Поиск

Роль атмосферных осадков в почвообразовании
28.10.2015

Почвообразующий и биологический эффект тепла и света, поступающих от Солнца на земную поверхность, может проявиться лишь в том случае, если местность и растительность обеспечены достаточным количеством влаги. Поэтому значение количества и сезонного распределения атмосферных осадков в почвообразовательном процессе столь же велико, как и значение тепла. Атмосферные осадки, выпадающие на сушу, являются частью воды, участвующей в мировом круговороте между океаном, атмосферой, континентами. С другой стороны, они являются пресной фракцией водных масс, вовлеченных в планетарный геологический круговорот в системе магма — литосфера — атмосфера — организмы. На земном шаре абсолютно преобладают соленые высокоминерализованные морские и подземные воды. Лишь 2—3% общего запаса воды приходится на долю пресной воды. Пресная вода представлена атмосферными осадками, водами рек, озер и частью грунтовыми водами.
В мировой круговорот, по подсчетам М.И. Львовича и М.И. Будыко, вовлекается ежегодно несколько более 0,5 млн. км3 воды, испаряющейся с поверхности океана и суши. Из этого количества воды на сушу в виде осадков выпадает ежегодно около 107 тыс. км3. Эта влага на суше вовлекается в процессы выветривания, почвообразования и в. создание биомассы. На испарение с суши расходуется около 71 тыс. км3. Общий же сток воды с суши через реки со стороны континентов в Мировой океан составляет примерно 36 тыс. км3 в год. Вода поверхностного стока при этом выполняет огромную работу по эрозии, выщелачиванию, транспорту и нереотложению продуктов выветривания и почвообразования.
Сумма атмосферных осадков в течение года в разных частях земного шара варьирует весьма сильно. Есть территории абсолютных пустынь, в которых бывают периоды, когда в течение нескольких лет атмосферные осадки не выпадают совершенно. Таковы пустыни Чили и Перу, Сахара, пустыни Западного Китая. Засушливые территории на земном шаре составляют не менее 25% поверхности. На таких территориях обычно выпадает в течение года 20—50—100 мм осадков. Ho засушливость климата уже проявляется при количестве атмосферных осадков около 300—400 мм в год. Обширные пространства лесных областей умеренного и умеренно холодного поясов обоих полушарий получают ежегодно да 500—800 мм осадков. Во влажных субтропиках выпадает до 1500— 2500 мм осадков ежегодно. Во влажных тропиках экваториальных областей среднегодовое количество атмосферных осадков необычайно возрастает, достигая иногда 7—10 тыс. мм. Некоторые районы в дельте Ганга и Брамапутры получают до 14 тыс. мм осадков в год.
Наблюдается очень важная общепланетарная закономерность в распределении количества атмосферных осадков. Сумма осадков, выпадающих за год, резко возрастает от полюсов к экватору (табл. 11). В то же время в распределении атмосферных осадков на суше земного шара обнаруживается заметная асимметрия. Материки северного полушария в целом значительно суше, чем южные континенты. Материки северного полушария на аналогичных широтах получают иногда в полтора раза-меньше атмосферных осадков, чем суша южного полушария. Это объясняется асимметрией распределения площади суши в северном и южном полушариях и поэтому более океаническим характером климата Южной Америки, Южной Африки и Австралии по сравнению с Северной Америкой и в особенности с Евразией.

Роль атмосферных осадков в почвообразовании

Таким образом, осадки и тепло распределяются как бы параллельно, возрастая в направлении к субтропикам и экватору и уменьшаясь в направлении к холодным поясам и полярным областям земного шара. Это чрезвычайно важное обстоятельство в генезисе и географии почвенного покрова суши. Возрастающие температуры и среднегодовые количества атмосферных осадков с приближением к области субтропиков, тропиков и экватору способствуют интенсивному увеличению энергии минеральных, биологических и биохимических процессов почвообразования. Интегральная интенсивность почвообразовательных процессов в экваториальных областях, обеспеченных высокими температурами, высокой влажностью и огромным количеством фитобиомассы, во много раз (вероятно, на несколько порядков) превышает интенсивность почвообразовательных процессов в умеренных и холодных широтах.
Однако в распределении атмосферных осадков на суше земного шара имеются существенные отклонения от общепланетарной схемы. Эти отклонения создаются высотой местности над уровнем моря и конфигурацией горных сооружений, движением воздушных масс, циркуляцией атмосферы и морскими течениями на земном шаре. Горные цепи, расположенные вблизи морей, являются как бы местными ловушками атмосферных осадков.
Примером являются районы Черноморского побережья Кавказа или же предгорные районы юга Каспийского побережья в пределах Советского Союза и Ирана. В таких защищенных от холода и экранированных высокими горами районах создается влажный теплый субтропический климат, выпадающий из схем распределения атмосферных осадков и температуры на земном шаре.
В связи с общей циркуляцией атмосферы, направлением движения теплых и особенно холодных течений в Мировом океане, орографией материков наблюдается известная повторяемость в нарушении общепланетарной схемы распределения атмосферных осадков. Западные и юго-западные секторы континентов и даже океанических островов (например, Гавайских) оказываются значительно менее обеспеченными атмосферными осадками, являются более засушливыми, а во многих случаях пустынными. Таковы, например, западные и юго-западные части Северной и Южной Америки, Западной Африки, Юго-Западной Европы (полуострова Пиренейский и Апеннинский). Крайне малым, а иногда ничтожным количеством атмосферных осадков обеспечены глубинные, внутриконтинентальные части материков, удаленные от Атлантического или Тихого океана. Такие особенности характерны для центральной части Евразии, где от побережий Крыма и Каспийского моря и далее в глубину Цейтральной Азии обособилась самая обширная аридная пустынная область земного шара. То же наблюдается в центральных районах Африки и Австралии, которые характеризуются низким увлажнением. Аридные области континентов в общем образуют две мировые зоны на каждом полушарии в пределах широт 20—40°. Границы отдельных аридных областей на каждом континенте существенно варьируют (табл. 12).
Роль атмосферных осадков в почвообразовании

Итак, поступление тепла и света на сушу имеет выраженный поясный характер; об осадках этого сказать нельзя. Распределение осадков на суше приобретает пятнистое, концентрическое, иногда меридиональное направление и лишь в случае равнинности очень большого континента, каким является Евразия и Северная Америка, приближается к горизонтальному типу. Важным обстоятельством в оценке роли атмосферных осадков в почвообразовательном процессе и земледелии является характер их распределения по временам года.
Экваториальные и смежные с экваториальными областями зоны тропиков характеризуются наиболее равномерным в течение года распределением атмосферных осадков. То же можно сказать о секторах крупных континентов, которые находятся под непосредственным влиянием Атлантического океана и теплого течения Гольфстрим, например Западная и Центральная Европа. Здесь также в течение года наблюдается относительно равномерное распределение атмосферных осадков.
В большинстве остальных территорий земного шара распределение атмосферных осадков неравномерно. Области муссонного климата (Советский Дальний Восток, Япония и Юго-Восточная Азия и Индонезия) характеризуются резко выраженным летним максимумом атмосферных осадков. Здесь, таким образом, время максимального увлажнения и время максимальных летних температур совпадает, что существенно отражается на фотосинтезе, на интенсивности выветривания и на характере почвообразования.
Области Средиземья (Советская Средняя Азия, Дагестан, Крым, далее до границ Испании в Европе и северное побережье Африки и Аравийского полуострова), наоборот, характеризуются ясно выраженным зимним максимумом атмосферных осадков при относительно засушливом лете. Естественно, что динамика сезонных и годичных почвенных процессов здесь будет отличаться от динамики почвенных процессов в области муссонного климата. Климат русских степей характеризуется зимним максимумом осадков и нередко наличием второго летнего максимума. Бореальные, холодные и умеренно холодные районы обладают и зимним и летним максимумом. В поясе умеренного, умеренно холодного и холодного климата часть атмосферных осадков выпадает в виде снега.
Значение атмосферных осадков в жизни организмов, особенно растений, и в почвообразовательных процессах крайне велико. С атмосферными осадками, поступающими в почву, связаны растворение, выщелачивание и перенос подвижных соединений в пределах различных форм рельефа, а также перенос на дальние расстояния механических и химических осадков с водами поверхностного и подземного стока. Нужно иметь в виду, что грунтовые воды суши в условиях влажного климата питаются непосредственно атмосферными осадками. В дельтах и поймах рек значительное количество воды теряется на инфильтрацию и подпитывание грунтовых вод.
Благодаря атмосферным осадкам идут процессы гидролиза первичных минералов и формирования вторичных глинистых минералов. С атмосферными осадками выпадает на поверхность почвы не только пыль, но и окислы азота, аммиак, растворенная угольная кислота, а в индустриальных районах — микроэлементы, токсические соединения. Влага атмосферных осадков удерживается в почвенных горизонтах и используется растениями при фотосинтезе и для создания биомассы, которая в последующем является источником энергии и питательных веществ для животных и микроорганизмов. С осадками, таким образом, прямо и косвенно связаны процессы гумусообразования в почвах.
В конечном счете с движением воды связаны и процессы формирования основных генетических горизонтов почвы — гумусового, горизонтов разрушения, горизонтов накопления вещества, а также явления эрозии и переотложения смытого материала. Осадки влияют и на местный термический режим почв. Отсутствие снега или его слабый покров при холодных зимах в Центральной Азии и Сибири приводит к глубокому промерзанию почвенной толщи и даже к образованию вековой мерзлоты. Мощный снежный покров, выпадающий на незамерзшую почву, утепляет и защищает ее от промерзания. Все это, конечно, отражается на характере почвообразовательного процесса и сказывается на практике земледелия.
Роль атмосферных осадков в почвообразовании

Рисунки 23 и 24 хорошо иллюстрируют многостороннюю роль атмосферных осадков в почвообразовательных процессах. В аридных областях образуются почвы высокой карбонатности, малой гумусности, не очень богатые коллоидами и глинистыми минералами и поэтому с низкой поглотительной способностью. С возрастанием количества атмосферных осадков процессы выщелачивания почв усиливаются, повышается содержание гумуса и глинных минералов, возрастает поглотительная способность почв. Однако при избыточном увлажнении значительно увеличивается кислотность почв, разрушаются глинные минералы группы монтмориллонита и каолинита, снижается содержание гумуса, уменьшается поглотительная способность и развивается амфолитоидность почв.
С точки зрения обеспеченности суши влагой и особенностей почвообразования на земном шаре следует выделить следующие области: исключительно сухие — экстрааридные, в которых атмосферные осадки выпадают лишь в отдельные годы и не превышают 10—20 мм; засушливые — аридные, в которых количество атмосферных осадков составляет в год 50—150 мм; умеренно сухие — семиаридные, где величина атмосферных осадков составляет 200—400 мм; влажные — гумидные, с годовым количеством атмосферных осадков около 500—800 мм; избыточно влажные территории со среднегодовым количеством атмосферных осадков 1500—2000 мм и особенно влажные — супергумидные области с годовым количеством атмосферных осадков больше 3—5 тыс. мм.