понимания преимуществ, которые оно приносит человечеству.

Дополнительная информация о публикации

Тип публикации	Глава книги
Подтип публикации	Книга Глава
Название	Почвообразование: Глава 6
ДОИ	10. 1079/9781780645322.0082
Год публикации	2015
Язык	Английский
Издатель	КАБИ
Предоставляющее(ие) бюро(а)	Научный центр коровой геофизики и геохимии
Описание	16 стр.
Большой рабочий тип	Книга
Большее название работы	Почвенный углерод: наука, управление и политика для многочисленных выгод
Первая страница	82
Последняя страница	97
Аналитические метрики Google	Страница показателей

Факты о почве | Служба охраны природных ресурсов

Быстрые ссылки

Что такое почва?
Что такое обследование почвы?
Карьера в области почвоведения
Формирование и классификация почв
Глоссарий почвоведения (из Американского общества почвоведов)

 

Что такое почва?

Это определение дано Американским обществом почвоведов.

почва — (i) Рыхлый минеральный или органический материал на непосредственной поверхности Земли, который служит естественной средой для роста наземных растений. (ii) Неконсолидированное минеральное или органическое вещество на поверхности Земли, подвергшееся воздействию генетических и экологических факторов: климата (включая влияние воды и температуры), макро- и микроорганизмов, обусловленное рельефом, действующими на исходном материале в течение определенного периода времени. Продукт-грунт отличается от материала, из которого он получен, многими физическими, химическими, биологическими и морфологическими свойствами и характеристиками.

Это определение взято из Таксономии почв, второе издание.

почва — Почва – это природное тело, состоящее из твердых веществ (минералы и органические вещества), жидкости и газов, которое встречается на поверхности земли, занимает пространство и характеризуется одним или обоими из следующих признаков: горизонты или слои , отличимых от исходного материала в результате прибавлений, потерь, переносов и превращений энергии и вещества или способности поддерживать укореняющиеся растения в природной среде.

Верхний предел почвы – это граница между почвой и воздухом, мелководьем, живыми растениями или растительными материалами, которые еще не начали разлагаться. Участки не считаются имеющими почву, если поверхность постоянно покрыта водой слишком глубоко (обычно более 2,5 метров) для роста укоренившихся растений.

Труднее всего определить нижнюю границу, отделяющую почву от непочвенного слоя под ней. Почва состоит из горизонтов у поверхности Земли, которые, в отличие от нижележащего материнского материала, были изменены с течением времени в результате взаимодействия климата, рельефа и живых организмов. Обычно почва на нижней границе переходит в твердую породу или землистый материал, практически лишенный животных, корней или других признаков биологической активности. Для целей классификации нижняя граница грунта условно установлена ​​на уровне 200 см.
 

Что такое обследование почвы?

Это определение дано Американским обществом почвоведов:

обследование почвы — (i) Систематическое изучение, описание, классификация и картографирование почв на территории. Почвенные исследования классифицируются в зависимости от вида и интенсивности полевых исследований. (ii) Программа Национального кооперативного исследования почв, которая включает разработку и внедрение стандартов для описания, классификации, картирования, написания и публикации информации о почвах конкретной области.
 

Расширенное определение и использование

Почвенная съемка или картирование почвы — это процесс классификации типов почв и других свойств почвы в данной области и геокодирования такой информации. Он применяет принципы почвоведения и в значительной степени опирается на геоморфологию, теории почвообразования, физическую географию и анализ моделей растительности и землепользования. Первичные данные для исследования почвы получают путем полевого отбора проб и дистанционного зондирования. Дистанционное зондирование в основном использует аэрофотосъемку, но LiDAR и другие цифровые методы неуклонно набирают популярность. В прошлом почвовед брал с собой в поле распечатки аэрофотоснимков, топографические карты и карты. Сегодня все больше почвоведов берут с собой в поле защищенный планшетный компьютер и GPS. На планшет можно загрузить цифровые аэрофотоснимки, LiDAR, топографию, базы геоданных почвы, картографические ключи и многое другое.

Информация, полученная при обследовании почвы, может быть использована как общественностью, так и научным сообществом. Например, фермеры и владельцы ранчо могут использовать его, чтобы определить, подходит ли конкретный тип почвы для сельскохозяйственных культур или домашнего скота и какой тип управления почвой может потребоваться. Архитектор или инженер могут использовать инженерные свойства почвы, чтобы определить, подходит ли она для определенного типа строительства. Домовладелец может даже использовать эту информацию для содержания или строительства своего сада, двора или дома.
 

Компоненты исследования почвы

Типичная информация в исследовании почвы округа включает:

• Краткий обзор географии округа.
• Общая карта почв с кратким описанием каждого из основных типов почв округа, а также их характеристиками.
• Подробные аэрофотоснимки с обозначением и индексированием конкретных типов почвы.
• Фотографии некоторых типичных почв, встречающихся в этом районе.
• Таблицы, содержащие общую информацию о различных почвах, такую ​​как общая площадь, сравнение урожайности типичных культур и обычных пастбищных растений. Они также включают обширные интерпретации для планирования землепользования, такие как ограничения для жилых помещений с подвалами и без них, неглубокие земляные работы, небольшие коммерческие здания, адсорбция септиков, пригодность для застройки, строительства и управления водными ресурсами.
• Таблицы, содержащие конкретные физические, химические и инженерные свойства, такие как глубина почвы, структура почвы, размер и распределение частиц, пластичность, проницаемость, доступная влагоемкость, потенциал усадки-набухания, коррозионные свойства и эрозионная способность.

Термин обследование почвы может также использоваться для описания опубликованных результатов. В Соединенных Штатах эти исследования когда-то публиковались в виде книг для отдельных округов Национальным кооперативным обследованием почв. Сегодня исследования почв больше не публикуются в виде книг; они публикуются в Интернете, и общественность может свободно просматривать их в веб-обследовании почв NRCS (WSS), где человек может создать собственное исследование почвы. Делая данные и информацию доступными в режиме онлайн, он обеспечивает быстрый доступ к самой последней информации о почве для пользователя. В прошлом на публикацию бумажного исследования почв могли уйти годы, что делало опубликованную информацию почти устаревшей. Многие из опубликованных рукописей были отсканированы в исторических целях.
 

Понимание ценности

Под каждым видом деятельности лежит почва.

Исследования почвы обычно определяют более важные характеристики почвы, которые определяют ограничения и качества почвы. Эти интерпретации предназначены для предупреждения о возможных опасностях, связанных с почвой в районе. Знания о почвенных ландшафтах, почвообразовании и различных свойствах и функциях почвы расширились благодаря системе классификации, ориентированной на интерпретации результатов исследования почвы. Различные подразделения и подразделения базовой системы классификации, называемой таксономией почв, обеспечивают основу для применения информации к инженерному и сельскохозяйственному использованию почвы. Информация о свойствах почвы обеспечивает основу для оценки рисков и опасностей при принятии решений по землепользованию. Кроме того, в процессе инвентаризации почв мы узнаем о связи различных особенностей ландшафта с географией почв. Выявление и картирование взаимосвязей между почвой и ландшафтом укрепляет интерпретацию почвы и связанную с ней интерпретацию, включающую гидрологию и стабильность ландшафта. Разделение геологии и почв не является четким разделением, а скорее интерпретации улучшают доставку информации за счет связи почв с ландшафтом и соответствующей геологией.
 

Карьера в области почвоведения

Кто такой почвовед?

Почвовед изучает несколько верхних метров земной коры с точки зрения ее физических и химических свойств; распространение, генезис и морфология; и биологических компонентов. Почвоведу нужен сильный опыт в физических и биологических науках и математике.
 

Что такое почвоведение?

Почвоведение — это наука, изучающая почвы как природный ресурс на поверхности Земли, включая почвообразование, классификацию и картографирование; физические, химические, биологические и плодородные свойства почв; и эти свойства в отношении использования и управления почвами.

Почвы играют множество ролей в обеспечении качества жизни во всем мире. Почвы — это не только ресурс для производства продуктов питания, но и опора для наших структур, среда для удаления отходов, они поддерживают наши игровые площадки, распределяют и хранят воду и питательные вещества, а также поддерживают нашу окружающую среду. Они поддерживают больше жизни под своей поверхностью, чем на поверхности. Они облегчают жизненный цикл роста, поддержания и распада. Они влияют на мировое распространение растений, животных и людей.
 

Чем занимается почвовед?

Почвоведы работают на федеральное правительство и правительство штатов, университеты и частный сектор. Работа почвоведа включает сбор данных о почве, консультации, исследование, оценку, интерпретацию, планирование или проверку, связанную с почвоведением. Эта карьера включает в себя множество различных заданий и включает в себя предоставление рекомендаций по многим областям ресурсов.

Почвоведу необходимы хорошие навыки наблюдения, чтобы иметь возможность анализировать и определять характеристики различных типов почв. Типы почв сложны, и географические районы, которые может исследовать почвовед, разнообразны. Для исследования местности часто используются аэрофотоснимки или различные спутниковые снимки. Компьютерные навыки и географические информационные системы помогают ученым анализировать многочисленные аспекты геоморфологии, топографии, растительности и климата, чтобы обнаружить закономерности, оставшиеся в ландшафте.

Почвоведы работают как в офисе, так и в поле. Работа может потребовать ходьбы по неровной и неровной земле и использования лопат и заступов для сбора образцов или изучения обнажения почвенной ямы.

Почвоведы занимаются различными видами деятельности, в которых применяются знания в области почвоведения. Эта работа часто выполняется с привлечением специалистов, не являющихся специалистами в области почвоведения. Работа почвоведа может включать:

• проведение общих и детальных исследований почвы
• определение гидрических (влажностных) характеристик почвы
• рекомендации программ управления почвой
• помощь в разработке гидрологических планов пригородных территорий
• мониторинг влияния деятельности фермы, ранчо или леса на продуктивность почвы
• предоставление технических консультаций, используемых для помощи в планировании программ управления земельными ресурсами
• прогнозирование влияния вариантов управления земельными ресурсами на природные ресурсы
• подготовка отчетов с описанием характеристик земли и почвы
• консультирование землеустроителей по возможностям и ограничениям почв (например, продажа древесины, проекты восстановления водоразделов, планирование транспорта, продуктивность почвы, военные маневры, развитие рекреации)
• обучение прочего персонала
• подготовка технических документов и участие в профессиональных собраниях по почвоведению
• проведение исследований в государственных и частных научно-исследовательских учреждениях
• Управление почвами для выращивания сельскохозяйственных культур, лесоматериалов и управления эрозией.
• оценка доступности питательных веществ и воды для сельскохозяйственных культур
• Управление почвами для ландшафтного дизайна, рекультивации шахт и восстановления участков
• исследование лесных почв, водно-болотных угодий, угроз окружающей среде, экологического состояния и археологических памятников
• оценка применения отходов, включая неопасные технологические отходы (обращение с остатками и осадком)
• проведение исследований устойчивости почвы, удержания или дренажа влаги, устойчивости и воздействия на окружающую среду
• оценка опасностей для окружающей среды, включая опасные места захоронения отходов, которые включают методы исследования почвы, оценку химической судьбы и явлений переноса, а также альтернативы реабилитации
• Регулирование использования земельных и почвенных ресурсов частными и общественными интересами (государственными органами)

Вот некоторые виды деятельности, которыми регулярно занимаются почвоведы. Эта работа чаще всего проводится в координации с другими специалистами с меньшей подготовкой и знаниями о почвенных системах.

Хорошо подготовленные почвоведы пользуются большим спросом на широкий спектр профессиональных должностей в государственных учреждениях или частных фирмах. Вот несколько конкретных примеров должностей, которые в настоящее время занимают выпускники почвоведов только одного университета за последние 10 лет.

• Специалист по водно-болотным угодьям

• Техник по водоразделу
• Гидролог Департамента здравоохранения
• Техник-эколог
• Государственный специалист по качеству почв и вод
• Защитник почв
• Окружной сельскохозяйственный агент
• Ландшафтный бизнес
• Сельское хозяйство
• Оценка на месте
• Консультант по растениеводству
• Почвовед, картирование и интерпретация, Министерство сельского хозяйства США
• Техник-исследователь
• Планировщик консервации
• Районный менеджер по маркетингу сельскохозяйственной фирмы
• Защитник окружающей среды округа
• Специалист по растениеводству
• Ученый-исследователь
   

Какие люди становятся почвоведами?

Люди, которые становятся почвоведами, обычно обладают одной или несколькими из следующих характеристик:

• любовь к науке
• нравится работать на открытом воздухе
• увлеченность картами и отношениями в природе
• желание быть неотъемлемой частью природоохранных решений, связанных с сохранением почвы, землепользованием, качеством воды или управлением отходами
• готовность передать свои знания о почвах и окружающей среде всем слоям общества
• жажда ответов на вопросы и решения проблем в сельскохозяйственных и экологических условиях
• желание способствовать успеху других

Как люди становятся почвоведами?

Большинство почвоведов получили как минимум степень бакалавра в крупном сельскохозяйственном университете. Во многих университетах есть два варианта специальной подготовки по почвам. Вариант «Почвоведение» готовит студентов к работе в сельскохозяйственном секторе в качестве консультантов по сельскому хозяйству, консультантов по растениеводству, специалистов по охране почвы и воды или представителей сельскохозяйственных компаний. Вариант экологического почвоведения готовит почвоведов к карьере на экологических должностях, связанных с проблемами качества воды, устранением загрязнителей или для оценки свойств почвы на месте при строительстве, удалении отходов или рекреационных объектах.
 

Как люди становятся почвоведами с Министерством сельского хозяйства США?

Минимальным требованием для должности почвоведа в USDA–NRCS или Лесной службе USDA является 4-летняя степень бакалавра наук, которая включает 30 семестровых часов по естественным наукам (например, биологическим, физическим и наукам о Земле) и 15 семестровых часов. часов по почвоведению (например, генезис и морфология почв, химия почв, физика почв и плодородие почв). Большинство крупных университетов, которые до сих пор имеют программу почвоведения, теперь предлагают курсы почвоведения только для выпускников.
 

Где вы находите возможности для карьерного роста?

Американское общество почвоведов. Для каждой вакансии указаны конкретные квалификации. Выполните поиск по серии вакансий 0470, чтобы найти все подходящие вакансии почвоведа.
 

Формирование и классификация почв

Национальное совместное исследование почв определяет и наносит на карту более 20 000 различных видов почв в Соединенных Штатах. Большинству почв дается название, которое обычно происходит от места, где почва была впервые нанесена на карту. Названные почвы относятся к почвенным рядам.

Отчеты об исследовании почвы включают карты исследования почвы, а также названия и описания почв в области отчета. Эти отчеты об исследовании почвы публикуются Национальным кооперативным исследованием почв и доступны для всех.

Почвы называют и классифицируют на основе физических и химических свойств их горизонтов (слоев). «Таксономия почвы» использует цвет, текстуру, структуру и другие свойства поверхности двухметровой глубины, чтобы включить почву в систему классификации, чтобы помочь людям использовать информацию о почве. Эта система также обеспечивает общий язык для ученых.

Почвы и их горизонты отличаются друг от друга в зависимости от того, как и когда они образовались. Почвоведы используют пять почвенных факторов, чтобы объяснить, как образуются почвы, и помочь им предсказать, где могут встречаться разные почвы. Ученые также допускают добавление и удаление почвенного материала, а также действия и изменения в почве, которые продолжаются каждый день.
 

Почвообразующие факторы

Исходный материал. Немногие почвы выветриваются непосредственно из подстилающих пород. Эти «остаточные» почвы имеют тот же общий химический состав, что и исходные породы. Чаще почвы образуются в материалах, которые были перемещены из других мест. Материалы могли быть перемещены на много миль или всего на несколько футов. Переносимый ветром «лесс» распространен на Среднем Западе. Он погребает «ледниковый ил» во многих районах. Ледниковый тил – это материал, измельченный и перемещенный ледником. Материал, из которого образуются почвы, называется «исходным материалом». В нижней части почв эти материалы могут быть относительно неизменны с тех пор, как они были отложены движущейся водой, льдом или ветром.

Отложения вдоль рек имеют различную текстуру в зависимости от того, быстро или медленно течет река. Быстро движущаяся вода оставляет гравий, камни и песок. Медленно текущие воды и озера оставляют мелкозернистый материал (глину и ил), когда отложения в воде оседают.

Климат. Почвы различаются в зависимости от климата. Температура и количество влаги вызывают различные модели выветривания и выщелачивания. Ветер перераспределяет песок и другие частицы, особенно в засушливых регионах. Количество, интенсивность, время и вид осадков влияют на почвообразование. Сезонные и суточные изменения температуры влияют на эффективность увлажнения, биологическую активность, скорость химических реакций и виды растительности.

Топография. Уклон и экспозиция влияют на влажность и температуру почвы. Крутые склоны, обращенные к солнцу, теплее, как и южная сторона дома. Крутые почвы могут подвергаться эрозии и терять свой верхний слой почвы по мере их образования. Таким образом, они могут быть тоньше, чем более ровные почвы, которые получают отложения с участков, расположенных выше по склону. На пойме можно ожидать более глубокие, более темные почвы.

Биологические факторы. Растения, животные, микроорганизмы и люди влияют на почвообразование. Животные и микроорганизмы перемешивают почву и образуют норы и поры. Корни растений открывают каналы в почве. Различные типы корней по-разному влияют на почву. Корни травы «волокнистые» у поверхности почвы и легко разлагаются, добавляя органические вещества. Стержневые корни открывают проходы через плотные слои. Микроорганизмы влияют на химический обмен между корнями и почвой. Люди могут перемешивать почву настолько интенсивно, что почвенный материал снова считается исходным материалом.

Местная растительность зависит от климата, топографии и биологических факторов, а также многих факторов почвы, таких как плотность почвы, глубина, химический состав, температура и влажность. Листья с растений падают на поверхность и разлагаются в почве. Организмы разлагают эти листья и смешивают их с верхней частью почвы. Деревья и кустарники имеют большие корни, которые могут уходить на значительную глубину.

Время. Время взаимодействия всех этих факторов с почвой также является фактором. Со временем почвы проявляют черты, отражающие другие формообразующие факторы. Процессы почвообразования непрерывны. Недавно отложенный материал, такой как отложения в результате наводнения, не имеет признаков деятельности по разработке почвы. Прежняя поверхность почвы и нижележащие горизонты погребаются. Часы времени сбрасываются для этих почв. Террасы над активной поймой, хотя и генетически похожи на пойму, представляют собой более старые поверхности земли и демонстрируют больше особенностей развития.

Эти почвообразующие факторы продолжают воздействовать на почвы даже в «стабильных» ландшафтах. Материалы осаждаются на их поверхности, а материалы выдуваются или смываются с поверхности. Добавление, удаление и изменение происходят медленно или быстро, в зависимости от климата, положения в ландшафте и биологической активности.

При картографировании почв почвовед ищет участки со сходными факторами почвообразования, чтобы найти похожие почвы. Описаны цвета, текстура, структура и другие свойства. Почвы с одинаковыми свойствами получают таксономические названия. Обычная почва Среднего Запада отражает умеренный влажный климат и местную растительность прерий с толстым, почти черным поверхностным слоем. Этот слой богат органическими веществами от разлагающейся травы. Он называется «моллик эпипедон». Это один из нескольких типов поверхностных горизонтов, которые мы называем «эпипедонами». Почвы в пустыне обычно имеют «охровый» эпипедон, который имеет светлый цвет и мало органических веществ. Подземные горизонты также используются в классификации почв. Многие лесные массивы имеют подповерхностный горизонт со скоплением глины, называемый «глинистым» горизонтом.
 

Почвенные порядки

Таксономия почв на самом высоком иерархическом уровне определяет 12 порядков почв. Названия порядков и таксономических свойств почвы связаны с греческими, латинскими или другими корневыми словами, которые раскрывают что-то о почве. Шестьдесят четыре подотряда признаны на следующем уровне классификации. Существует около 300 больших групп и более 2400 подгрупп. Почвы внутри подгруппы, обладающие схожими физическими и химическими свойствами, влияющими на их реакцию на управление и манипуляции, являются семействами. Почвенный ряд является низшей категорией в системе классификации почв.
 

Карты

Распределение этих почвенных порядков в США соответствует общим закономерностям факторов почвообразования по всей стране. Карта почвенных порядков полезна для понимания обширных областей почв.