Контрольная работа по "Природопользование"

Оглавление 

 

 

 

Биологическое выветривание минералов и горных пород, значение в почвообразовании

 

Выветривание горных пород и минералов — это процесс разрушения и изменения горных пород и минералов под влиянием температуры, движения воздуха, химического воздействия на горные породы воды, кислорода, углекислоты и биологического действия организмов.

 
Различают три типа выветривания: физическое, химическое и биологическое. 
Биологическое выветривание — это процесс изменения горных пород под влиянием организмов, продуктов их жизнедеятельности и продуктов разложения органических веществ.

 
При физическом и химическом выветриваниях все простые соли вымываются водой и уносятся сначала в реки, а затем в моря и океаны. При биологическом выветривании растения и микроорганизмы избирательно поглощают часть водорастворимых солей, закрепляя их в форме органического вещества. 
Разрушение горных пород происходит под влиянием различных ферментов, имеющих кислую или щелочную реакцию, органических кислот и оснований. Так, некоторые силикатные бактерии, выделяя слизистые образования, разрушают полевые шпаты. Нитрифицирующие бактерии способны выделять азотную кислоту, серобактерии — серную. Диатомовые водоросли извлекают из алюмосиликатов кремнезем для построения скелета своего тела. Лишайники воздействуют на горные породы с помощью сильных органических кислот. Корни древесных и кустарниковых растений оказывают существенное физическое расклинивающее действие на горные породы. При разложении растительных остатков образуется значительное количество кислот и солей, также вступающих в различные реакции с горными породами. 
Таким образом, при биологическом выветривании происходит физическое разрушение и дробление горных пород и минералов, а также их химическое преобразование, т. е. осуществляется их биохимическое разложение с образованием вторичных минералов и комплексных органо-минеральных соединений, большая часть которых закрепляется в верхних слоях почв. Биологическое выветривание по существу относится к почвообразовательным процессам.

 
Минералы играют большую роль в различных процессах почвообразования и в жизни растений, так как многие из них (сильвин, кальцит, фосфорит и др.) содержат элементы питания.Благодаря различной устойчивости к выветриванию, одни из них, такие как кварц, полевые шпаты дробятся медленнее и накапливаются в почвообразующих породах, а затем и в почвах в больших количествах, другие разрушаются быстрее и поэтому содержание их в почвax ниже. Минералогический состав почвообразующих пород и почв, в свою очередь, определяют их химический состав.При разрушении минералов высвобождаются различные химические элементы, в том числе и питательные вещества, поэтому можно утверждать, что минералогический состав почв определяет их потенциальное плодородие.

 

Почвообразующими породами, или материнскими, называются поверхностные горизонты горных пород, из которых формируются почвы. Различия в свойствах почвообразующих горных пород наследуются почвами.Почвообразующая порода является основой почвы и передаёт ей свой гранулометрический, минералогический и химический состав, а также физические, химические и физико-химические свойства, которые в дальнейшем постепенно изменяются под воздействием почво-образовательного процесса

Однотипные почвы, образовавшиеся на неодинаковых горных породах, всегда различаются. Особенно велико влияние горных пород на начальных стадиях почвообразовательного процесса. Механические свойства горных пород, их плотность и проницаемость, минералогический состав и химические особенности существенно сказываются на скорости и направлении почвообразовательного процесса. Первоначальный запас в горных породах фосфора, кальция, серы, калия и других элементов в значительной степени определяет уровень и устойчивость естественного плодородия, особенно во влажном климате

 

Какие виды почвообразующих пород имеют наибольшее распространение в РФ, Алтайском крае?

.

Почвообразующие, или материнские, породы являются основным исходным материалом, из которого под воздействием растительности и других факторов почвообразования формируется почва. На территории нашей страны в зависимости от происхождения, состава и свойств выделяют следующие основные группы почвообразующих пород:

Элювиальные породы (элювий) - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте образования. Для них характерны слабая сортированность обломочного материала, щебневатость.

Делювиальные породы (делювий) - наносы, отложенные на склонах при действии временных водных потоков (дождевых и талых вод). Они отличаются сортированностью материала, слоистостью, мелко зернистостью по сравнению с исходными продуктами выветривания.

Пролювиальные породы (пролювий) — наносы, плохо отсортированные с включением грубых обломков, принесенные к подножиям гор временными горными потоками талых и ливневых вод (селевые потоки) .

Аллювиальные отложения (аллювий) — наносы постоянных водных потоков (рек). Во время разливов рек весь материал, принесенный рекой во взвешенном состоянии в пойму, постепенно оседает.

Большую роль в образовании почвообразующих пород принимал ледник (оледенение в четвертичный период). Ледниковые отложения представлены моренами. Моренами называются отложения рыхлого обломочного материала ледником. Они состоят из валунов, гравия, песка, глины и характеризуются слабой сортированностью материала: по механическому составу они могут быть песчаными, суглинистыми, глинистыми. Характерный признак морен - наличие в них валунов. По химическому составу морену подразделяют на бескарбонатную и карбонатную. Для бескарбонатной морены преобладающая окраска красно-бурая, для карбонатной - желто-бурая. По составу и свойствам, условиям произрастания для растений благоприятна карбонатная морена.

Водно-ледниковые, или флювио-гляциальные наносы отлагаются из талых ледниковых вод, которые размывали морены и другие породы, встречающиеся на их пути. Водно-ледниковые наносы покрывают морену, мощность их отложения различная. Эти отложения хорошо отсортированы, не содержат валунов. Среди покровных суглинков встречаются желто-бурые, тяжелые и лёссовидные (сходные по составу с лёссами).

Озерно-ледниковые отложения образовались в приледниковых озерах, представлены они ленточными глинами и супесями. Им свойственна горизонтальная слоистость с чередованием прослоек песка и гяины. Встречаются на северо-западе европейской части СССР.

Лёсс — осадочная порода, пористая, карбонатная, имеет суглинистый механический состав с преобладание частиц крупной пыли (0,05-0,01 мм). Для лёсса характерна желто-палевая и палевая окраска. Мощность лёссовых отложений достигает нескольких метров. Лёсс легко размывается водой и развевается ветром. Происхождение лёсса точно не установлено. Отложения его имеют широкое распространение в степных зонах юга и юго-востока нашей страны.

Морские четвертичные отложения имеют слоистость и хорошую отсортированность материала, сильную засоленность. Встречаются на побережье Северного ледовитого океана и Прикаспийской низменности.

Эоловые отложения - песчаные наносы, которые образуются при деятельности ветра в засушливых и пустынных областях. Эоловые пески создают особые формы рельефа — барханы, бугры, холмы; по берегам морей и крупных рек — дюны.

Роль зеленых растений, микроорганизмов в процессе почвообразования. Сущность процесса почвообразования

 

Ведущая роль в почвообразовании и формировании плодородия почв принадлежит трем

группам живых организмов — земным растениям, микроорганизмам и почвенным животным. Каждая из этих групп

организмов выполняет свою роль, но только при их совместной деятельности почвообразующая порода превращается в почву. Доминирующее положение в почвообразовании принадлежит зеленым растениям, которые извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезируют в процессе фотосинтеза органическое вещество, которое вместе с зольными элементами через опад попадает в почву. Роль различных видов растительности существенно отличается, и это основная причина многообразия почв в природе. Микроорганизмы (бактерии, грибы, водоросли и лишайники) первыми поселяются на горной породе, активно участвуя в ее биологическом выветривании. Им принадлежит главная роль в процессах разложения растительных остатков зеленых растений и минерализации их до простых солей, доступных растениям. Они участвуют в процессах гумификации и минерализации гумуса, в разрушении и почвообразовании почвенных минералов, влияют на состав почвенного

воздуха, регулируя в нем соотношение между О 2  и CO 2 . Количество, видовой состав и активность микроорганизмов зависят от плодородия почв и гидротермических условий. Наиболее распространены в почве бактерии, количество которых

может доходить до 3 млрд шт. в 1 г почвы. В образовании почвы участвуют и почвенные животные, представленные нематодами, насекомыми, дождевыми червями, муравьями, кротами, грызунами и др. Все они используют органические остатки в виде пищи, способствуют ее разложению, ускоряют гумификацию растительных остатков,улучшают физические свойства почвы. Среди почвенной фауны преобладают беспозвоночные (нематоды, насекомые, черви и др.). Особую роль играют дождевые черви, которые пропускают через себя до 600 т мелкозема в год. Установлено,

что многие почвы на 50, иногда на 89% состоят из полуразрушенных агрегатов, созданных червями.

ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС — процесс формирования почв, сущность которого состоит во взаимодействии организмов и продуктов их распада с горными породами и продуктами их выветривания.

Таким образом, почвообразовательный процесс возникает на контакте литосферы и биосферы в результате их взаимопроникновения. Наряду с литосферой и биосферой источником веществ, участвующих в почвообразовательном процессе, являются атмосфера и гидросфера. Основной источник энергии почвообразовательного процесса заключается в солнечной энергии как прямой, так и конденсированной в остатках организмов, просачивающейся через почву воде и т. д. Почвообразовательный процесс очень сложен, он включает разнообразные химические, физические и, биологические явления, протекающие одновременно и в различных направлениях. Эти явления можно объединить в 3 группы — разложение, синтез и передвижение. В почве идёт распад растительных, и животных организмов, различных минералов и обломков горных пород; в ней синтезируются особые формы органического вещества (гумус) и различные вторичные минералы (преим. глинистые минералы, минералы окислы и простые соли); продукты разложения и синтеза в виде истинных и коллоидных растворов, а также взвесей перемещаются вниз по профилю, а при близком залегании почвенно-грунтовых вод и вверх с их капиллярными и плёночными токами. Указанные основные группы процессов в свою очередь многообразны.

 

 

Органическое вещество почвы. Гумус,состав гумуса.Условия разложения органического вещества.Зональный характер гумусообразования

 

Органическое вещество почвы представляет собой важнейшее звено обмена веществ и энергии между живой и неживой природой. Это комплекс органических соединений, входящих в состав почвы. Представлены в основном гумусом (на 80–90%); неспецифическими для почвы углеводами; жирами, белками, а также остатками растений, животных.

Гумус почвы — это многокомпонентный комплекс, который состоит из различных органических веществ, полученных в результате разложения и переработки органических частиц. Состав гумуса не является постоянным — он находится в состоянии постоянных трансформаций. Количество гумуса в почве напрямую зависит от происхождения грунтовой породы и от особенностей почвообразующих процессов.

Какой состав у гумуса почвы?

1) Основная часть гумусовой  массы (от 85% до 90%) приходится на непосредственно  гумусовые вещества.

2) Остаток (10-15%) является сборником  самых разнообразных органических  веществ, которые можно назвать  негумифицированными (ферменты, белковые соединения, аминокислоты, моно- олиго- и полисахариды, жиры, фосфолипиды, разновидности воска, органические кислоты, таннины, полифенолы, галловая кислота, смолы, альдегиды, спирты и др.

Гумус является одним из главных факторов создания структуры почвы, оказывает положительное влияние на ее водно-воздушный и тепловой режимы. Чем больше гумуса в почве, тем выше у нее поглотительная способность и буферность.

В образовании гумуса при разложении остатков растительного, животного и микробного происхождения и синтезе новых соединений (новых белков и перегнойных кислот и др.) ведущую роль играют почвенные микроорганизмы. Распад свежего органического вещества и возникновение новых соединений, входящих в состав гумуса, происходит главным образом под влиянием ферментов, Чтобы одновременно шло накопление гумуса и питательных веществ для культурных растений, необходимо систематически вносить в почву органические и минеральные удобрения, возделывать в севообороте многолетние травы, особенно бобовые, и сидеральные культуры.

Таким образом, чтобы управлять процессами накопления и разложения органического вещества в почве, надо:

1) ввести и освоить правильные  севообороты;

2) возделывать в севооборотах  многолетние бобовые травы и  сидеральные культуры (там, где это необходимо);

3) применять органические и минеральные удобрения;

4) известковать кислые почвы;

5) заменять чистые пары на занятые, где это целесообразно;

6) осушать избыточно увлажненные почвы;

7) регулировать строение пахотного слоя;

8) выращивать наиболее урожайные сорта сельскохозяйственных культур.

 

Гумусообразование---процесс формирования динамичной системы органоминеральных соединений в профиле почв, соответствующей экологическим условиям ее функционирования. Другими словами ,это процесс формирования органопрофиля почв, начинающегося с нулевой отметки почвенного профиля и заканчивающегося переходным горизонтом к почвообразующей породе

В различных природных условиях характер и скорость гумусообразования (разложение и гумификация органических остатков) неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования. Главнейшими из них являются водно-воздушный и тепловой режим почв, состав и характер поступления растительных остатков, видовой состав и интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов, гранулометрический состав и физико-химические свойства почв.