Характеристика гидрологических, метеорологических и геологических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Виды физического состояния и движения подземных вод

Главными факторами, определяющими работу подземных вод, являются особенности физического состояния, режима и движения подземных вод, их химический состав и температура, а также минералогический состав соприкасающихся с ними горных пород и временной фактор.

По физическому состоянию выделяют семь видов подземных вод: парообразную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, капельно-жидкую, твердую, кристаллизационную. Из них наибольший объем работы производит капельно-жидкая вода, а в зонах многолетней мерзлоты и на территориях сезонного промерзания грунтов огромно значение подземных льдов.

Подземные воды в большинстве случаев находятся в движении. Раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения подземных вод, называется динамикой подземных вод.

Законы движения подземных вод используются при гидрогеологических расчетах водозаборов, дренажей, определении притоков воды к строительным котлованам и т. д.

Подземные воды могут передвигаться в горных породах, как путем инфильтрации, так и фильтрации. При инфильтрации передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами, что обычно наблюдается в зоне аэрации.

При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор или трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток.

Фильтрационные потоки подземных вод различаются по характеру движения, гидравлическому состоянию, режиму фильтрации и т. д.

Движение подземных вод может быть установившимся и неустановившимся, напорным и безнапорным, ламинарным и турбулентным.

При установившемся движении все элементы фильтрационного потока (скорость, расход, направление и др.) не изменяются во времени. Во многих случаях эти изменения настолько малы, что для практических целей ими можно пренебречь.

Фильтрационный поток называется неустановившимся, если основные его элементы изменяются не только от координат пространства, но и от времени.

Подземный поток становится переменным, т. е. приобретает неустановившийся характер движения под действием различных естественных и искусственных факторов (неравномерная инфильтрация атмосферных осадков, откачка воды из скважины, сброс сточных вод на поля фильтрации и т. д.).

По гидравлическому состоянию различают безнапорные, напорные и напорно-безнапорные потоки подземных вод.

Для безнапорных потоков характерно неполное заполнение водой поперечного сечения водопроницаемого пласта. Безнапорные потоки имеют свободную поверхность, движение воды в них происходит под действием силы тяжести.

Напорные потоки характеризуются полным заполнением поперечного сечения водопроницаемого пласта водой, имеется пьезометрический уровень, движение воды происходит как под действием силы тяжести, так и за счет упругих свойств воды и водовмещающих пород.

2. Основные типы устьев рек

При впадении в море реки образуют в основном два типа устьев: 1) дельты, возникающие в результате обильного выноса рекой и отложения продуктов эрозии, 2) эстуарии, представляющие собой затопленные нижние участки речных долин. В природе между этими двумя типами устьевых образований существует много промежуточных форм.

Образование того или иного типа устья реки объясняется многими причинами. Факторами, благоприятствующими образованию дельт, являются: обильные выносы наносов, малая глубина моря в месте впадения реки, отсутствие или слабое развитие приливо-отливных течений, отсутствие прибрежных морских течений, способных транспортировать далее принесенные рекой продукты эрозии, эпейрогеническое поднятие морского побережья и др. Наоборот, малый сток наносов и наличие приливо-отливных течений или береговых морских течений не благоприятствуют возникновению дельт. Отрицательные эпейрогенические движения (опускание побережья), очевидно, являются важнейшим фактором образования устьевых участков типа эстуариев. Вообще же можно сказать, что ни один из перечисленных факторов сам по себе не является решающим. Возникновение того или иного типа устья обычно обусловлено совокупной деятельностью многих факторов.

Основные типы устьев рек: а -- дельта, б -- эстуарий

Дельта -- это устье в виде низменной равнины, сложенной речными наносами и прорезанной многочисленными протоками -- ветвящимися руслами.

Эстуарий -- это воронкообразный залив в устье реки, глубоко вдающийся в долину. Устье в виде дельты имеют реки Волга, Нева, в виде эстуария -- Амазонка, Янцзы (покажите их на картах атласа).

В общем количестве материала, поступающего с суши в Мировой океан, доля продуктов абразионной деятельности моря невелика, несмотря на масштабы морской абразии. Многократно больший объём вещества - и в обломочной, и в растворённой форме - выносится в океан реками. Отсюда вытекает особая значимость таких приуроченных к береговой зоне объектов, как устья рек.

Выделяется три типа устьев рек, различающихся основными особенностями своей морфологии: дельты, эстуарии и лиманы.

Дельты представляют собой наиболее распространённый тип устьев. Причина формирования дельт в том, что при впадении реки в приёмный водоём скорость течения резко падает, и основной объём транспортируемого обломочного материала выпадает в осадок. В результате - так же, как в устьях периодически действующих временных водотоков - формируется конус выноса, размеры которого зависят от объёма переносимого рекой материала. Для дельт наиболее типична субтреугольная в плане форма, сходная с формой одноимённой буквы греческого алфавита (отчего они и получили своё название). Такая форма обусловлена ветвлением реки на множество рукавов. Оно происходит из-за того, что отложение большого количества обломочного материала создаёт препятствия для стока воды, и она постоянно создаёт для себя всё новые русла.

В составе дельт выделяются надводная и подводная части. По мере накопления обломочного материала дельта постепенно продвигается в сторону моря, при этом площадь её наземной части всё время увеличивается за счёт подводной. Обычная скорость смещения береговой линии дельт в сторону моря - первые метры в год. Но при больших объёмах поступающего терригенного материала скорость роста дельты может быть намного выше. Так, отдельные рукава дельты р. Миссисипи ежегодно удлиняются на 75 м в сторону моря.

Эстуарии - это устья рек, открывающиеся в сторону моря. Эстуарий можно рассматривать как форму, в пределах которой расширяющееся русло реки постепенно переходит в морской залив. Формирование эстуариев возможно в двух случаях. Или в условиях свободного проникновения в устье реки приливно-отливных течений, транспортирующих принесённый рекой материал вглубь моря (и дельта, в таком случае, сформироваться не может). Или же по причине затопления приустьевой части речной долины морскими водами в результате тектонического опускания участка земной коры. В некоторых случаях действие этих причин проявляется совместно.

Лиманы - наиболее редкий тип. Нередко они рассматриваются как разновидность эстуариев, полностью находящиеся вне зоны влияния приливно-отливных течений. Для лиманов характерно развитие песчаных кос, которые создают препятствия на пути стока речных вод в море. Поэтому лиманы иногда также рассматриваются как разновидность подпрудных озёр.

3. Начертить схему строения основных слоев атмосферы



4. Значение основных газов воздуха (азот, кислород, углекислый газ)

Основными составными частями атмосферного воздуха являются кислород (около 21%), азот (78%), углекислый газ (0,03--0,04%), водяные пары, инертные газы, озон, перекись водорода (около 1%).

Кислород -- наиболее составная часть воздуха. При его непосредственном участии протекают все окислительные процессы в организме человека и животных. В покое человек потребляет в минуту примерно 350 мл кислорода, а при тяжелой физической работе количество потребляемого кислорода увеличивается в несколько раз.

Вдыхаемый воздух содержит 20,7--20,9% кислорода, а выдыхаемый -- около 15--16%. Таким образом, ткани организма поглощают около 1/4 кислорода, имеющегося в составе вдыхаемого воздуха.

В атмосфере содержание кислорода существенно не изменяется. Растения поглощают углекислый газ и, расщепляя его, усваивают углерод, а освободившийся кислород выделяют в атмосферу. Источником образования кислорода является также фотохимическое разложение водяных паров в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетового излучения солнца. В обеспечении постоянного состава атмосферного воздуха имеет значение также перемешивание воздушных потоков в нижних слоях атмосферы. Исключение составляют герметически замкнутые помещения, где вследствие длительного пребывания людей содержание кислорода может значительно понижаться (подводные лодки, убежища, герметизированные кабины самолетов и др.).

Для организма важное значение имеет парциальное давление кислорода, а не его абсолютное содержание во вдыхаемом воздухе. Это обусловлено тем, что переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и из крови в тканевую жидкость происходит под влиянием разницы в парциальном давлении. Парциальное давление кислорода уменьшается с увеличением высоты местности над уровнем моря.

Большое значение имеет использование кислорода для лечения заболеваний, сопровождающихся кислородным голоданием (кислородные палатки, ингаляторы).

Углекислый газ. Содержание углекислого газа в атмосфере достаточно постоянно. Это постоянство объясняется круговоротом его в природе. Несмотря на то, что процессы гниения, жизнедеятельности организма сопровождаются выделением углекислого газа, значительного увеличения его содержания в атмосфере не происходит, так как углекислый газ усваивается растениями. При этом углерод идет на построение органических веществ, а кислород поступает в атмосферу. В выдыхаемом воздухе содержится до 4,4% углекислого газа.

Углекислый газ -- физиологический возбудитель дыхательного центра, поэтому при искусственном дыхании его в незначительном количестве добавляют к воздуху. В больших количествах он может оказывать наркотическое действие и вызывать смерть.

Углекислый газ имеет и гигиеническое значение. По его содержанию судят о чистоте воздуха жилых и общественных помещений (т. е. помещений, где находятся люди). При скоплении людей в плохо вентилируемых помещениях параллельно накоплению углекислого газа в воздухе увеличивается содержание других продуктов жизнедеятельности человека, повышается температура воздуха и увеличивается его влажность. Установлено, что если содержание углекислого газа в воздухе помещений превышает 0,07--0,1%, то воздух приобретает неприятный запах и может нарушить функциональное состояние организма. Параллельность изменения перечисленных свойств воздуха жилых помещений и возрастания концентрации углекислого газа, а также простота определения его содержания позволяют использовать этот показатель для гигиенической оценки качества воздуха и эффективности вентиляции общественных помещений.

Азот и другие газы. Азот является основной составной частью атмосферного воздуха. В организме он находится в растворенном состоянии в крови и тканевых жидкостях, но не принимает участия в химических реакциях. В настоящее время экспериментально установлено, что в условиях повышенного давления азот воздуха вызывает у животных расстройство нервно-мышечной координации, последующее возбуждение и наркотическое состояние. Аналогичные явления исследователи наблюдали у водолазов. Применение для дыхания водолазов гелио-кислородной смеси позволяет увеличить глубину спуска до 200 м без выраженных симптомов интоксикации.

При электрических грозовых разрядах и под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца в воздухе образуется незначительное количество других газов.

5. Особенности древних платформ

Главной особенностью строения всех платформ является наличие двух резко отличающихся друг от друга структурных этажей, называемых фундаментом и платформенным чехлом. Фундамент имеет сложное строение, он образован сильно складчатыми и метаморфизованными породами, прорванными разнообразными инструзиями. Платформенный чехол залегает почти горизонтально на размытой поверхности фундамента с резким углом несогласием. Он образован слоями осадочных горных пород.

Древние и молодые платформы различаются по времени образования складчатого фундамента. У древних платформ породы фундамента формировались в архее, раннем и средним протерозое, а породы платформенного чехла начали накапливаться с позднего протерозоя и продолжали формироваться в течение полеозойских, мезозойских, кайнозойской эр. На молодых платформах фундамент образовывался позже, чем на древних, соответственно позже началось и накопление пород платформенного чехла.

Древние платформы покрыты чехлом осадочных пород, но в некоторых местах, где этот чехол отсутствует, фундамент выходит на поверхность. Участники выхода фундамента называют щитами, а территории. Покрытые чехлом, - плитами. На плитах выделяют два типа платформенных впадин. Один из них - синеклизы- представляют собой плоские и обширные впадины. Другие - авлакогены- узкие, длинные, ограниченные с боков разломами, глубокие прогибы. Кроме того, на плитах есть участки, где фундамент приподнят, но не выходит на поверхность. Это антеклизы, они обычно разделяют соседние синеклизы.

Фундамент обнажается на северо - западе в переделах Балтийского щита, а большая часть разреза располагается на Русской плите видна широкая и пологая Московская синеклиза, центральная часть которой находится в окрестностях Москвы. Далее на юго-западе, в районах Курска и Воронежа, расположена Воронежская антеклиза. Здесь фундамент приподнят и прикрыт маломощным платформенным чехлом. Еще южнее, в пределах Украины, находится узкий, но очень глубокий Днепровско-Донецкий авлакоген. Здесь фундамент погружен на очень большую глубину по крупным разломам, расположенным по обе стороны авлакогена.

Породы фундамента древних платформ формировались в течении очень длительного времени (архей - ранний протерозой). Они неоднократно подвергались процессам складчатости и метомарфизма, в результате чего стали крепкими - кристаллическими. Они смяты и чрезвычайно сложные складки, имеют большую мощность, в их составе широко распространены магматические породы (эффузивные и интрузивные). Все эти признаки свидетельствуют о том, что породы фундамента формировались в геосинклинальных условиях. Процессы складкообразования закончились в раннем протерозое, они завершили геосинклинальный режим развития.

Начался новый этап - платформенный, который продолжается и сегодня.

Породы платформенного чехла, которые начали накапливаться с позднего протерозоя, резко отличаются по строению и составу от кристаллических пород фундамента. Они не складчаты, не метаморфизованы, имеют небольшие мощности, в их составе редко встречаются магматические породы. Обычно породы, слагающие платформенный чехол, залегают горизонтально и имеют осадочное морское или континентальное происхождение. Они образуют отличные от геосинклинальных платформенные формации. Эти формации, покрывающие плиты и заполняющие впадины - синеклизы и авлакогены, представлены чередующимися глинами, песками, песчаниками, мергелями, известняками, доломитами, которые образуют слои, очень выдержанные по составу и мощности. Характерной платформенной формацией является также писчий мел, образующий слои в несколько десятков метров. Иногда встречаются вулканогенные породы, получившие название трапповой формации. В континентальных условиях при теплом влажном климате накапливалась мощная угленосная формация (чередование песчаников и глинистых пород с прослоями и линзами каменного угля), а в условиях сухого жаркого климата - формация красноцветных песчаников и глин или соленосная формация (глины и песчанки с прослоями и линзами солей).

Резко различное строение фундамента и платформенного чехла свидетельствует о двух крупных этапах в развитии древних платформ: геосинклинальном (формирование фундамента) и платформеннном (накопление платформенного чехла). Платформенному этапу предшествовал геосинклинальный.

вода почвоообразование атмосфера платформа

6. Геофизические методы изучения состава и строения Земли

Геологические методы позволяют изучать только несколько первых километров верхних слоев Земли. Основную же часть информации о внутреннем строении Земли дают геофизические методы, включающие: 1) сейсмологические и сейсмические методы, основанные на регистрации упругих колебаний, вызываемых землетрясениями или искусственными взрывами; 2) гравиметрические методы, основанные на изучении поля силы тяжести Земли, создаваемого притяжением масс самой Земли, ее вращением, а также притяжением других космических тел, и дающие информацию о фигуре Земли и распределении масс в ее недрах; 3) магнитометрические - изучающие магнитное поле Земли, создаваемое замкнутыми электрическими токами и намагниченностью горных пород; 4) геотермические, изучающие тепловое поле Земли и плотность теплового потока на ее поверхности, обусловленные как термическим режимом недр, так и способностью различных оболочек Земли передавать глубинное тепло и самостоятельно его генерировать;

5) электрометрические методы, изучающие электропроводность земных недр.

Кроме геофизики о внутреннем строении Земли косвенно позволяют судить лабораторные эксперименты, а также изучение космических тел (метеоритов), попадающих на земную поверхность.

Геофизические методы исследований:

Методика и техника изучения физических полей составляет геофизические методы и технологии. Существуют геофизические методы исследований, предназначенных для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах, на поверхности и в глубине водоёмов. Созданы разделы геофизики, связанные с промышленной деятельностью человека: разведка и добыча полезных ископаемых, освоение морей, климатология и пр.

Науки геофизического цикла (разделы) общей и разведочной геофизики в зависимости от используемых геофизических полей

Магниторазведка Магнитометрическая или магнитная разведка (магниторазведка) -- это геофизический метод решения геологических задач, основанный на изучении магнитного поля Земли. Земля, как космическое тело определенного внутреннего строения, генерирует постоянное магнитное поле, называемое нормальным или первичным. Многие горные породы и руды обладают магнитными свойствами и способны под воздействием этого поля приобретать намагниченность и создавать аномальные или вторичные магнитные поля. Выделение этих аномальных полей из наблюденного или суммарного геомагнитного поля, а также их геологическое истолкование является целью магниторазведки.

Методика магниторазведки Основными методами магниторазведки являются: полевые (наземные, пешеходные или автомобильные);воздушные (аэромагниторазведка);морские (гидромагнитные) съемки; подземные и скважинные наблюдения

Наземная полевая магнитная съемка Полевые магнитные съемки бывают площадными и маршрутными. Суть площадного метода исследований - в покрытии участка равномерной сетью профилей. Участок делается по возможности прямоугольным. Если участок большой, он разбивается на квадраты примерно 20х20 метров и отрабатывается по этим квадратам. Предварительно в начале и в конце каждого профиля устанавливаются колышки, каждому профилю присваивается порядковый номер. Начинаются измерения с самого крайнего профиля №1, затем 2 и т.д. Вдоль профиля натягивается мерная лента или шнур, оператор делает для измерений остановку согласно выбранному расстоянию между точками, например, через 0,5 метра. Показания магнитометра на каждой точке записываются на магнитный носитель, а при его отсутствии - в журнал, с отметкой номера профиля и номера точки на профиле. Проход по профилям для экономии времени выполняется «змейкой».

Маршрутные (поисковые) работы много проще: поисковик просто ходит с магнитометрам по участкам, которые он считает перспективными по произвольным маршрутам и через произвольно же выбираемые интервалы останавливается и выполняет измерения магнитного поля.

Наземная полевая магнитная съемка с помощью пешеходных магнитометров весом 5-6 кг.

Аэромагнитные съемки проводят с помощью самолетов или вертолетов, на которых устанавливают автоматические магнитометры. Для исключения или существенного снижения влияния магнитного поля носителя на показание прибора чувствительный элемент буксируют на трос-кабеле в выносной гондоле или устанавливают на длинной выносной штанге. Полеты проводят со скоростью 100--200 км/ч на постоянной высоте 50--200 м или с обтеканием рельефа местности. Гидромагнитная съемка в океанах, морях и на озерах ведется как на специальных судах. Датчик поля буксируется на кабеле длиной свыше 100 м в специальной немагнитной гондоле либо вблизи дна, либо на некоторой глубине.

Сейсморазведка Основана на изучении упругих волн в горных породах. На границах геологических слоев упругие волны отражаются и преломляются, что позволяет изучать строение Земли без бурения скважин и отбора образцов. Сейсморазведка традиционно используется для поиска нефти и газа на суше и море, а также при строительстве, в экологии и гидрогеологии.

Падающий груз. По команде с сейсмостанции держатель груза раскрывается и груз начинает падать. Момент его касания земли отмечается специальным устройством и передается как отметка момента возбуждения на сейсмостанцию.

Взрывные источники. Заряд тротила или гексогена погружается в скважину и происходит детонация. При взрыве выделяется газ под высоким давлением и его движение образует упругие волны.

Вибрационные установки. Гидравлическое устройство, управляющее движением тяжелой плиты. Под давлением масла плита сотрясает почву, создавая сложное упругое колебание. Вибрационные источники слабее взрывных, но более безопасные, дешевые и удобные. Обычно одновременно работает не один, а группа из четырех виброустановок.

Приемники упругих волн. Приемник - это преобразователь упругих колебаний в электричество. Данные с сотен приемников попадают в по сейсмическому кабелю на станцию. После обработки получается глубинный разрез - аналог геологического.

Электроразведка. Электроразведка - часть разведочной геофизики, в которой с помощью электромагнитных полей изучают строение Земли с целью поиска полезных ископаемых и решения других прикладных задач. Электроразведка основана на различии электромагнитных свойств разных пород.

В электроразведке сейчас насчитывается свыше пятидесяти различных методов и модификаций, предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения верхней части разреза. В зависимости от принципа исследования их можно разделить на следующие группы: методы сопротивлений (методы постоянного тока) и электромагнитные методы.

Методы сопротивлений Методы сопротивлений основаны на пропускании в земле с помощью пары электродов известного постоянного тока и измерении напряжения, вызванного этим током, с помощью другой пары электродов. Зная ток и напряжение, можно вычислить сопротивление, а с учетом конфигурации электродов можно установить, к какой части подповерхностного пространства это сопротивление относится.

Индукционные методы К группе методов относится огромное количество различных модификаций, суть которых можно описать следующим образом. Под влиянием переменного электрического или магнитного поля в земле за счет феномена магнитной индукции возникает электромагнитное поле. Зная точно параметры источника поля, можно измерять различные электрические и магнитные компоненты индуцированного поля, восстанавливая по ним параметры среды.

Скважинная электроразведка Скважинной электроразведкой называют способ объёмного изучения межскважинного пространства, основанный на возбуждении и изучении поля как внутри скважин, так и на поверхности земли, а также на электромагнитном просвечивании окружающей среды между скважинами.

Электроразведочная станция Электроразведочная станция - комплект передвижной аппаратуры, предназначенный для производства электроразведочных работ. Состоит из генераторной группы и полевой измерительной лаборатории. В состав генераторной группы входят генераторы постоянного или переменного тока с приводом от отдельного двигателя или двигателя транспортного средства. Полевая измерительная лаборатория состоит из входных измерительных преобразователей (датчиков электрического или магнитного поля), промежуточных преобразователей (усилителей, аттенюаторов, фильтров, накопителей, детекторов и др.) и выходных устройств, позволяющих вести регистрацию в аналоговой (главным образом осциллографами) или цифровой форме.

Подземные электроразведочные работы Основной целью электроразведочных работ является выявление с помощью электрических и электромагнитных полей геологических особенностей строения и физического состояния геологической среды, представляющих опасность для ведения горно-технических работ

Методы электроразведки Экспресс-метод. Получение оперативной информации о наличии и степени аномальности исследуемого участка. Детализационные методы. Установление природы, выявленных экспресс - методами, аномалий; определение положения аномалиеобразующих тел в пространстве. Дополнительные методы. Получение общих сведений о состоянии ВЗТ, над-и подсолевых отложений, тектонических особенностей строения.

7. Роль микроорганизмов в почвообразовании: бактерии, грибы, водоросли

Микроорганизмы почвы весьма разнообразны по составу и биологической деятельности. Здесь распространены бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли, простейшие. Суммарная масса микроорганизмов только в поверхностном горизонте достигает нескольких тонн на гектар. Численность микроорганизмов измеряется миллиардами в 1 г почвы. В целом для планеты масса почвенных микроорганизмов определяется в 10^8-9 т, т. е. составляет 0,01-0,1% от всей биомассы суши.

Бактерии - это одноклеточные организмы размером в несколько микрометров.

По характеру поглощения углерода выделяют автотрофные бактерии, усваивающие углерод из воздуха, и гетеротрофные, получающие углерод из готовых органических соединений. По отношению к азоту лишь часть бактерий автотрофна, т. е. способна усваивать этот элемент из воздуха.

Автотрофные бактерии поглощают углерод из углекислоты; этот процесс эндотермический, требующий затраты дополнительной внешней энергии. В качестве таковой бактерии используют энергию окисления некоторых минеральных соединений. Этот процесс получил название хемосинтеза.

Примером осуществления хемосинтеза является деятельность нитрифицирующих бактерий. Под нитрификацией понимают процесс биохимического окисления аммиака до азотной кислоты. О количественном масштабе процесса нитрификации можно судить по тому, что за один год деятельности нитрифицирующих бактерий может образоваться до 300 кг солей азотной кислоты на 1 г почвы.

Аналогично происходит хемосинтез у других нитрифицирующих бактерий.

Источником энергии для поглощения углерода из углекислого газа могут служить реакции окисления сероводорода, тиосоединений серы, соединений Fe (II), Mn (II) и т. д. Накопление сульфатов в результате деятельности серобактерий в приповерхностном слое почвы достигает 200-250 кг на 1 г почвы.

Определенные группы бактерий обладают способностью поглощать молекулярный азот из воздуха. Этот процесс получил название фиксации азота. Нехватка азота в почве сдерживает развитие растительности, ограничивает возможности сельскохозяйственного использования почвы. Значение азотофиксирующих бактерий чрезвычайно велико, так как только благодаря их деятельности для всей остальной массы живых организмов становится доступным атмосферный азот.

Гетеротрофные бактерии поглощают необходимый углерод из готовых органических соединений, разлагая сложные соединения на простые. Благодаря их деятельности осуществляется грандиозный процесс разрушения колоссального количества мертвого органического вещества, ежегодно поступающего в почву, и освобождение химических элементов, прочно связанных в составе органических остатков.

Актиномицеты - лучистые грибы. Их используют в качестве источника углерода разнообразные органические соединения. Они могут разлагать клетчатку, лигнин, перегнойные вещества почвы. Учавствуют в образовании гумуса.

Актиномицеты лучше развиваются в почвах с нейтральной и слабощелочной реакцией, богатых органическим веществом и хорошо обрабатываемых. К актиномицетам относят близкие к ним проактиномицеты, микобактерии, микромоноспоры и микоккоки.

Среди почвенных микроорганизмов исключительно важное значение принадлежит грибам. Большая часть грибов состоит из ветвящихся нитей (гиф), образующих тело гриба (мицелий). Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах гриб - мукор. Грибы разрушают клетчатку и лигнин, участвуют в разложении белков. При этом образуются органические кислоты, увеличивающие почвенную кислотность и влияющие на преобразование минералов. Так же как актиномицеты, грибы преимущественно являются аэробами.

Мицелий грибов часто развивается на корнях растений и даже в клетках высших зеленых растений. Подобный симбиоз высших растений с грибами называется микоризой. В этом симбиозе мицелий гриба выполняет функции всасывающего аппарата корневой системы, обеспечивая растения водой и пищей. В силу того, что грибы усваивают питательные вещества непосредственно из органических соединений, микориза обеспечивает развитие растений на почвах, богатых слаборазложившимися растительными остатками. В свою очередь, мицелий грибов использует для питания углеводы и некоторые органические кислоты, поступающие из листьев в корни растений. Водоросли распространены во всех почвах, главным образом в поверхностном слое. Содержат в своих клетках хлорофилл.

В болотных почвах и на рисовых полях водоросли улучшают аэрацию, усваивая растворенный СО[2] и выделяя в воду кислород.

Водоросли активно участвуют в процессах выветривания пород и в первичном процессе почвообразования.

Лишайники не относятся к микроорганизмам, но поскольку они представляют собой сложное симбиотическое образование гриба и водоросли, целесообразно рассмотреть их участие в почвообразовании. Лишайники поселяются как на органическом веществе, так и на горных породах. Особый интерес представляет их деятельность на горных породах. Воду и углерод лишайники получают из атмосферы, а другие химические элементы - за счет разрушения минералов.

8. Сделать полное описание почвенного разреза

Работу по исследованию почв в полевых условиях начинают с выбора места для почвенной ямы. Это очень важно, так как от правильности выбора места зависит и правильность заключения о почве целого участка. Прежде чем выбрать место для разреза, необходимо сделать одну или несколько прикопок.

Почвенные разрезы не следует располагать вблизи дорог, рядом с обочинами канав, в нетипичных для данной площади микропонижениях и т.д.

При выборе места руководствуются главным образом рельефом участка, затем растительностью и характером угодья (пашня, сенокос, лес, болото и т. д.). Наблюдениями и опытом установлено, что свойства и качество почвы очень тесно связаны с рельефом.

Поэтому почвенные разрезы, как правило, должны равномерно располагаться на всех элементах рельефа: на водоразделах, в начале, в середине и в конце какого-либо склона, на равнине, в долине реки и т. д. При этом изучением будут охвачены самые различные почвенные типы, виды и разновидности на исследуемой территории.

Вполне понятно, что от рельефа в значительной степени зависит и густота расположения основных почвенных и контрольных разрезов, а также прикопок. Чем сложнее рельеф, чем сильнее пересечена местность, тем пестрее и сложнее почвенный покров и, следовательно, тем больше разрезов нужно проводить на единицу площади. Напротив, в условиях равнинного рельефа, где почвенный покров отличается однообразием, расстояние между отдельными разрезами может быть значительно больше, а общее число разрезов на единицу площади гораздо меньше.

Так, на небольшом исследуемом участке, представляющем собой гладкую равнину, достаточно заложить один разрез, который и будет характеризовать почву этого участка. Если же равнинный участок велик (обширное водораздельное плато или речная терраса), то на нем необходимо сделать несколько основных разрезов и прикопок. То же самое потребуется и для характеристики почв на длинных склонах водоразделов, хотя бы и одинаковой крутизны, особенно в тех случаях, когда эти склоны рассечены промоинами, оврагами и балками.

С точки зрения трудности или сложности проведения почвенных исследований условно территории делятся на пять категорий (Н. П. Карпинский, Н. К. Балябо, В. А. Францессон, А. И. Ляхов).

I категория. Степные районы с равнинным или пологоволнистым слабо расчлененным рельефом и однообразным почвенным покровом. Почвенные комплексы занимают не более 10% от площади исследования.

II категория:

1) степные районы с расчлененным рельефом и однообразным почвенным покровом; на ясно обособленных элементах рельефа почвенные комплексы занимают не более 10%;

2) территории I категории с почвенными комплексами, занимающими 10--20%.

III категория:

1) степные, пустынно-степные и лесостепные районы с сильно расчлененным рельефом, с разнообразными породами и неоднородным почвенным покровом;

2) территории I категории с почвенными комплексами, занимающими 20--40%;

3) территории II категории с почвенными комплексами, занимающими 10--20%;

4) лесные районы, значительно освоенные под земледелие, с ясно выраженным расчлененным рельефом и наличием не более 20% заболоченных площадей.

IV категория:

1) лесные районы, мало освоенные под земледелие, с наличием 20--45% заболоченных площадей;

2) лесные районы с большой комплексностью почв;

3) степные и пустынно-степные районы с почвенными комплексами, занимающими 40--60%;

4) поймы, плавни, дельты рек с несложным покровом, с наличием менее 20% залесенных и закустаренных площадей;

5) горные и предгорные слабозалесенные районы.

V категория:

1) лесные районы с наличием более 40% площадей, занятых болотами, или с очень большой комплексностью почв;

2) горные и предгорные залесенные районы;

3) поймы, плавни, дельты рек со сложным, неоднородным почвенным покровом (засоление, заболоченность и др.) или с наличием более 20% залесенных площадей;

4) тундровые районы.

Густота расположения почвенных разрезов зависит также от масштаба топографической основы, на которой составляется почвенная карта. Чем крупнее масштаб, тем детальнее почвенная карта и тем больше, следовательно, должно быть сделано почвенных разрезов на определенной площади и, наоборот, чем мельче масштаб, тем меньше разрезов приходится делать на исследуемой территории.

Количество почвенных разрезов, закладываемых на исследуемой территории, определяется масштабом почвенной съемки и. категорией местности по трудности производства почвенных исследований.

Для установления густоты расположения почвенных разрезов в зависимости от категории местности и масштаба съемки можно ориентировочно пользоваться данными, приведенными в табл. 80.

Каждый почвенный разрез (основной, контрольный и прикопка) привязывают глазомерно на местности, обозначают условным знаком на почвенной карте, нумеруют порядковым номером и фиксируют в полевом журнале.

После выбора места для почвенного разреза на поверхности почвы лопатой намечают прямоугольник. Ямы должны быть такими, чтобы можно было свободно опускаться в них и работать. Обычные размеры основных разрезов следующие: длина 150--200 см, ширина 80 см, глубина 150--200 см. Одну из стенок ямы, обращенную к солнцу (чтобы лучше видеть окраску почвы), делают отвесной, а противоположную -- ступеньками через 30--50 см, чтобы было удобно спускаться и подниматься.

При выкапывании почвенную массу рекомендуется выбрасывать на длинные стороны ямы, причем дерновый или пахотный слой-- на одну сторону, а всю нижележащую землю -- на другую. Когда же яма готова, лицевую ее стенку освежают лопатой, устанавливают отдельные генетические горизонты почвы, измеряют их и описывают.

После описания почвенного разреза и взятия образцов яму необходимо засыпать. При засыпании разрезов следует сначала сбрасывать землю, выброшенную из глубины, а сверху вновь прикрыть верхним слоем, лежащим с противоположной стороны ямы. Делается это для того, чтобы не вносить пестроты и не портить поля, так как нижние слои почвы обычно малоплодородны и требуют для своего окультуривания длительного срока.

Размещено на Allbest.ru

...