Тепер ми добре розуміємо, що в природі існує дуже велика неоднорідність грунтів, які відрізняються умовами залягання та формування. В.В.Докучаєв вперше в історії грунтознавства показав, що поширення грунтів підпорядковане певним законам природи. Він виявив, що подібні (схожі) грунти залягають суцільними смугами, які було названо грунтовими зонами. Вони чергуються з півночі на південь. Це такі зони: бореальна (тундрова), тайга з підзолистими грунтами, чорноземна, каштанова, аеральна (сіроземи, бурі грунти), латеритна (червоноземи). На території Східно-Європейської рівнини з Кавказом і Середньою Азією грунти залягають широтними зонами. При наближенні до гірських місцевостей напрям їх різко змінюється, згідно з ученням В.В.Докучаєва про вертикальну зональність грунтового покриву. Клімат та інші фактори грунтотворення змінюються з висотою над рівнем  моря (знижується температура, збільшується вологість, змінюється рослинний світ, що викликає зміни грунтових зон). Вертикальна зональність повторює широтну зональність грунтів. Структура вертикальної зональності грунтів залежить від ряду факторів: положення гір в системи широтної зональності, висоти гір, розташування гір відносно течії повітряних потоків, наявності інверсій (стікання холодних мас повітря з гір по схилах і накопичення їх в улоговинах).

Грунтовий покрив широтних зон неоднорідний. Зміна клімату з півночі на південь, із заходу на схід, зміна рослинного світу, материнських порід обумовлюють виділення грунтових підзон, провінцій, районів тощо. Згідно із сучасним вченням про зональність грунтів (Л.І.Прасолов, І.П.Герасимов) виділяються такі структурні одиниці: грунтово-кліматичні пояси, грунтово-біокліматичні області, грунтові зони, підзони, фації, провінції, округи, райони. Грунтово-кліматичні пояси виділені з урахуванням термічних особливостей клімату: полярний пояс, бореальний, суббореальний, субтропічний, тропічний.

Грунтово-кліматичні пояси поділяються на грунтово-біокліматичні області, які виділяються на основі даних про тип зволоження та тип рослинності. Виділено такі грунтово-біокліматичні області: вологі (екстрагумідні, гумідні) з тундровим (хвойним) і лісостеповим рослинним покривом; сухі (аридні, екстрааридні) з напівпустельним і пустельним рослинним світом; перехідні (субаридні, субгумідні) зі степовими, саванними та ксерофітно-лісовими рослинами.

До складу грунтово-біокліматичних областей входять декілька грунтових зон, які виділяються як ареал одного або двох зональних грунтових типів та інтразональних і зональних грунтів, які їх супроводжують.

В середині грунтових зон на переходах до сусідніх зон виділяються грунтові підзони (з підтипами грунтів). Грунтова підзона – це частина грунтової зони, яка відповідає зональним підтипам грунтів.

Грунтова фація – теж частина грунтової зони, яка відрізняється від інших її частин температурним режимом і сезонним зволоженням.

Грунтова провінція – це частина фації, яка виділяється за тими ж принципами, що і фація, але на більш дрібній території.

Грунтовий округ – частина провінції, яка виділяється в залежності від рельєфу та материнських порід.

Грунтовий район – частина округу з єдиним типом мезоструктури.

На цьому не закінчується складна "будова" закономірностей розповсюдження грунтів. В.М.Фридланд виявив неоднорідність грунтового покриву залежно від рельєфу та материнських порід. Цей розділ грунтознавства вивчає структуру грунтового покриву. В його основі лежить поняття про елементарний грунтовий ареал (ЕГА) – незначну ділянку території з грунтом одного й того ж розряду. Структура грунтового покриву (СГП) – це закономірна сукупність різних ЕГА, які складають мікро-, мезо- та макрокомбінації. Мікрокомбінації характеризують чергування дрібних ЕГА (від одного до десятка метрів), пов‘язаних з мікрорельєфом. У складі мікрокомбінації, за В.М.Фридландом, виділяють комплекси (контрастний грунтовий покрив) та плямистості (неконтрастний грунтовий покрив). Мезокомбінації – це чергування крупних ЕГА, більш пов‘язаних з мезорельєфом і зміною материнських порід.

З мезорельєфом пов’язані сполучення з контрастним грунтовим покривом і варіації з неконтрастним грунтовим покривом.

Зміна материнських порід призводить до мозаїк і ташет.

Мозаїки – це мезокомбінації, пов‘язані з контрастним грунтовим покривом при зміні материнських порід.

Ташети – це неконтрастні зміни грунтового покриву за материнськими породами.

Елементарні грунтові ареали розрізняються також за формою, контурністю,  розчленованістю. За формою ЕГА бувають: округлі, в яких співвідношення довжини та ширини менше 2; витягнуті – від 2 до 5; лінійні – більше 5; розгалужені (деревовидні), лопатеві, а за контурністю – дрібноконтурні (менше 1 га), середньоконтурні (1-20 га), крупноконтурні (більше 20 га). Для характеристики розчленованості ЕГА існує коефіцієнт розчленованості (К_р):

< ... Читати далі »

Підзолистий процес грунтотворення

Народний термін "підзол" введено в наукову літературу В.В.Докучаєвим. В народі було давно помічено, що землі під лісом мають забарвлення "попелу". В чистому вигляді підзолисті грунти формуються під хвойними лісами, де відсутня (або майже відсутня) трав'яна рослинність.

Грунти підзолистого типу найбільш поширені в природі, їм присвячено велику кількість наукових досліджень, але головне питання - про причину руйнування каолінового ядра (алюмокремнієкисневих тетраедрів) залишається невирішеним. Основними хімічними реагентами, які руйнують мінеральну частину грунту, є, за В.В.Докучаєвим, П.А.Костичевим, М.М.Сибірцевим, "перегнійні кислоти"; за В.Р.Вільямсом, В.В.Пономарьовою - "група органічних специфічних кислот (фульвокислот)"; за К.К.Гедройцем - іон H⁺, який утворюється при дисоціації води (H⁺+ОH^-), особливо у присутності СO₂ і а за А.А.Роде - іон H⁺, джерелом якого є органічні кислоти, що виділяються корінням рослин; за С.М.Альошиним та ІМ.Гоголевим - протоліз; за С.П.Ярковим, І.С.Кауричевим, Ф.Р.Зайдельманом, В.І.Канівцем, Д.Г.Тихоненком - окисно-відновні процеси.

В.І.Вернадський ще у 20-ті роки XX ст. висунув геніальну гіпотезу про те, що каолінове ядро руйнується під впливом мікроорганізмів, які використовують SiО₂; для побудови свого тіла (наприклад, діатомові водорості, губки тощо). Т.В.Аристовська виділила групу бактерій з аналогічними функціями, але вони використовують залізо й алюміній, що підсилює розкладення первинних і вторинних алюмосилікатів.

Розглянемо детально весь комплекс складних питань про розвиток підзолистого процесу грунтотворення.Головним фактором утворення підзолистих грунтів є хвойний ліс. Ліс діє на процес грунтотворення подвійно: прямо (матеріально) і опосередковано(непрямо). Опосередкований вплив лісу на процес грунтотворення зводиться до формування особливого типу водного режиму, який Г.М. Висоцький назвав пермацидним (промивним). В цьому випадку грунт і підґрунтя промиваються інфільтраційними водами до рівня підґрунтових вод. Розглянемо долю вологи, яка досягає поверхні грунту . Грунт в лісі і в степу одержує приблизно однакову кількість вологи. В лісі частина води з дощів (17-50%) затримується на стовбурах, листі, гілках і не досягає поверхні грунту. Під лісом складається промивний водний баланс, а в степу - непромивний. На безлісих розчленованих територіях вода стікає в понижені місця, особливо навесні по мерзлому грунту; волога сильніше випаровується. В лісі ж складаються гірші для випаровування вологи умови з таких причин:

а) ліс знижує швидкість' вітру, який є сильним фактором випаровування;

б) крона захищає грунт від нагрівання, тому температура грунту під лісом в жарку погоду набагато нижча, ніж в степу;

в) відносна вологість повітря над лісом завжди вища, ніж на безлісних масивах;

г) грунт під лісом вкритий шаром лісної підстілки (листя, хвоя, сучки, гілочки), яка захищає грунт від перегріву; д) підстілка роз'єднує водяні потоки, що зменшує поверхневий стік.

Взимку сніг рівномірно розподіляється по лісовому масиву. Оскільки сніг є поганим провідником холоду, грунт під лісом слабо замерзає або зовсім не замерзає. Найголовніше полягає в тому, що навесні до початку танення снігу грунт повністю розмерзається. Сніг розтає в лісі поступово, повільно. Тому вся волога просочується в грунт. Отже, в лісі фунт і підґрунтя промиваються низхідним током вологи влітку, восени та на весні, інфільтраційні токи вологи промивають всю товщу грунту і підґрунтя аж до рівня підґрунтових вод, що типово для пермацидного типу водного режиму.

Прямий (матеріальний) вплив лісу на грунтотворення виявляється у формуванні особливого біологічного кругообігу хімічних елементів (біофілів). Дерева, з яких складається лісова формація, є багаторічними рослинами. Кожний рік вони забирають з грунту, підґрунтя багато різних елементів (N, Р, К, S, Са, Мg тощо) для побудови свого тіла, але невелика їх кількість повертається в річний кругообіг хімічних елементів у вигляді лісової підстілки, яка складається з хвоїнок, листя, сучків, гілочок, з мохово-лишайникових залишків. Підстілка накопичується на поверхні грунту. Ці рослинні залишки дуже бідні на кальцій, азот, магній тощо. Зольність опаду хвойних порід складає 0,5-1,7 %, листяних лісів - 1,6-7,0 % , а трав - понад 7-8 %. Але ж підстілка дуже багата на лігнин, смоли, віск, дубильні речовини. Через такий хімічний склад вона піддається дії грибів з утворенням органічних речовин, розчинних у воді. Дуже низький вміст основ (кальцію,магнію тощо) і поживних речовин в горизонті підстілки обумовлює інтенсивне утворення низькомолекулярних кислот (оцтової, лимонної, мурашиної, яблучної тощо), а також комплексу їм подібних сполук - фульвокислот (крепової, апокренової тощо). Ці кислі продукти частково нейтралізуються основами, які звільнюються при мінералізації підстілки, а також основами, які є в материнських породах. Грунтотворні породи в зоні поширення грунтів підзолистого типу дуже бідні на основи. Це в основному піски, супіски, частково суглинки - льодовикового та водно-льодовикового походження, дуже промиті, вилужені і т. ін. Тому органічні кислоти, які з водою вимиваються з підстілок, інтенсивно взаємодіють з мінеральною частиною грунту. До вимитих з підстілки речовин додаються органічні кислоти, які утворюються в грунті мікробіальним шляхом, а також кислоти, які виділяються корінням рослин. Проте головним джерелом специфічних і неспецифічних органічних сполук, які підкислюють ... Читати далі »