Почвы пойм и дельт рек

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Почвы пойм и дельт рек

1. Образование речной долины

Речные поймы являются продуктом деятельности самой реки.

Под руслоформирующей деятельностью реки подразумеваются горизонтальные русловые деформации, то есть блуждания речного русла по дну долины.

Реки - это не каналы, они не текут строго по линейке. Большая часть рек образует излучины.

Горизонтальные русловые деформации осуществляются за счет размыва одних берегов реки и намыва материала на противоположных. На меандрирующих реках размываются вогнутые и намываются выпуклые берега излучин, что приводит к искривлению и спрямлению последних.

Скорость размыва берегов зависит от прочности горных пород, в которых выработаны долины.

В породах, легко поддающихся размыву (песках, супесях, галечниках), русловые деформации протекают свободно - им ничто не препятствует, поэтому берега крупных рек могут размываться со скоростью 5-15 м/год или еще быстрее.

На реках, протекающих в трудноразмываемых породах, независимо от их размеров скорости размыва берегов резко снижаются. Так, в глинах они падают до 1-2 м/год, в известняках, доломитах, гранитах - до первых сантиметров в год или менее.

Одновременно более заметными становятся вертикальные деформации, выражающиеся во врезании речных русел. Поэтому такие реки, чаще всего распространенные в горах, имеют узкие врезанные долины.

Реки производят огромную денудационную и аккумулятивную работу, существенно преобразуя рельеф.

Питание рек бывает: снеговое, ледниковое, дождевое, смешанное, за счет подземных вод.

Для каждой реки в течение года характерно чередование периодов высокого и низкого уровня воды.

Состояние низкого уровня называется меженью, а высокого - паводком или половодьем. Движение воды в реках всегда турбулентное (беспорядочное, вихревое). В поперечном сечении потока максимальные скорости наблюдаются в наиболее глубокой части потока - стержне, меньше - у берегов.

В образовании речных долин главная роль принадлежит эрозии. Различают эрозию донную, или глубинную, направленную на врезание потока в породы, слагающие дно русла, и боковую, ведущую к подмыву берегов и, в целом, к расширению долины. Соотношение глубинной и боковой эрозии меняется на разных стадиях развития долины.

В начальных стадиях преобладает глубинная эрозия, когда водный поток стремиться выработать свой продольный профиль, который характеризуется значительными неровностями.

Река стремиться сгладить эти неровности применительно к уровню моря или озера, в которые впадает река. Уровень бассейна, куда впадает река, определяет глубину эрозии речного водного потока и называется базисом эрозии. Он является общим для всей речной системы. Постепенно в нижнем течении реки уклон продольного профиля уменьшается, приближаясь к горизонтальной линии, уменьшается скорость течения и, следовательно, затухает глубинная эрозия.

Одновременно с эрозией реки при своем движении захватывают продукты разрушения (при выветривании или эрозии) горных пород и переносят их волочением по дну, во взвешенном состоянии, и в растворенном виде. Влекомые по дну и взвешенные частицы принято называть твердым стоком рек.

Грубый обломочный материал усиливает донную эрозию, но и сам измельчается, истирается и окатывается, образуя гальку, гравий, песок.

Одновременно с эрозией и переносом происходит и отложение обломочного материала. Уже на первых стадиях развития реки при явном преобладании процессов эрозии и переноса на отдельных участках частично откладывается обломочный материал.

Отложения, накапливающиеся в речных долинах в результате деятельности водного потока, называются аллювиальными отложениями или аллювием.

2. Строение речной долины

В развитии речной долины намечается определенная направленность и последовательность - переход от оной стадии к другой и цикличность.

Первая стадия, для которой характерно преобладание глубинной эрозии и каньонообразный, или V - образный, поперечный профиль долины, называется стадией морфологической молодости.

Вторая стадия называется морфологической зрелостью.

Ей соответствует выработанный продольный профиль реки, приближающийся к кривой равновесия, и широкий плоскодонный U - образный поперечный профиль долины с хорошо развитой поймой.

При несущественных изменениях климата и тектонических движений земной коры совместное действие смежных рек (с системой протоков) и склонового смыва приводит к понижению и выравниванию рельефа. Так возникает выровненная поверхность суши, то есть почти равнина: волнистая или холмистая, иногда с отдельными возвышенностями - останцами, сложенными очень твердыми породами.

Известно, что эпохи слабого проявления тектонических движений, когда происходит выравнивание рельефа, сменяются эпохами относительно быстрых поднятий и опусканий земной коры.

На месте плоскодонных долин появляются молодые эрозионные врезы V - образного типа. Происходит как бы «омоложение» речной долины. Река вновь начинает вырабатывать продольный профиль применительно к новым соотношениям с базисом эрозии.

В результате в реке формируется новая пойма на более низком гипсометрическом уровне. Прежняя пойма останется у коренного склона долины в виде площадки, сочленяющейся с новой поймой уступом и не заливаемой талыми водами.

Последующее оживление тектонических движений вновь вызовет врезание потока в коренные породы и формирование плоской долины на еще более низком уровне.

Таким образом, в речных долинах образуется лестница террас, возвышающихся друг над другом. Они называются надпойменными террасами.

Самая высокая терраса является наиболее древней, а низкая - самой молодой.

Нумеруются террасы снизу, от более молодой.

У каждой террасы различают следующие элементы:

террасовидную площадку, уступ или склон, бровку террасы, тыловой шов, где терраса сочленяется со следующей террасой или с коренным склоном.

В основании аллювиальных отложений каждой террасы всегда располагается цоколь, сложенный коренными горными породами. В зависимости от высотного положения цоколя и мощности аллювия выделяются три типа террас.

А- эрозионные или скульптурные;

Б- аккумулятивные;

В- цокольные.

Эрозионные террасы (размыва), в которых почти вся террасовидная площадка и уступ слагаются коренными породами, и лишь местами на поверхности сохраняется аллювий. Они образуются в молодых горных сооружениях в результате интенсивных тектонических движений.

Аккумулятивные террасы, в которых площадка и уступ полностью сложены аллювиальными отложениями, а цоколь из коренных пород всегда ниже уровня реки и никогда не обнажается. Они образуются в пределах низменных платформенных равнин, в межгорных и предгорных впадинах.

Цокольные или смешанные, эрозионно-аккумулятивные террасы характеризуются тем, что в нижней части уступа выходит на поверхность цоколь, а верхняя часть уступа и площадка сложены аллювием. Они образуются в переходных зонах от поднятий к погружениям, реже к равнинам.

Обычно в поймах выделяют три зоны:

прирусловую приподнятую; центральную выровненную и притеррасную наиболее низкую часть.

Схема строения поймы (по В. Р. Вильямсу): 1 -- бечевник; 2 -- прирусловые дюны; 3 -- область наибольшего скопления песков; 4 -- притеррасные дюны; 5 -- притеррасные вздутые пески; в -- прирусловая пойма; 7 -- цент-ральная пойма; 8 -- водоток (тальвег) центральной поймы; 9 -- притеррасная пойма; 10 -- притеррасная речка.

Рельеф. Прирусловая пойма имеет обычно волнистый рельеф с резко выраженными песчаными валами и высокими гривами.

Прирусловая зона имеет ширину у малых рек 20--50 м, у крупных -- несколько километров. В ней в половодье создается наибольшая скорость потока воды, поэтому здесь откладывается самый грубый галечниково-песчаный аллювий, который при последующих паводках размывается, передвигается, образуя повышенные места -- «гривы» и пониженные -- «лога».

Вследствие ежегодного обновления наносов процессы почвообразования в прирусловой пойме развиваются медленно, травостой отличается бедностью на «гривах» и богатством на логах.

При переходе от прирусловой к центральной пойме движение воды замедляется, откладывается аллювий с более высоким содержанием пыли и ила, с богатой флорой бактерий, которые после спада воды оседают на поверхности почвы. При высыхании этот осадок расслаивается на горизонтальные слои и растрескивается на комки размером 2--3 мм.

Так образуется «зернистая» пойма, на которой господствует богатый травостой, в котором преобладают тимофеевка, лисохвост, костер безостый, овсяница, пырей, клевер, вика и другие травы. При более бурном снеготаянии в безлесных пространствах разливы рек несут в центральную пойму более грубый бесструктурный материал в виде пыли и откладывают его на поверхности зернистой поймы. Так образуется слоистая пойма. Рельеф такой поймы бугристый, но наиболее богатая растительность распространяется между буграми наиболее бедная -- на буграх и понижениях.

Характерная черта ландшафта центральной поймы -- старицы рек, вытянутые вдоль русла озера, заросшие по берегам кустами ивы, а иногда и окруженные крупными деревьями.

Притеррасная пойма занимает самое низкое положение по отношению к центральной пойме территорию, ила наносится меньше, пойма обильно питается стекающими со склонов водами и выступающими на поверхность грунтовыми водами. Поэтому почвы здесь заболочены, нередко oбразуются топи, в которых накапливаются богатые залежи торфа.

Растительность пойм чрезвычайно разнообразна. Здесь господствуют луговые разнотравно-злаковые группировки. Наиболее богатый и ценный травостой на центральной пойме. В травостое здесь преобладают костер безостый, тимофеевка, лисохвост, овсяница луговая, пырей ползучий, мятлик луговой, бекмания, канареечник, чина луговая, клевера, вики, герань луговая, конский щавель, лютики, синюха и другие травы.

При этом в зависимости от условий местообитания в центральной пойме хорошо выделяются отдельные ассоциации: заросли канареечника и бекмании, участки, занятые пыреем, лисохвостом и т. п. На повышенных элементах рельефа центральной поймы (гривы) травостой беднее.

Прирусловая пойма характеризуется довольно неоднородным и более бедным травостоем. Здесь выделяются луга трех уровней (по В. Р. Вильямсу) -- высокого, среднего и низкого. Луга высокого уровня занимают высокие части грив и наименее продуктивны. Широкие лога заняты лугами низкого уровня. В логах создаются хорошие условия увлажнения и пищевого режима и развиваются пырей, кострец без-остый, мятлик луговой, клевер, лядвенец и обильное разнотравье.

На склонах грив расположены луга среднего уровня, состав травостоя которых и продуктивность улучшаются по мере приближения к логам.

Сильнозаболоченные участки в центральной и притеррасной пойме заняты щучкой, осоками, канареечником, мхами и другой болотной растительностью.

Продуктивность пойменных лугов зависит от условий увлажнения и особенностей использования. Наиболее продуктивны луга центральной поймы, где при правильной эксплуатации урожай сена достигает 30--40 ц и более с 1 га.

В пойме произрастают и древесные растения, состав которых определяется природными особенностями зоны.

В зависимости от местных условий отдельные области поймы могут быть слабо выражены или отсутствовать. Например, в долинах горных рек с быстрым течением поймы представлены преимущественно прирусловой областью; в мелких маловодных степных реках с медленным течением более развита притеррасная пойма.

В поймах малых рек деление на зоны выражено слабо, иногда пойма таких рек представляет собой заторфованное понижение, вплотную примыкающее к руслу реки. В горных областях поймы представлены в основном прирусловой частью, на равнинах более развита притеррасная пойма.

Устьевые части рек.

Различают два типа устьев рек - дельты и эстуарии.

Дельты - это плоские низменные равнины, полого наклоненные в сторону моря, часто имеющие форму, близкую к треугольной. В их пределах река распадается на многочисленные радиально расходящиеся рукава и потоки, образуя аллювиально-дельтовые равнины. Река, впадая в моря и озера, приносит с собой большое количество обломочного материала, как влекомого по дну, так и во взвешенном состоянии. Часть его уносится в море, значительная же часть оседает в прибрежной зоне, образуя подводный конус выноса.

Постепенно нарастая в сторону моря, в ширину и высоту, он начинает выступать на поверхности в виде выдающегося в море широкого конуса (дельты) с вершиной, обращенной к реке.

Дельты образуются при относительно небольшой глубине моря, обилии обломочного материала, отсутствии приливов и отливов и сильных вдольбереговых течений и сравнительно медленных колебательных тектонических движений.

В речных дельтах встречаются различные по своему составу и генезису отложения:

1. аллювиальные отложения русловых потоков (на равнинах - пески и глины, более грубый материал - в горах);

2. озерные отложения, в отшнурованных руслах ( глинистые осадки, богатые органическим веществом);

3. болотистые отложения (торфяники, на месте зарастающих озер);

4. морские осадки.

Эстуарии - воронкообразные заливы, глубоко вдающиеся в долину реки. Они хорошо выражены у Сены, Эльбы, Темзы и других рек.

Для образования эстуариев благоприятны условия там, где наблюдаются приливы и отливы, вдольбереговые течения и прогибание земной коры.

Во время приливов море далеко вдается в устьевые части рек, а во время отливов морская вода вместе с речной образуют мощный поток, движущийся со значительной скоростью. При этом обломочный материал, принесенный рекой, выносится в море, где подхватывается береговыми течениями.

С эстуариями по форме сходны лиманы - расширенные устья рек, затопленные водами моря, не имеющие приливов и отливов, и превращенные в заливы.

3.Условия почвообразования и генезис

Как уже отмечалось, пойма - это часть территории речной долины, периодически заливаемая полыми водами рек. Практически все реки имеют поймы. Наиболее широко представлены в Гомельской, Брестской и Могилевской областях, где соответственно занимают 11,2, 5,2, 6,2%. Наиболее обширные поймы расположены в долинах рек Днепра, Припяти, Березины, Сожа и их притоков.

Главная особенность почвообразования в поймах рек -- развитие поемных и аллювиальных процессов.

Под поемными процессами понимают затопление той или иной территории поймы полыми водами. Они оказывают разностороннее влияние на почвообразование. Это ежегодное природное орошение -- важный дополнительный к атмосферному и грунтовому источник увлажнения почв.

Кроме того, затопление сопровождается отложением на поверхности более или менее значительного слоя ила (наилка).Поемность способствует поднятию грунтовых вод, смягчает климат, влияет на направление и интенсивность микробиологических процессов в почве, а также на характер природной растительности и ее продуктивность, на солевой режим почв и почвенно-грунтовых вод.

Поемные процессы оказывают исключительное влияние на направление и особенности сельскохозяйственного использования пойменных земель.

Поймы являются областью регулярной аккумуляции различных элементов, которые систематически приносятся с водоразделов и склонов водосбора в виде аллювиальных отложений, а также в составе растворенных веществ с грунтовыми и паводковыми водами.

Отложение паводковыми водами взмученного материала и переотложение его в виде слоя наилка, или аллювия, называется аллювиальным процессом. Интенсивность поемного и аллювиального процессов зависит от характера и формы рельефа и строения речных долин, площади водосбора, быстроты снеготаяния, состава геологических отложений, где протекает река.

Во всех случаях значительная часть материала, приносимого с полыми водами, выносится к устью, формируя обширные плоские пониженные равнины с уклоном в сторону моря -- дельты, на обширных территориях которых русло разветвляется на множество притоков.

В дельтах накапливаются огромные массы аллювия, которые постоянно мигрируют, перемещаясь при этом на значительные расстояния. Дельтовый аллювий представляет собой продукт разрушения почв речного бассейна, обогащенный органическим веществом, элементами питания, микроорганизмами.

На формирование почв в дельтовых поймах, наряду с полыми водами, существенное влияние оказывают воды океана, моря озера, в которые впадает река. В связи с этим широкое распространение здесь получили болотные (гидроморфные) засоленные почвы. Почвообразующие породы в дельтах представлены ал лювиальными, органогенными, морскими, озерными отложениями.

Почвообразование в поймах и дельтах рек происходит за счет подвижных продуктов выветривания и почвообразования, поступающих со всей площади водосбора реки в пойму; за счет аккумуляции в аллювиальных наносах глинистых минералов, гумуса, химических соединений различной степени растворимости при постоянном омолаживании почвы в результате притока свежеотложенного аллювия, сопровождаемого ростом мощности почвы; при постоянном участии грунтовых вод и уравновешенном тепловом режиме за счет высокой обводненности; при преобладании окислительной обстановки и высокой биогенности среды в основной части поймы; при гидроморфизме почвообразования, при проточном водном режиме в прирусловой и центральной зонах поймы.

В соответствии с этими особенностями и в связи с разнокачественным аллювием, различным его возрастом, миграцией разных частей поймы, разнообразием природной растительности почвенный покров речных пойм очень сложный и пестрый.

4. Классификация, свойства и сельскохозяйственное использование

В Республике Беларусь выделяют три типа аллювиальных пойменных почв:

1 -- аллювиальные дерновые (пойменные) и дерновые заболоченные;

2 -- аллювиальные болотные почвы;

3 -- аллювиальные старопойменные (палеопойменные) дерновые и дерново-заболоченные.

I.Аллювиальные дерновые (пойменные) и дерновые заболоченные почвы

Почвы этого типа распространены наиболее широко. Они занимают около 647 тыс. га, или 60,6% всех пойменных почв Беларуси. Приурочены главным образом к прирусловой и частично к центральным зонам поймы.

II.Аллювиальные болотные почвы

Аллювиальные болотные почвы формируются в притеррасной, а также в депрессиях рельефа центральной поймы. В естественном состоянии обычно заняты влаголюбивой (болотной) травянистой растительностью: камыш, осоки, канареечник, стрелолист и др. Водное питание осуществляется за счет залегающих близко от поверхности жестких грунтовых вод.

В связи с этим часто некоторые горизонты, а иногда и весь профиль сильно насыщены карбонатами, железом, реже вивианитом, которые могут присутствовать в виде новообразований в массе торфа или же формировать отдельные прослойки и горизонты.

III.Аллювиальные старопойменные дерновые и дерновые заболоченные почвы

Эти почвы формируются на первых надпойменных террасах гривообразных возвышенностях центральной поймы, т.е. на территориях, уже длительное время не подвергающихся поемным процессам или же затапливаемым только в годы с очень высоким уровнем полых вод -- раз в 20--30 лет.

В зависимости от времени выхода территории из процесса поемности, состава аллювия, глубины залегания грунтовых вод наличия реликтовых признаков гидроморфизма, состава произраставшей растительности в период поемности и особенностей современного хозяйственного использования старопойменные почвы существенно различаются как морфологически, так и по плодородию. Следует отметить, что почвенный покров пойм, как действующих, так и вышедших из режима поемности, отличает-ся высокой сложностью и контрастностью, и существующая классификация и диагностика требуют дальнейшего совершенствования.

Сельскохозяйственное использование пойменных земель

Потенциальное плодородие пойменных почв изменяется от прирусловой части поймы к центральной и притеррасной; в этом направлении в почвах увеличивается общий запас органического вещества и содержание общего азота, растет сумма обменных оснований. Лучшими являются незаболоченные и незасоленные почвы зернистой поймы. Такие почвы имеют большой гумусовый горизонт, значительный общий запас органического вещества (до 350--550 т на 1 га) и высокое содержание элементов питания, обладают благоприятными агрохимическими свойствами.

При распашке почв зернистой поймы в них резко возрастает микробиологическая активность, заметно увеличивается содержание доступных растениям форм азота и фосфора. Высокое плодородие зернистых почв поймы, а также возможности орошения создают благоприятные условия для возделывания здесь высокотребователькых и экономически выгодных культур -- овощных, сахарной свеклы, конопли, плодово-ягодных.

При выращивании овощных культур существенно изменяется баланс биологического круговорота элементов питания, поскольку с урожаем отчуждается большое количество питательных веществ. Поэтому для поддержания плодородия пойменных почв и получения высоких урожаев овощных культур большое значение имеет внесение калийных и азотных удобрений. На кислых почвах с высоким содержанием подвижного железа необходимы также и фосфорные удобрения.

Малогумусированные песчаные и супесчаные почвы слоистой прирусловой поймы обладают низким естественным плодородием и, как правило, распашке не подлежат.

Когда такие почвы все же распахиваются из-за отсутствия других участков, более пригодных под овощные культуры, должны быть приняты меры против смыва почвы полыми водами (обвалование, создание защитных древесно-кустарниковых насаждений); на этих почвах необходимо также широко применять удобрения, особенно органические.

Заболоченные и болотные почвы поймы требуют коренных мелиорации и после их осушения становятся ценными сельскохозяйственными угодьями для выращивания овощных, силосных и других культур.

Для активизации микробиологических процессов и мобилизации элементов питания, законсервированных в органическом веществе торфа таких почв, целесообразно в первые годы освоения вносить в небольших дозах биологически активные органические удобрения. Хорошие результаты на таких почвах дают калийные и медные удобрения.

При возделывании овощных культур на осушенных притеррасных участках следует учитывать возможность поздневесенних и раннеосенних заморозков и подбирать холодоустойчивые культуры (капуста, морковь, свекла) с более коротким вегетационным периодом.

Богатый торф низинных притеррасных болот -- ценный источник органических удобрений.

Пойменные территории являются важнейшей кормовой базой животноводства. Для повышения производительности пойменных сенокосов необходимы мелиоративные и агротехнические мероприятия: осушение заболоченных участков, удаление кустарника и кочек, подсев трав, внесение удобрений, регулирование пастьбы скота.

Для сельскохозяйственной оценки весенней поемности В. И. Шраг предложил следующую градацию.

Короткая поемность -- срок стояния полых вод до 7 дней. Позволяет возделывать большинство культур, принятых для данной зоны.

речной долина терраса почвообразование пойма

Средняя поемность -- со стоянием, воды от 7 до 15 дней. Исключает озимые культуры. Благоприятна для естественных и сеяных трав и большинства плодовых насаждений.

Продолжительная поемность -- от 15 до 30 дней. Исключает полевые сельскохозяйственные культуры и плодовые. Благоприятна не для всех трав.

Очень продолжительная поемность -- со стоянием полых вод более 30 дней. Способствует заболачиванию территории и развитию болотных травянистых группировок.

Для регулирования поемности необходимо проводить обвалование участков, предназначенных под сельскохозяйственные культуры.

Наиболее ценными в сельскохозяйственном производстве являются старопойменные почвы с признаками временного избыточного увлажнения. В целом они отличаются высоким естественным плодородием и используются как сенокосные и пахотные угодья.

Сельскохозяйственное использование пойменных почв разнообразно, зависит от потенциального плодородия, изменяющегося от почв русловой зоны к притеррасной. Лучшими являются незаболоченные и незаселенные почвы зернистой поймы, высокое плодородие которых и возможности орошения создают благоприятные условия для самых требовательных овощных культур, плодово-ягодных, сахарной свеклы, кукурузы.

Размещено на Allbest.ru