Почвенно-экологическое районирование и агроэкологическая характеристика почвенного покрова на примере землепользования хозяйства Смоленской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«российский государственный аграрный университет -

МСха имени К.А. Тимирязева»

(ФГБОУ ВО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет Почвоведения, агрохимии и экологии

Кафедра Почвоведения, геологии и ландшафтоведения

Курсовой проект

По дисциплине: География и экология почв

на тему: «Почвенно-экологическое районирование и агроэкологическая характеристика почвенного покрова на примере землепользования хозяйства Смоленской области»



Оглавление

Введение

Глава 1. Теоретическая часть

1.1 Современные представления о почве и почвенном покрове. Место и значение почвы в системе геосфер Земли

1.1.1 Почвенный покров или педосфера, как глобальная природная оболочка суши и её влияние на другие природные геосферы

1.2 Экологические функции почв

1.2.1 Гидросферные функции почв

1.2.2 Атмосферные свойства почв

1.2.3 Литосферные функции почв

1.2.4 Общебиосферные функции почв

1.2.5 Функции почвы в наземных экосистемах

1.2.6 Информационные функции почв

1.2.7 Экосистемные (биогеоценотические) и глобально-биосферные экологические функции почв

1.3 Теоретические основы почвенно-экологического районирования

1.3.1 Схема почвенно-экологического районирования России

Глава 2. Характеристика факторов почвообразования

2.1 Географическая характеристика

2.2 Климат

2.3 Почвообразующие породы

2.4 Рельеф

2.5 Растительность

2.6 Гидрография и гидрология

2.7 Характеристика почв и почвенного покрова Смоленской области

2.7.1 Почвенно-географическое районирование области

2.7.2 Систематика почв Смоленской области

Глава 3. Основная часть

3.1 Чтение и интерпретация данных анализов почв

3.2 Характеристика почв и почвенного покрова хозяйства

3.3 Факторы и свойства почв, лимитирующие их сельскохозяйственное использовании

3.3.1 Закон лимитирующего фактора

Выводы

Библиографический список

Приложения

почвообразование агроэкологический районирование территория



Введение

География почв- наука о закономерностях распространения почв на поверхности Земли в целях почвенно-географического районирования.

Делится на общую и региональную. Общая география почв изучает факторы почвообразования и общие закономерности географического распределения почв, типы структуры почвенного покрова. Региональная география почв изучает вопросы районирования и занимается описанием почвенного покрова конкретных регионов[3].

Основной метод географии почв -- сравнительно-географический, с помощью которого географическое распределение почв изучают в связи с факторами почвообразования. Широко используется картографирование -- составление почвенных карт.[1].

Цель курсового проекта состоит в том, чтобы обобщить литературные данные по почвенно-географическому районированию, классификации почв и понятию о структуре почвенного покрова, выявить факторы почвообразование, влияние данных факторов на почвенный покров области и дать агроэкологическую характеристику почвенного покрова. Также выявить географические и топографические закономерности почвенного покрова указанного хозяйства, определить особенности почв и почвенного покрова данной территории.

Для достижения данной цели я ставлю перед собой следующие задачи:

Изучить особенности проявления факторов почвообразования на территории Смоленской области;

Определить разнообразие почв Смоленской области;

Дать агроэкологическую оценку почв Смоленской области;

Провести подробный анализ почв, по данным разрезам;

Обобщить литературные и практические данные;

Дать представление о почвенно-географическом районировании Смоленской области

Глава 1. Теоретическая часть

Современные представления о почве и почвенном покрове. Место и значение почвы в системе геосфер Земли.

Почва -- поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. [1].

Изучением почвы занималось довольно много классиков российского почвоведения. В научную дисциплинупочвоведение оформилось в конце XIX в. благодаря трудам выдающегося русского ученого В.В.Докучаева.

Первое научное определение почвы сформулировал В.В.Докучаев, неоднократно возвращаясь к этому вопросу. Он дает наиболее краткое и четкое определение почвы: «Почва есть функция (результат) от материнской породы, климата и организмов, помноженная на время». Суть этого определения - в наличии функциональных связей между почвой и всеми другими природными телами и явлениями, «преломленных через призму времени».

Одновременно с Докучаевским направлением, в котором почва рассматривалась, прежде всего, как самостоятельное природное тело, в русской науке развивалось и другое направление, связанное с именами П. А. Костычева (1845--1895) и В. Р. Вильямса (1863-1939). Эти ученые обращали внимание в первую очередь не на «входящие» функции почвы, а на «выходящие», на отношение к почве произрастающих на ней растений. [3].

По Костычеву, почвой следует называть верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней. Идеи П.А. Костычева развил в своих трудах В.Р.Вильямс. В.Р.Вильямс сделал такой вывод, что это свойство - плодородие, т.е. способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе, тепле для нормальной жизнедеятельности и формировании урожая.

Почва входит в состав биосферы - области распространения жизни на Земле - и формируется на границе соприкосновения и взаимодействия геофизических и планетарных оболочек - литосферы, атмосферы и гидросферы, тем самым образуя особую геосферу - педосферу, или почвенный покров Земли. [4].

Почва занимает особое положение в природных ландшафтах и в экосистемах. Она является важнейшим блоком экосистем, выступает как фактор плодородия для растений и как самая насыщенная организмами среда жизни. [5].

1.1.1 Почвенный покров или педосфера, как глобальная природная оболочка суши и её влияние на другие природные геосферы

Понятие о педосфере как синониме почвенного покрова земного шара приводит в своем «курсе почвоведения» 1927 г. профессор С. А. Захаров. «Почвенный покров земного шара, или педосфера, представляет тонкую оболочку облекающую литосферу, на границе соприкосновения последней с воздушной оболочкой, или атмосферой, водной оболочкой - гидросферой - и биосферой, в которой сосредоточена жизнь земных организмов». Это определение педосферы С. А. Захаров сопровождает схематическим рисунком, показывающим место педосферы среди других природных сфер В. И. Вернадский (1863 - 1945) использует в 1936 г. термин педосфера как понятие о тонком слое почв среди других геосфер при обсуждении их химического состава. В настоящее время термин «педосфера» все шире используется в специальной научной и учебной литературе, начинает входить и в энциклопедические издания В отличие от других геосфер, обладающих большой мощностью (толщиной), измеряемой десятками и сотнями километров, педосфера представляет собой тончайшую оболочку, буквально пленку на поверхности земной суши толщиной всего один-два метра. Поэтому педосферу образно называют кожей Земли (Geoderma). Несмотря на эту ничтожную толщину, педосфера играет незаменимую экологическую роль в функционировании биосферы, а следовательно и в жизни человека [11].

Педосфера, или почвенный покров Земли, состоит из огромного числа самых разнообразных почв. Впервые понятие о почвах как особых природных телах ввел в науку выдающийся русский ученый-естествоиспытатель В. В. Докучаев. Он предложил понимать под почвами "вполне самостоятельные естественно-исторические тела, которые являются результатом чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительных и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности, наконец, возраста страны".

Это определение послужило в дальнейшем теоретической основой новой естественно-исторической науки - генетического почвоведения. Вследствие разнообразия природных условий на пространствах земных континентов разнообразны и почвы, слагающие их почвенный покров. Согласно национальным и международным классификациям, в мире насчитываются сотни типов и многие тысячи видов и разновидностей почв, различающихся по их строению, физическим и химическим свойствам, гидротермическим режимам, составу и жизнедеятельности обитающих в почве животных и микроорганизмов [11].

Таким образом, почва может рассматриваться как природное тело, как динамическая система и как часть ландшафта.

Основными функциями почвенного покрова (по В. А. Ковде) являются:

биоэкологическая (почва это место размещения и функционирования живого вещества);

биоэнергетическая (это место преобразования солнечной энергии, аккумулированной в гумусе и других органических веществах, в биомассу);

функция фиксации азота и образования белков;

функция активного агента в глобальных биогеохимических циклах основных химических элементов;

функция преобразования подстилающих кристаллических пород в измельченные фракции (выветривание);

гидрологическая функция (это область активного водообмена между геосферами);

метеорологическая функция (это область, вносящая заметный вклад в формирование состава и режима атмосферы).

Эти функции определяют очень многие взаимосвязи в глобальном механизме функционирования экосферы как системы.

Таким образом, почва - это полифункциональная природная система экосферы [11].

1.2 Экологические функции почв

Докучаевское определение почвы как естественного тела, образовавшегося под воздействием климата и живых организмов на геологической породе, стало началом не только науки о почвах. Установленная Докучаевым связь между живыми и неживыми компонентами природы имела большое значение для развития таких научных дисциплин, как ландшафтоведение, биогеоценология, биогеохимия. Краеугольное понятие всех перечисленных наук -- представление о биосфере. Ее определение, как уже отмечалось, было дано академиком В. И. Вернадским. Биосфера -- это часть литосферы, гидросферы и атмосферы, где распространена жизнь, где существует живое вещество. В этих трех структурных элементах биосферы центральным звеном является почва. По почве выделяются ландшафты. Элементарный ландшафт -- это участок суши, представленный одной почвой или комбинацией почв[11].

Роль почвы в ландшафте очень важна: она замедляет вынос веществ за пределы ландшафта, переводя сток воды по поверхности во внутрипочвенный сток. При этом почва как фильтр может задерживать часть веществ.

Почва -- убежище для многих животных, и это одна из важных ее биогеоценотических функций.

Биогеоценотическая роль почвы проявляется также в разрушении вредных токсических веществ, образующихся в биогеоценозе в течение его жизни [11].

Почва прямо и косвенно усваивает энергию солнца. Прямо -- при прямом нагревании, поступлении осадков, косвенно -- через деятельность растений и животных. Эта энергия частично снова передается растениям, которые снова пополняют запасы ее в результате фотосинтеза. По пищевой цепи энергия (конечно, и вещество) поступает от растений к другим организмам, постепенно преобразуясь, пока снова не попадет в почву. И в этом одна из важнейших функций почвы в биогеоценозе. Обмен веществ, энергии -- основное свойство биогеоценоза, такое же характерное, как обмен веществ для живых организмов[11].

Проблема экологических свойств почв представляется как синтез двух важнейших категорий почвенных функций - биогеоценотические (экосистемные) и глобальные (биосферные).

Почвенное звено во взаимоотношении геосфер Земли является одним из центральных, поскольку появляется все больше доказательств исключительного значения почвы в нормальном функционировании поверхностных оболочек Земли.

1.2.1 Гидросферные функции почв

Участие почвы в формировании речного стока и водного баланса.

В зависимости от фильтрационной и водоудерживающей способности почв изменяется соотношение поверхностного и подземного стоков. Если эти показатели малы, то полный речной сток почти равен атмосферным осадкам и состоит из поверхностных вод, а питание подземными водами слабое. И наоборот.

В зависимости от генетического типа почв изменяется поверхностный сток (минимум на черноземах, т. к. у них наибольшая водопроницаемость)

От почвы зависит, какая часть атмосферных осадков поступит с водоразделов реки в виде поверхностного стока, а какая - в виде грунтового, что в значительной степени определяет равномерность питания рек.

Трансформация атмосферных осадков в почвенно-грунтовые и грунтовые воды

Грунтовые воды - подземные воды, расположенные ниже почвенной толщи и дренируемые реками.

Почвенно-грунтовые - если зеркало таких вод постоянно или временно располагается в пределах почвенного профиля.

Изменение химического состава вод при прохождении А.О. через почвенный профиль

Изменение газового состава А.О., так как окисление органики (расход О2 и выделение СО2) в итоге обогащение растворами карбонатов

Обогащение А.О. химическими соединениями почв в зависимости от типа почв.

Почва как фактор биопродуктивности водоемов.

В результате привноса почвенных соединений водоемы получают большое количество биофильных элементов и гумуса - эвтрофирование.

Почвенный защитный барьер акваторий

Почвы благодаря своей огромной активной поверхности в состоянии поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные экосистемы, а также снижать избыточное количество биофильных элементов. Но! Возможности сорбционной функции почв не беспредельны - они снижаются возросшими антропогенными «нагрузками».



1.2.2 Атмосферные свойства почв

Почва как фактор формирования и эволюции газового состава атмосферы

Опосредованное влияние - функционирование наземных биоценозов (которые контролируют многие параметры атмосферы - содержание О2, СО2, микрогазов и др.) зависит от свойств почв.

Прямое - газообмен между почвой и воздушной оболочкой (В. И. Вернадский говорил: «газы биосферы те же, которые создаются при газовом обмене живых организмов»). [12].

Почва - регулятор газового состава современной атмосферы.

Существенное воздействие почвы на газовый состав атмосферы обусловлено также сильным различием их газовой фазы. Хотя почвенный воздух и отличается по составу в десятки и сотни раз от атмосферного; происходит высокоскоростной взаимообмен с ним. [12].

Почва - источник и приемник твердого вещества и микроорганизмов атмосферы

Двустороннее движение твердого вещества и микроорганизмов в системе почва - атмосфера (они попадают в воздушную оболочку с почвенной поверхности, а спустя некоторое время вновь возвращаются на нее, переместившись на большое расстояние) обусловлено потоками воздушных масс значительной силы, способных отрывать мелкозем. [12].

Влияние почвы на энергетический обмен и влагооборот атмосферы

Воздействие почвы на тепловой режим атмосферы определяется поглощением и отражением почвенной солнечной радиации (динамика тепла и влаги в нижних слоях атмосферы).

Почва способствует увеличению общего количества водяного пара, поступающего в атмосферу и, посредством местного круговорота, выравнивает процесс водообеспечения ландшафтов. [12].



1.2.3 Литосферные функции почв

Почва - защитный слой и фактор развития литосферы

Почвенно-растительный чехол защищает поверхность литосферы от мощного фронтального эрозионного воздействия текучих вод (в его отсутствие произошло бы). Почва уравновешивает процессы развития литосферы (эндо- и экзогенные факторы ее эволюции, внутренние и внешние источники энергии литосферы).[12].

Биохимическое преобразование приповерхностной части литосферы.

Косвенная роль - без почвы (а она основная среда обитания организмов суши) активное биохимическое изменение литосферы было бы невозможно

Непосредственное участие - почва - поставщик органических кислот, которые разлагают первичные минералы; продукты жизнедеятельности м/о мобилизуют химические элементы, законсервированные в кристаллических решетках (пример: микробиологическая деструкция минералов на ранних стадиях почвообразования).[12].

Почва - источник вещества для формирования пород и полезных ископаемых.

Исходное накопление органогенного материала на поверхности Земли и последующая его трансформация в более глубоких слоях приводит к образованию органогенных полезных ископаемых - торфов, углей, нефти находящихся в тесной связи с почвообразованием и выветриванием находится формирование минеральных полезных ископаемых. [12].

Передача аккумулятивной солнечной энергии и вещества атмосферы в недра Земли.

Почва участвует в передаче вещества атмосферы в недра Земли (в процессе почвообразования происходит поглощение газов, которые в составе почвенных соединений поступают в осадочные породы).[12].

1.2.4 Общебиосферные функции почв

Почва как среда обитания для организмов суши

Биомасса живого вещества много больше биомассы океана

Почвенная среда обитания - аккумулятор и источник вещества и энергии для организмов суши[13].

Роль почвенного покрова в дифференциации географической оболочки и биосферы

Характер почвенного покрова определяет обособление зон, хотя основной фактор формирования географических зон. Почва - связующее звено биологического и геологического круговоротов. Биокруговорот направлен на аккумуляцию и удержание элементов на водоразделах, а в геологическом круговороте доминирует одно направление потока вещества - снос на плакорах и накопление в акваториях.

При нарушении почвенного покрова биокруговорот ослабляется, а геологический круговорот усиливается. Почва как фактор биологической эволюции. Почва - промежуточная среда (м/д водной и воздушной) через которую возможен постепенный переход от водного образа жизни к наземному без резкого изменения организации живого.[13].

1.2.5 Функции почвы в наземных экосистемах

Источник элементов питания

Механическая опора растений

Жизненное пространство, жилище и убежище

Депо семян и других зачатков

Почвенный мелкозем сорбирует м/о (больше те почвы, у которых более тяжелый мех. состав и более высокое содержание гумуса)

Функция стимулятора и ингибитора биохимических и других процессов (поступающие в почву разнообразные продукты метаболизма растений, м/о и животных могут стимулировать или угнетать жизнедеятельность живых организмов).[13].



1.2.6 Информационные функции почв

Память биогеоценоза (ландшафта)

Почва является отражением изменения окружающей среды, так как она полностью зависит от условий среды

Функция сигнала для сезонных и других биологических процессов

Параметры почвы - тепловой, водный, пищевой, солевой режимы - изменяются периодически. Определяет «включение» различных процессов.

Санитарная функция (переработка ежегодно попадающих отходов жизнедеятельности организмов, растительного опада, посмертных останков животных).[13].

1.2.7 Экосистемные (биогеоценотические) и глобально-биосферные экологические функции почв

Главнейшая из всех функций -- обеспечение существования жизни на Земле. Из почвы растения получают элементы питания и воду, создают свою биомассу, которая является условием жизни животных и человека. Почва -- это среда обитания многочисленных животных, а также микроорганизмов.

Следующая глобальная функция почвы заключается в регулировании химического состава атмосферы и гидросферы. Фотосинтез растений вместе с почвенным «дыханием» и дыханием организмов играют главную роль в поддержании состава приземного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы в целом [6].

Почвенный покров определяет также состав веществ, поступающих в реки, моря и океаны. Кроме перечисленных глобальных функций почва играет роль общепланетарного аккумулятора энергии, трансформировавшейся в процессе фотосинтеза растений, и служит экраном, удерживающим в биосфере важнейшие элементы от геохимического стока в Мировой океан. Почвенный покров вместе с его микромиром выполняет функции универсального биологического поглотителя и нейтрализатора различных загрязняющих веществ. Роль почвы в жизни человека. Благодаря плодородию почвы человек получает необходимые для жизни продукты питания. [6].

Почва является основным средством сельскохозяйственного производства и характеризуется незаменимостью, ограниченностью в пространстве и неперемещаемостью. По отношение к человеческому обществу почва имеет двойственную природу: с одной стороны, это физическая среда, жизненное пространство существования людей, а с другой - экономическая основа, средства производства. [6].

1.3 Теоретические основы почвенно-экологического районирования

Рис. 1. Почвенно-экологическое районирование России

Почвенно-экологическое районирование - это разделение территории на регионы, однотипные по структуре почвенного покрова, сочетанию факторов почвообразования и возможностям хозяйственного использования почв. В основу почвенно-экологического районирования положен биоклиматический принцип, соответствующий современному функционированию почвенного покрова и наиболее полно отвечающий запросам сельскохозяйственного производства.



Таблица 1 - Почвенно-экологическое районирование России

I - Полярный географический пояс I - Евразиатская почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
А - Арктических почв Арктики	а1 - Провинция Арктических островов а2 - Полярно-Уральская а3 - Быррангская а4 - Восточно-Сибирская а5 - Чукотская а6 - Корякско-Тайгоносская
Б - Арктотундровых почв Субарктики
В - Тундровых глеевых почв и подбуров Субарктики
II - Бореальный географический пояс II - Европейско-Западно-Сибирская таежно-леснаяпочвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
Г - Глееподзолистых почв, глееземов и подзолов северной тайги	б1 - Хибинская б2 - Северо-Уральская б3 - Среднеуральская
Д - Подзолистых почв средней тайги
Е - Дерново-подзолистых почв южной тайги
III - Восточно-Сибирская мерзлотно-таежная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
Ж - Глееземов таежных торфянисто-перегнойных мерзлотных северной тайги	в1 - Анабаро-Путоранская в2 - Верхоянская в3 - Колымская в4 - Приенисейская в5 - Прибайкальская в6 - Алданская в7 - Восточно-Саянская в8 - Лено-Ангарская в9 - Забайкальская
З - Таежных торфянисто-перегнойных высокогумусных неоглеенных и палевых мерзлотных почв средней тайги
IV - Дальневосточная таежно-лесная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
И - Лесных вулканических почв	г1 - Камчатская г2 - Охотская г3 - Сихотэ-Алинско-Сахалинская г4 - Буреинская
К - Буроземов грубогумусовых и подзолов
III - Суббореальный географический пояс V - Западная буроземно-лесная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
-	д1 - Северо-Кавказская
VI - Центральная лиственно-лесная, лесостепная и степная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
Л - Серых лесных почв лиственных лесов	е1 - Южно-Уральская е2 - Салаиро-Кузнецко-Саянская е3 - Алтайская е4 - Южно-Саянская е5 - Южно-Алтайская
М - Оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов и серых лесных почв лесостепи
Н - Обыкновенных и южных черноземов степи
О - Темно-каштановых и каштановых почв сухой степи
VII - Восточная буроземно-лесная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
П - Буроземов и подзолисто-буроземных почв хвойно-широколиственных и широколиственных лесов	ж1 - Южно-Сихотэ-Алинская
VIII - Полупустынная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
Р - Светло-каштановых и бурых почв полупустыни	з1 - Восточно-Кавказская
IV - Субтропический географический пояс IX - Субтропическая влажно-лесная почвенно-биоклиматическая область
Равнинные зоны (подзоны)	Горные провинции
-	и1 - Западно-Закавказская

1.3.1 Схема почвенно-экологического районирования России

В соответствии с представлением о почвенном покрове, как сложноорганизованной природной системе, обладающей структурно-соподчиненным типом строения, в почвенно-экологическом районировании принята многоступенчатая таксономическая система, включающая:



Рис. 2.Схема почвенно-экологического районирования России

Географический пояс представляет собой совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, объединенных сходством радиационных и термических условий.

Почвенно-биоклиматическая область понимается как совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, объединенных в пределах пояса не только сходством радиационных и термических условий, но и сходством условий увлажнения и континентальности климата.

Почвенная зона (подзона) - ареал зонального почвенного типа (подтипа) и сопутствующих ему внутризональных почв.

Горная почвенная провинция - горная страна или ее часть, в пределах почвенно-биоклиматической области, характеризующаяся однотипной структурой вертикальной поясности, обусловленной особенностями горного макроклимата и ее общей орографии. Структура вертикальной поясности или последовательная смена вертикальных почвенных зон с высотой зависит, прежде всего, от широтного положения горной страны и от близости или удаленности ее по отношению к океану (континентальная, океаническая или переходная фации), а также от высоты гор, солярной и ветровой экспозиции склонов, температурных инверсий и вещественного состава почвообразующих пород.

Основными таксономическими единицами почвенно-географического районирования признаны: для равнинных территорий - почвенная зона, для горных условий - вертикальная почвенная структура, или горная почвенная провинция. Поэтому таксономическая система почвенно-географического районирования может строиться как верх, так и вниз.

Почвенная зона- ареал одного или двух зональных почвенных типов и сопутствующих им интрозональных и внутризональных почв [6].

Почвенная провинция - выделяется внутри подзоны по температурному режиму, ходу сезонного увлажнения, континентальность климата [6].

Почвенный округ-часть почвенной провинции, характеризующаяся единым набором почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород [4].

Почвенный район- часть почвенного округа, который характеризуется устойчивым чередованием в пространстве определенных мезокомбинаций [6].

Горная почвенная провинция(или вертикальная почвенная структура) - ареал четко определенного ряда вертикальных почвенных зон, обусловленный положением горной страны (или её части) в системе почвенно-биоклиматических областей и главными особенностями её общей орографии.

Почвенная подзона - часть почвенной зоны, вытянутая в том же направлении, на территории которой распространены определенные зональные подтипы почв [4].

Почвенная фация - часть почвенной зоны, существенно отличающаяся от других её частей по температурному режиму почв и сезонному ходу увлажнения.

Для удобства пользования определителем приводится карта-схема почвенно-географического районирования и легенда к ней, в которых дробность деления доведена до почвенных провинций (рис. 1).

Таким образом, с точки зрения почвенно-географического районирования территория Смоленской области принадлежит к суббореальному почвенно-биоклиматическому поясу.



Глава 2. Характеристика факторов почвообразования

2.1 Географическая характеристика

Смоленская область - субъект Российской Федерации, входит в состав Центрального федерального округа. Область расположена в центральной части Восточно-Европейской (Русской) равнины. Большую часть области занимает Смоленско-Московская возвышенность, на северо-западе Рис. 3. Карта Смоленской области.

располагается Прибалтийская низменность, на юге Приднепровская низменность. На западе область граничит с Белоруссией (Витебская и Могилёвская) области, на севере с Псковской и Тверской областями, на востоке с Московской областью, на юго-востоке с Калужской областью, на юге с Брянской областью. Область находится в умеренном климатическом поясе, область умеренно континентального климата. Площадь области составляет 49 779 кмІ. [9]

2.2 Климат

Климат на территории области умеренно - континентальный, характеризуется сравнительно тёплым летом и умеренно холодной зимой.

Самый холодный месяц - январь (средняя температура = 8, 5 °C), самый тёплый месяц - июль (средняя температура = 18, 5 °C). Продолжительность периода с температурами воздуха выше 10 °C 135 дней, выше 15°C - 70 дней. Сумма температур за период с температурами выше 10 °C соответствует 2000° - 2100°. Вегетативный период длится 135 дней. Средняя температура вегетативного периода - 13,2 °. [9].

Абсолютный годовой максимум температур воздуха 36 °C , средний из абсолютных минимумов температур воздуха составляет -41°C . [4].

Сумма осадков за период с мая по сентябрь равен 325 - 350 мм. Наибольшее количество осадков в июле (184 мм.), наименьшее в феврале. Наиболее влажное время года - лето, наиболее засушливое - весна. Коэффициент увлажнения колеблется в пределах 1,1 - 1,33. [4].

Продолжительность периода с устойчивым снежным покровам 125 дней, средний из максимальных декадных высот снежного покрова за зиму30 см. Образование устойчивого снежного покрова приходится на начало ноября - конец декабря. А его разрушение происходит в первой декаде апреля. Первые заморозки осенью наблюдаются в октябре (ранние заморозки - в сентябре; поздние заморозки - во второй половине октября).

Продолжительность безморозного периода - 150 дней (в среднем), наименьшая - 111 дней, а наибольшая - 184 дня [9].

2.3 Почвообразующие породы

Почвообразующие породы на территории Смоленской области представлены четвертичными отложениями различного генезиса и состава, преимущественно ледникового и водно-ледникового происхождения (покровные суглинки; карбонатные лессовидные суглинки; моренные отложения).[9].

Покровные суглинки встречаются очень редко и представляют собой пылеватые безвалунные сортированные поверхностные отложения желто-бурого и бурого цвета, призмовидной структуры, преимущественно тяжелосуглинистые, хотя встречаются и средне-, и легкосуглинистые разновидности. Характерная особенность покровных суглинков - преобладание крупнопылеватой (0,01 - 0,05 мм) фракции (иногда более 50%). Значительная доля (до 30 %) в мелкоземе этих суглинков приходится на илистую фракцию. Содержание песчаной фракции не превышает обычно 10%. Для этих пород характерна кислая реакция среды, степень насыщенности основаниями - около 80 %. Суглинки довольно богаты подвижными минеральными соединениями.[4].

Карбонатные лессовидные суглинки занимают основное положение в составе почвообразующих пород территории. Эти отложения, в отличие от бескарбонатных покровных суглинков, содержат (с глубины 100-120 см, иногда выше) карбонаты. Новообразования карбонатов в этих породах, а также в пределах почвенного профиля, представлены в виде карбонатных стяжений (журавчиков), в виде сплошной карбонатной пропитки или псевдомицелия. [9].

Карбонатные покровные суглинки характеризуются нейтральной или слабощелочной реакцией, очень высокой насыщенностью основаниями и достаточно высокой емкостью поглощения.[9].

Карбонатные лессовидные суглинки приурочены к плоским слабодренированным поверхностям с малым развитием эрозионной сети и незначительным врезом речных долин, что отражается в современной структуре почвенного покрова. Чем менее дренирована территория, тем выше в профиле почв расположен карбонатный горизонт.

В Смоленской области встречаются также почвообразующие породы, представленные моренными суглинками. Моренные отложения представляет собой скопление несортированных обломков горных пород, переносимых ледником и затем оставленных на месте при таянии. В составе моренных отложений преобладают несортированные валунные суглинки, часто с прослоями и линзами песка. Моренные суглинки красновато- или коричневато-бурого цвета. Химический состав валунных суглинков весьма разнообразен, поскольку разнообразен состав крупных фракций. [5].

Преобладают средние, однако встречаются нередко легкие и тяжелые суглинки. Моренные суглинки сильно опесчанены (содержание песчаных фракций (1-0,05 мм) более 40%, а крупнопылеватых (0,05-0,01 мм), как правило, не превышает 25%. Моренные суглинки данной территории характеризуются кислой реакцией, средними величинами емкости поглощения (18 мг-экв на 100 г почвы) и суммы обменных оснований, средней насыщенностью основаниями.

Для морен суглинистого состава характерны высокая плотность сложения (1,9 г/см3) и низкая пористость (24-43%). Водопроницаемость суглинистых морен невелика, от 0,13 до 0,90 м/сут. Отсюда вытекают неблагоприятные свойства моренных отложений как почвообразующей породы. Плотные моренные суглинки, подстилая водно-ледниковые отложения, создают водоупор, способствуя заболачиванию плоских территорий.

Для использования почв под исследуемую культуру следует увеличить содержание гумуса в них и улучшить их физико-механические свойства.



2.4 Рельеф

На северо-западе области частое чередование моренных холмов и ледниковых равнин, озовых гряд и озерных котловин делают его контрастным, мелкоконтурным, пересеченным. Здесь же сосредоточилось большое количество ледниковых озер - «Смоленское поозерье». По характеру поверхности рельеф представляет собой холмисто-волнистую равнину ледникового происхождения, повышающуюся с запада на восток со сравнительно глубоко врезанными речными долинами и оврагами. [7].

Большая часть территории находится в пределах Смоленско-Московской, Духовщинской и Вяземской (до 319 м) возвышенностей. Максимальная отметка региона -- 321 м у деревни Марьино Вяземского района. На северо-западе -- моренные гряды (например, Слободская до 241 м), образованные краями покровного ледника в послеледниковый период из-за постепенного потепления климата. Там же находятся участки Витебской и Валдайской возвышенностей. [9].

Низины -- Вазузская, Верхнеднепровская, Березинская; Приднепровская низменность на крайнем юге области с абсолютными отметками от 175 до 180 м и Прибалтийская в северо-западной части, где находится самая низкая отметка -- 141 м по берегу реки Западная Двина на границе с Белоруссией (Велижский район). На территории области много болот и озер.[9].

2.5 Растительность

Смоленская область расположена в подтаёжной зоне смешанных широколиственно-тёмнохвойных лесов. Растительность представлена лесами, лугами, болотами, водной растительностью, посевами культурных растений. Высокая лесистость в Угранском, Демидовском, Духовщинском и Холм-Жирковском районах (более 50 % территории районов покрыто лесами).

Общая площадь лесного фонда Смоленской области составляет 896,59 тыс. га, в том числе покрытые лесной растительностью - 827,4 тыс.га. Распределение лесов по районам области крайне неравномерное. В среднем по области лесистость составляет 36%, в северной части - более 50%. [4].

Леса I группы занимают площадь 262,4 тыс. га, II группы - 634,2 тыс. га. Мягколиственные насаждения составляют 60%, хвойные - 40 %. Возрастная структура лесов характеризуется преобладанием средневозрастных насаждений - 38%. На долю молодняков приходится 19%, приспевающих - 21%, спелых и перестойных насаждений - 22%. Средний возраст насаждений 46 лет.

Под лугами занято около 18-20% всей территории области. Климатические условия благоприятно влияют на развитие луговой растительности. Луга используются под выгоны и пастбища. Большая часть их отведена под сенокосы.

В области немало болот, иногда они занимают обширные территории. В большинстве своем это верховые болота, которые возникают в результате заболачивания лугов или зарастания пойменных озер. Они дают торф высокой теплотворной способности. Встречаются лесные низинные болота. [9].

Сложные ельники характеризуются наличием в составе широколиственных пород (могут иметь два древесных яруса), присутствием яруса кустарников (преимущественно лещины) и преобладанием в травяном покрове неморальных видов (сныть, медуница, звездчатка ланцетовидная, зеленчук и др.). Моховой ярус большей частью не образует сплошного мохового ковра. Видом эдификатором является ель европейская. Данные леса развиваются на хорошо дренированных, богатых почвах, нередко в местах выхода на поверхность известняков, доломитов и других пород, содержащих кальций.

Сложные сосняки отличаются от других типов сосняков присутствием в их составе широколиственных пород (липы, дуба, лещины) и значительном участии в травяном покрове неморальных видов. Моховой покров развит фрагментарно. Видом эдификатором является сосна обыкновенная. Леса такого рода приурочены чаще всего к обширным равнинам с супесчаными и песчаными почвами, обычно подстилаемыми водоупорными породами, а также к боровым террасам крупных рек.

Мелколиственные леса образованы березой, осиной и ольхой серой. По своей природе сообщества, образованные этими породами, являются производными (вторичными) различных коренных зональных типов леса.

Под пологом мелколиственного леса развивается ярус кустарников, слагаемый крушиной, жимолостью, лещиной, можжевельником. Флористический состав травяного покрова мелколиственного леса не имеет определенной специфики, поэтому преобладающими здесь являются виды, оставшиеся от коренного типа леса, а вместе с ними некоторые луговые и опушечные (буквица, марьянник дубравный, манжетка, черноголовка, душистый колосок и др.). Часто встречается примесь рудеральных элементов флоры.[9].

Степень развития мохового покрова в мелколиственных лесах различна и зависит от длительности существования сообщества и исходных экологических условий. В целом же он для них малохарактерен.[8].

В лесном фонде основными лесообразующими породами являются: хвойные - ель, сосна; твердолиственные (в малых количествах) - дуб, клен, ясень; мягколиственные - береза, осина, ольха.

Состав леса в значительной степени нарушен человеком. На значительных площадях образовались редколесья, мелколесья. Ель и сосна слагают хвойные леса, в подлеске встречается можжевельник.

Во флоре лугов преобладают многолетние виды: тимофеевка луговая, овсяница луговая, мятлик луговой, ежа сборная и др. и вместе с бобовыми культурами (клевер) составляют основу растительного покрова. Широко распространены на лугах однолетние полупаразиты: погремок малый, очанки, мытники. [7].

В почвах лугов насчитывается до 80 видов водорослей. Болота занимают на территории области значительные площади с преобладанием низинных болот. На них произрастают различные виды осок тростник обыкновенный, хвощ болотный, хвощ приречный и др.; на почве -- зеленые блестящие гипновые мхи. Из древесных растений на болотах можно встретить сосну обыкновенную, берёзу пушистую и некоторые виды ив. Общая площадь лесного фонда -- 2100 тыс. га, запасы древесины -- около 230 млн мі, в том числе хвойных пород -- 55 млн мі. Запасы распространены неравномерно, в основном в верховьях Днепра и на юге -- юго-востоке (по долине р. Угры). Выделяются незначительные участки широколиственно-сосновых лесов на крайнем юге и сосновых лесов в Прибалтийской низменности [9].

2.6 Гидрография и гидрология

Смоленская область располагается в бассейнах рек Днепр, Волга и Западная Двина.

Бассейн Днепра включает собственно Днепр и два его притока: Сот и Десну. Бассейн Волги представлен бассейнами Вазузы (приток Волги) и Угры (приток Оки). Сама Волга на территории области ипротекает. Бассейн Западной Двины включает собственно Западную Двину с притоками Ельша и Каспля.

Рис. 6.Река Днепр в черте города Смоленкс.

Бассейн собственно Днепра. К Днепру примыкает ряд притоков, главнейшие из которых: Вязьма и Осьма. Бассейн Днепра имеет вытянутую форму: длина его в пределах области 240 км. Такая вытянутая форма оказывает существенное влияние на характер водного режима, обуславливая сравнительно быстрый сток осадков в реку из бассейна. Прорезая почти всю толщу четвертичный отложений, Днепр питается в значительной мере за счёт подчинённых им водоносных горизонтов.

Бассейн Сота занимает юго-западную часть области. Длина Сота в пределах области составляет 224 км. Главные притоки, имеющие в пределах области длину более 100 км - Остез и Вехза. Реки системы Сота питаются главным образом ключами из четвертичных водоносных горизонтов и только у границы области - частично из меловых.

Бассейн Десны. Река Десна протекает в области своим верховьем (182 км). Долина широкая с ясно выраженными надпойменными террасами. Десна прорезает отложения меловой системы, однако, главное питание имеет на четвертичных водоносных горизонтах.

Бассейн Вазузы занимает крайний северо-восток области. Долина реки в пределах области составляет 130км. Реки этого бассейна отличаются большой извилистостью. Вазузя и её притоки прорезают в своих верховьях серпуховские отложения каменноугольной системы, а в низовьях - московские отложения той же системы. Ввиду этого, речная сеть Вазузы питается, кроме четвертичных водоносных горизонтов, каменноугольными, а в нижних течениях сама питает московский горизонт.

Бассейн Угры. Угра - одна из крупных рек области. Она берёт своё начало в центральной части Ельнипского района на высоком водоразделе. Главными притоками являются реки: Житала, Волоста и др. Долины реки Угры и её притоков имеют 2-4 террасы и прорезают во многих местах коренные породы - главным образом каменноугольные известняки. Здесь мы имеем главную область питания каменноугольных водоносных горизонтов. Сами же реки питаются преимущественно за счёт четвертичных водоносных горизонтов.

Бассейн Западной Двины. Река Западная Двина протекает в северо-западной части области около 60 км. Главные притоки, протекающие в пределах области - Ельша и Каспля с притоком Гобзой. Западная Двина прорезает своей долиной только четвертичные отложения, питаясь подземными водами подчинённых этим отложениям водоносных горизонтов. Отличительной особенностью бассейна Западной Двины служит наличие большого количества озёр. Озёра связаны с системой Западной Двины и нередко служат источниками рек. Питаются озёра ключами четвертичных водоносных горизонтов.

На территории Смоленской области имеется довольно густо разветвленная речная сеть, на северо-западе - значительное количество озёр. Реки области имеют ясно выраженные, довольно широкие долины, нередко с 1-2, реже с 3 надпойменными террасами, иногда значительной ширины. Долины рек глубоко врезаются в слагающие территорию области породы, достигая, нередко, коренных отложений. Долины рек, а также овраги, оказываются главными местами, где происходит, с одной стороны инфильтрация атмосферных вод и питание ими подземных водоносных горизонтов, с другой - отдача последними своих вод рекам.

Паводки бывают ежегодно и наблюдаются в различное время на протяжении всего лета. В наиболее дождливые годы почти на всех реках проходит от 4-х до 9-ти паводков.

Высота паводков в среднем 0,4-0,7 м над меженью. Наиболее высокие (1-1,7 м) наблюдаются на реках с расчлененным рельефом и преобладанием слабопроницаемых суглинистых почв, благодаря чему происходит быстрое стекание воды при малых потерях на инфильтрацию.

В отдельные годы высота паводочной волны может составлять до 4-7 м над меженью. Средняя продолжительность летнихпаводков15 дней.

По характеру и интенсивности процессов водообмена, особенностям химического состава и минерализации подземных вод в вертикальном разрезе выделяются три гидродинамические и связанные с ними гидрохимические зоны. Зона интенсивного водообмена охватывает водоносные горизонты и комплексы, находящиеся под активным дренирующим воздействием гидрографической сети, испытывающие влияние современных климатических условий и рельефа и содержащие преимущественно пресные воды. Мощность зоны 200-400 м.

Зона замедленного водообмена выделяется в наиболее погруженных частях артезианских бассейнов. Она характеризуется слабым дренирующим воздействием речных долин, очень малыми скоростями движения подземных вод вследствие затухания трещиноватости пород с глубиной и устойчивым режимом подземных вод. Переход к зоне весьма замедленного обмена постепенный. По разломам осуществляется сложная взаимосвязь между различными зонами и смешение вод различного химического состава.

Питание большей части выделенных водоносных комплексов, залегающих на глубинах до 200-400 м и расположенных в зоне свободного водообмена, происходит в основном за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из выше- и нижележащих водоносных комплексов. Воды этой зоны часто дренируются современными и древними речными долинами. Из всех выделенных водоносных комплексов лишь воды четвертичных, неогеновых, палеогеновых отложений находятся только в зоне свободного водообмена.

Водоносные комплексы четвертичных порово-пластовых вод (Q) на рассматриваемой территории распространены почти повсеместно. Они содержат грунтовые и напорные воды. Четвертичную толщу слагают в основном ледниковые образования, для которых характерно чередование моренных и межморенных толщ. Моренные толщи представлены валунными супесями, суглинками, песками. В наиболее полных разрезах насчитывается до трех-четырех моренных горизонтов. Они служат относительными водоупорами. Водовмещающие породы обычно межморенные, надморенные или подморенные флювиогляциальные или аллювиальные пески различной зернистости с большим или меньшим содержанием пылевато-глинистых примесей, гравийно-галечный материал с прослоями и линзами супесей, суглинков и глин. Они образуют водоносные горизонты, гидравлически связанные между собой, составляющие единый комплекс мощностью от 5-15 до 80-100 м и более. Коэффициенты фильтрации пород колеблются от тысячных долей до 36 - 37 м/сут. Глубина залегания грунтовых вод до 10-12, реже 25-30 м. В пониженных участках они выходят на поверхность. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах до 30-33 мот поверхности земли, в поймах рек скважины часто фонтанируют на 0,8-4 м при напорной высоте от 1,5 до 135 м, иногда до 200 м. Удельные дебиты скважин от тысячных долей до 7-10 л/с. Воды пресные с минерализацией 0,2-0,7 г/кг, гидрокарбонатные кальциевые. На небольших участках в долинах рек Днепр, Остер, Десна наблюдается увеличение минерализации грунтовых вод до 1,3-4,5 г/кг и изменение их химического состава (повышенное содержание сульфатов и хлоридов), связанное с восходящей фильтрацией минерализованных вод по тектонически ослабленным зонам. Воды четвертичных отложений повсеместно используются для водоснабжения сельских населенных пунктов.[9].

2.7 Характеристика почв и почвенного покрова Смоленской области

2.7.1 Почвенно-географическое районирование области

Смоленская область находится в Нечерноземной зоне Российской Федерации, целиком располагаясь в подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги, в среднерусской провинции.[7].

Почвенный покров области на 85% состоит из различных подтипов и видов дерново-подзолистых почв (включая переувлажненные и заболоченные), в долинах рек - аллювиальные.

По механическому составу среди дерново-подзолистых почв преобладают легко- и среднесуглинистые (66%). Песчаные и супесчаные составляют около 33%. Относительно небольшие площади занимают дерновые - 0,6%, пойменные и болотные почвы - 0,2%, которые значительно лучше по свойствам и уровню плодородия, чем дерново-подзолистые почвы.[8].

2.7.2 Систематика почв Смоленской области

Наиболее распространены на территории области почвы на лессовидных суглинках. На этих породах можно встретить почти все типы почв. Господствуют дерново-подзолистые.

Среди них наибольшие площади (более 30% всей площади области) занимают дерново-среднеподзолистые, в том числе и имеющие признаки кратковременного переувлажнения. Они распространены на склонах, хорошо и относительно хорошо дренированных поверхностях местных водоразделов. Слабоподзолистые почвы распространены чаще на ровных, относительно слабо дренированных междуречьях, в ряде небольших западин.

Редко на лессовидных суглинках можно встретить дерновые почвы. Такие почвы, в равной степени оглеены, распространены в местах близкого к поверхности залегания карбонатных пород или выходов жестких грунтовых вод. Чаще эти почвы встречаются на северо-востоке области, где в ряде мест известняки каменноугольного периода залегают на небольшой глубине.

В зонах конечно-моренных образований днепровского и валдайского возраста, донных отложений валдайского ледника часто можно встретить разные типы почв, сформировавшиеся на моренных, нередко завалуненных суглинках и супесях. Среднеподзолистые почвы на этих отложениях располагаются обычно также на пологих склонах с нормальным увлажнением.

В условиях более значительного увлажнения на этих материнских породах развиваются сильно подзолистые почвы (в западинах, в нижней части склонов, в лощинах и др.). Чаще на этих породах, в основном ввиду значительно большей пестроты рельефа, представлены заболоченные и болотные почвы.

На песках зандровых равнин, наиболее широко распространенных на северо-западе, юге и юго-востоке области, сформировались преимущественно слабоподзолистые почвы с небольшим и обедненным гумусовым горизонтом. С учетом ведущих факторов почвообразования (рельефа и почвообразующих пород) в пределах области выделяют три почвенных округа: северо-западный, центральный и южный.

В северо-западный округ входит территория, формирование которой связано с деятельностью валдайского ледника и его талых вод. Многообразие форм рельефа, состава и строения почвообразующих пород и связанные с ними различия в увлажнении обуславливают наиболее значительную пестроту почвенного покрова этой территории.

В ее почвенном покрове особенно заметна мелкоконтурность, связанная с преобладанием небольших форм рельефа, сравнительно частой сменой почвообразующих пород и значительным распространением двучленных пород. Часто по этой причине и из-за значительных различий в увлажнении велика контрастность почвенных микро- и мезосочетаний.

Данная территория выделяется, прежде всего, своеобразием почвообразующих пород. Здесь полностью отсутствуют широко распространенные на большей части области лессовидные суглинки. Почвы развиваются в основном на супесях, моренных суглинках, песках озерно-ледниковых и зандровых равнин. Весьма широко распространены двучленные породы, у которых нижний слой представлен моренной, а верхний - супесями, песками, легкими суглинками. Заметно больше здесь болотных почв, представленных нередко едиными значительными по площади массивами.

Отмечена более высокая степень оподзоленности автоморфных почв данной территории, что, скорее всего, связано с заметным увеличением к северо-западу количества осадков. С сильно выраженной мозаичностью, контрастностью почвенного покрова связана мелкоконтурность сельскохозяйственных угодий, что существенно сдерживает развитие сельскохозяйственного производства и особенно растениеводства. Размеры пашни колеблются здесь в основном от 2 до 5 га.

...