 |
Климат почв и его составляющие
|
|
|
|
Климат почв может быть рассмотрен как совокупность постоянно совершающихся в ней физических процессов, формирующихся под воздействием природных и антропогенных факторов. Первыми составляющими климата почвы являются тепловой, водный и воздушный режимы, подчиняющиеся макроклиматической ритмичности и особенностям мезо - и микроклимата.
Физические процессы фазовых переходов почвенной влаги (испарение, конденсация, льдообразование) определяются температурой влажностью и давлением, а также их внутрипочвенными градиентами и градиентами в системе приземный слой воздуха-растение-почва, В соразмерности почвенного тепла и влаги находят количественное выражение тепло - и влагообеспеченность почвы - основные параметры оценки ее климата в его практическом приложении.
Рис. 1. Континентальность климата по Н.Н. Иванову (Шашко, 1967).
Важным показателем климата почв является степень суровости зимних почвенных условий, определяющих возможность перезимовки сельскохозяйственных культур и интенсивность процессов педо - криогенеза. Существенной характеристикой климата почв является его континентальность, определяемая не только годовой амплитудой температур на глубине 0,2 м, но и величиной внутри-почвенных градиентов (рис.1).
Оценка перечисленных параметров климата почв необходима для уточнения диагностики и классификации почв, природно-агрономического районирования, районирования сортов сельскохозяйственных культур, разработок планов землепользования в хозяйствах, приемов агротехники и мелиорации.
В качестве основных критериев оценки приняты: для теплообеспеченности почв - сумма активных (выше 10°С) температур почвы на глубине 0,2 м (рис.2.); для влагообеспеченности - запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы в начале и конце вегетационного периода (выше 5°С среднесуточных температур), а также гидротермический коэффициент почвы и вероятность почвенной засухи.
|
|
|
Рис. 2. Сумма активных температур почвы на глубине 0,2 м. (Герасимова и др., 2000)
Рассмотрение почвенно-климатических условий на территории СССР (Димо, 1985) в зонально-провинциальном и природно-сельскохозяйственном аспектах позволило отметить следующие закономерности в пространственном их изменении.
По всем зонам Нечерноземной полосы России наблюдается снижение сумм активных температур почв, а следовательно, их теплообеспеченности в направлении с запада на восток и нарастание сумм отрицательных температур, морозоопасности и континентальности почвенного климата в том же направлении.
Теплообеспеченность почв Нечерноземья изменяется от весьма слабой (400-800°С) суммы активных температур выше 10°С на глубине 0,2 м в Северо-Восточной провинции лесотундровой северо-таежной зоны глееподзолистых и мерзлотно-таежных почв до выше средней (2100-2700°С) в Белорусской и Дальневосточно-Амуро-Уссурийской провинциях южно-таежной зоны дерново-подзолистых почв.
Соответственно, условия суровости зимних почвенных условий меняются от очень холодных крайне морозоопасных (-2000°С ниже) сумм отрицательных температур на глубине 0,2 м в Северо-Восточной провинции лесотундровой северо-таежной зоны до умеренно-теплых умеренно морозоопасных - 100-50°С сумм отрицательных температур в Прибалтийской и Белорусской провинциях южно-таежной зоны.
Снижение сумм активных температур почв происходит параллельно уменьшению количества осадков за вегетационный период, что в совокупности приводит к снижению расхода почвенной влаги за счет суммарного испарения. Пространственное изменение запасов продуктивной влаги отражает сопряженность между суммами активных температур почвы, количеством осадков и суммарным испарением, но зависит в равных условиях растительного покрова от физических свойств почв и подстилающих пород, определяющих специфику почвенного климата. Особое значение здесь приобретает наличие вечной мерзлоты.
|
|
|
Влагообеспеченность почв изменяется на территории Нечерноземья от избыточной - при запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы более 200 мм, ГТКП - 1,5 и отсутствии вероятности почвенных засух во всех провинциях лесотундровой северотаежной и среднетаежной (подзолистых и мерзлотно-таежных почв) зон, за исключением почв Центральной Якутской провинции, где влагообеспеченность достаточна (200-150 мм; ГТКП - 1,5-1; вероятность почвенных засух менее 25%) в начале вегетационного периода и недостаточна в конце (150-100 мм; ГТКП - 1_ 0,5; вероятность почвенных засух - 25-50%).
Следует отметить, что в Белорусской и Центрально-Якутской провинциях расход влаги на испарение превышает количество осадков, выпадающих в вегетационный период, и к концу его создается дефицит продуктивной влаги в метровом слое почвы по сравнению с его запасом перед началом вегетационного периода. В почвах Средней Сибири начальный запас равен конечному. Количество осадков соответствует суммарному испарению.
Лимитирующим успешное возделывание сельскохозяйственных культур фактором территории Нечерноземья, характеризующейся гумидными условиями почвообразования, является, за исключением Европейской территории южно-таежной зоны (подзоны) дерново-подзолистых почв, недостаток тепла не только приземного слоя воздуха, но главным образом тепла почвы, ее теплообеспеченности и условий перезимовок. Особенно остро этот фактор проявляется на севере и северо-востоке страны, в области распространения мерзлотных (криогенных) почв на многолетнемерзлых породах.
Иные соотношения параметров почвенного климата сформировались в условиях полуаридной, аридной и влажно-субтропической областей СССР. Основным фактором, лимитирующим успешное возделывание сельскохозяйственных культур на территории, расположенной южнее Нечерноземной полосы (за исключением влажных субтропиков), является влага, поэтому оценка влагообеспеченности почв здесь является первоочередной.
|
|
|
Вместе с тем было бы неправильным оценивать этот фактор в отрыве от второго, не менее значимого фактора - тепла и теплообеспеченности почв. Теплообеспеченность почв лесостепной, степной сухостепной, полупустынной и пустынной зон снижается в направлении с запада на восток, что выражается уменьшением сумм относительных и активных температур почвы. В том же направлении наблюдается нарастание сумм отрицательных температур, морозоопасности и континентальности почвенного климата.
Теплообеспеченность почв лесостепной, степной, сухостепной, полупустынной и пустынной зон снижается в направлении с запада на восток, что выражается уменьшением сумм положительных и активных температур почвы, В том же направлении наблюдается нарастание сумм отрицательных температур, морозоопасности и континентальности почвенного климата. Снижение сумм активных температур почв, так же как и в Нечерноземной полосе, происходит параллельно уменьшению количества осадков за вегетационный период, что в совокупности приводит к снижению расхода почвенной влаги за счет суммарного испарения. Пространственное изменение запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы отражает сопряженность между суммами активных температур почвы, количеством осадков и суммарным испарением в вегетационный период.
Теплообеспеченность почв наибольшая в Среднеазиатской провинции субтропической пустынной зоны серо-бурых и такыровидных почв, песков и такыров и оценивается как весьма высокая (5600-7200°С). Наиболее низкая - ниже средней (1200-1600°С) теплообеспеченность в Среднесибирской провинции лесостепной зоны серых лесных почв, оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов.
Суровость зимних почвенных условий наиболее выражена в Восточно-Сибирской провинции степной зоны обыкновенных и южных черноземов, где они оцениваются как холодные морозоопасные (2000-1000°С ниже нуля). Теплые неморозоопасные условия характеризуют почвы субтропической лесной зоны желтоземов и красноземов (от 50° сумм отрицательных температур почвы до 0°с).
|
|
|
Избыточному увлажнению подвержены почвы Западно-Грузинокой провинции этой зоны (более 200 мм запасов продуктивной влаги в вегетационный период в метровом слое почвы), за исключением красноземов, водопрочная структура которых обеспечивает хорошую их водопроницаемость.
Достаточным увлажнением как в начале, так и в конце вегетационного периода характеризуются почвы Среднерусской провинции лесостепной зоны (200-150 мм). Крайняя степень необеспеченности влагой (сухо в течение года) отмечается в Арало-Балхашской провинции пустынной зоны серо-бурых почв, песков и солончаков и в Средне-Азиатской провинции субтропической пустынной зоны южных серо-бурых такыровидных почв, песков и тыкыров.
Заключение
Климат как фактор почвообразования сложен, его воздействие на почвы многообразно. С климатом связаны энергетика почвообразования, тепловой и водный режим почв, продолжительность промерзания распределение типов почв по поверхности земли.
Для понимания происходящих в почвах процессов большое значение имеют климатические показатели к ним относят агроклиматические показатели вегетационного периода и среднегодовые общеклиматические показатели. Солнечная радиация и влажность климата устанавливают постоянный тепло и влагообмен между почвой и атмосферой. Зная вид климата можно многое сказать о типе почвы данной территории.
Литература
1. Герасимова М.И., Алябина И.О., Урусевская И.С., Шоба С.А., Таргульян В.О. Методические подходы к картографической оценке климата как фактора почвообразования // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 2000. № 4. С.9-14.
2. Димо В.Н. климат почв и его составляющие на равнинной территории СССР // Климат почв: Сб. науч. тр. / АН СССР. науч. центр биол. исслед. Ин-т почвоведения и фотосинтеза и др.; Почв. ин-т им.В. В. Докучаева Пущино, 1985. - 180 с.
. Иенни Г. Факторы почвообразования. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1948.348 с.
. Шашко Д.И. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, 1967.335 с.
|
|
|
