Поиск

Совместное влияние атмосферных осадков и температуры
28.10.2015

Ранее было раздельно рассмотрено влияние атмосферных осадков и температуры на интенсивность и направление почвообразовательных процессов. Ho в действительности увлажнение, тепловой режим, сток и испарение действуют совместно. Поэтому при изучении и при оценке роли климата как фактора почвообразования необходимо одновременно учитывать роль атмосферных осадков, тепла и расхода влаги на испарение.
В. В. Докучаев одним из первых оценил совместное значение соотношения атмосферных осадков и тепла в почвообразовании. Г.Н. Высоцкий в 1910 г. развил это положение Докучаева и выступил с предложением оценивать почвообразующее значение климата по соотношению атмосферных осадков и испаряемости. Позже оценкой совместного влияния атмосферных осадков, температуры и потенциальной испаряющей способности на почвообразование занимались Б.Б. Полынов, Р. Лянг, Г. Пенни и др.
Весьма удобным в приложении к почвоведению и земледелию является коэффициент увлажнения (К). Этот коэффициент представляет собой отношение количества атмосферных осадков к величине испаряемости и вычисляется, по предложению Н.Н. Иванова, помесячно и за год. Оптимальные величины коэффициента К близки к единице. В переувлажненных областях К больше единицы, в засушливых — значительно меньше.
Можно различать по уровню коэффициента увлажнения К следующие фации:

Совместное влияние атмосферных осадков и температуры

В последние годы В. Р. Волобуев разработал концепцию гидротерморядов и установил общепланетарную связь между атмосферными осадками, среднегодовыми температурами, радиационным балансом, испаряемостью и особенностями почвенного покрова. Эти соотношения хорошо иллюстрируются графиком (рис. 25), заимствованным у Волобуева.
Совместное влияние атмосферных осадков и температуры

Главные группы почв соответствуют определенным соотношениям между осадками и температурой. При этом различаются две основные категории почв.
1. Почвы, в которых биологические процессы более или менее подавлены. Это сероземы, почвы пустынь, а также почвы тундры; все они образуются в областях низкого увлажнения (меньше 500 мм в год), но расположены в самых различных термических поясах.
2. Почвы, тяготеющие к теплым и тропическим поясам земного шара, бурые лесные почвы, желтоземы, красноземы и латериты. Эти почвы имеют сравнительно резко ограниченные термические условия и весьма широкий диапазон колебаний в количестве атмосферных осадков (от тысячи до нескольких тысяч миллиметров в год). Формирование почв субтропических и тропического поясов земного шара обязано в огромной мере высокой температуре, которая при достаточном увлажнении способствовала глубокой степени выветривания первичных минералов почвы.
Совместное влияние гидротермических условий хорошо прослеживается на растительности, на биологической продуктивности и на гумусообразовании. Оптимальные условия для фотосинтеза и продуктивности фитобиомассы создаются при определенных отношениях атмосферных осадков, температуры и потенциальной испаряемости.
Разложение и гумификация органического вещества также являются функцией совместного, влияния увлажнения и температуры. Об этом можно судить по данным опытов П.С. Костычева, обработанным В.Р. Волобуевым. Наиболее полное разложение органического вещества, до 90% от исходной массы, создается при влажности порядка 60—65% и температуре 45—50°. Если влажность и температура выходят за эти пределы, то процесс минерализации органического вещества задерживается. Происходит накопление органического вещества в виде торфа, гумуса и т. д.
Из данных гидрометеорологии и физики почв известно, что величины температуры и влажности верхних горизонтов почв всегда меньше указанных пределов. Поэтому в почвах создаются обычно условия для неполной минерализации органического вещества, что и ведет к накоплению гумуса. О зависимости содержания гумуса в почвах от гидротермических условий можно судить по рис. 26, где приведены данные И.В. Тюрина и его сотрудников для условий России. Максимальное содержание гумуса, порядка 80 кг/м3, обнаруживается лишь в определенных группах черноземов, там, где коэффициент увлажнения приближается к единице. При других соотношениях увлажнения и температуры содержание гумуса в почвах резко уменьшается.
Совместное влияние атмосферных осадков и температуры

В тех случаях, когда происходит параллельное возрастание среднегодовых температур и количества атмосферных осадков, при однородных горных породах, рельефе и сходном возрасте создаются условия для относительно более глубокого и интенсивного выветривания почвообразующих пород, для формирования глинистой фракции (рис. 27), для выщелачивания и развития кислотности (рис. 28).
Суммарный эффект совместного влияния осадков и температуры на почвообразование очень сложен. Многое зависит от сочетания гидротермических условий и почвенно-геохимической обстановки местности и особенно от соотношения приходных и расходных статей в балансе веществ, вовлеченных в почвообразовательный процесс. На плато в условиях умеренно влажного или умеренно теплого климата будут формироваться почвы глубокого профиля, большой выветренности и выщелоченности, значительной глинистости, с развитым гумусовым горизонтом и высокой поглотительной способностью. При тех же температурах и влажности, но в условиях аккумулятивного рельефа, с плохим естественным дренажем и затрудненным оттоком, почвообразовательный процесс будет иметь совершенно другой характер. Здесь будут развиваться процессы заболачивания и оглеения, торфообразования, накопления вторичных минералов, окислов железа, марганца и т. д.
Совместное влияние атмосферных осадков и температуры

Именно такой значительной разницей в почвообразовательном эффекте осадков и температуры в зависимости от рельефа и геохимического баланса местности объясняется тот факт, что во влажных тропиках и субтропиках красноцветные аллитные почвы существуют лишь на повышенных плато, а на низменных равнинах и в депрессиях образуются слитые черные или торфяно-болотные почвы и железистые латериты. He менее сильная разница в почвообразовании будет при условиях сухого климата на платообразных равнинах и в обширных депрессиях. В этом случае в депрессиях будут формироваться монтмориллонитовые и иллитовые глины, гумусные, карбонатные, луговые, щелочные или сильнозасоленные почвы, иногда соляные или известково-гипсовые коры. В таком же сухом климате, при тех же величинах осадков и температуры, но на плато будут образовываться малогумусные, незасоленные или остаточно засоленные почвы не очень большой мощности.
Простое сведение почвообразовательного процесса только к его зависимости от тех или иных соотношений температуры и атмосферных осадков в современном климате, конечно, будет недостаточным и может привести исследователя к ошибочным заключениям.
Одной из важнейших особенностей гидротермических условий является их сезонный и суточный ритм и режим. Существует ритм световой и температурный в течение дня; в средних и высоких широтах отчетливо различаются времена года и смены теплых сезонов холодными, дождливых засушливыми. В климате земного шара и отдельных территорий отчетливо выявляются 11-летние, 25-летние и 100-летние периодические колебания притока тепла и количества атмосферных осадков. Все эти пульсирующие ритмические явления суточных, сезонных и многолетних колебаний влажности, света и тепла, поступающих на Землю, отражаются в суточных, сезонных, годичных и многолетних циклах динамики почвообразовательного процесса.
Оценивая роль температуры и атмосферных осадков в почвообразовательном процессе, надо всегда стремиться установить главные вариации и основные направления смен водно-термического режима на территории, где изучается почвенный покров. При оценке почвообразующего эффекта климата кроме осадков и температуры огромное значение имеет характер их распределения и особенно продолжительность морозных, теплых, дождливых и бездождных периодов. Эти показатели значительно варьируют на земном шаре. Характер растительности, биомасса, формирование почвенного гумуса, степень выщелоченности или засоленности почв тесно связаны с этим явлением.