Грунтовые и поверхностные воды как фактор почвообразования

По условиям увлажнения почвы разделяют на автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные.

Автоморфные почвы формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).

Полугидроморфные почвы формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).

Гидроморфные почвы формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Особая роль в формировании гидроморфных почв принадлежит грунтовым водам. Под грунтовыми водами понимают первый от поверхности горизонт воды, располагающийся в коре выветривания и имеющий в колодцах и скважинах постоянное водное зеркало. Этот горизонт воды обычно приурочивается первому водоупорному (водонепроницаемому) грунтово-геологическому образованию. Грунтовые воды питаются фильтрующимися из почвы атмосферными осадками или связаны с различными водоёмами ландшафта (реки, озёра, пруды и т. д.).

От грунтовых вод отличается верховодка, которая носит временный, сезонный характер. Часто она появляется во влажные периоды года в горизонтах почвы.

Значительно влияние грунтовых вод на ландшафтно-географическую обстановку, если они залегают ближе 3-4 м от поверхности почв. Прежде всего, грунтовые воды воздействуют на почвенный покров и растительность. Почвы с близким уровнем грунтовых вод могут обладать высоким плодородием. Известны богатые плодородные почвы пойм наших рек, широко используемые под травы, овощные культуры, кормовые растения. Но известны также переувлажненные заболоченные и засоленные почвы, непригодные без мелиорации к сельскохозяйственному использованию.

Влияние грунтовых вод на растения определяется многими факторами, и это влияние может быть как положительным, так и отрицательным. Растения угнетаются и гибнут, если в корнеобитаемом слое за счёт грунтовых вод повышается концентрация легкорастворимых солей или происходит заболачивание с развитием бескислородной обстановки и накоплением ядовитых закисных соединений железа и марганца. В естественных условиях территории с близким уровнем грунтовых вод имеют различный ландшафтный облик.

Уровень грунтовых вод, при котором начинается угнетение и гибель растений, называется критическим. В условиях умеренно-сухих и засушливых (при коэффициенте увлажнения менее 1,0) критическая ситуация возникает, главным образом из-за высокой минерализации грунтовых вод (более 0,5-1,0 г/л). Однако в прирусловых частях пойм и среди песчаных массивов грунтовые воды могут быть пресными и их негативное влияние в этих случаях определяется только возможным фактором заболачивания. Во влажных условиях при гидротермическом коэффициенте увлажнения более 1,0 повышение минерализации в водах встречается редко и их влияние на растения зависит от глубины залегания зеркала грунтовых вод.

Установлено, что при залегании грунтовых вод глубже 3-4 м их режим является нейтральным, индефферентным по отношению к растениям. При глубине грунтовых вод ближе 0,5-1,0 м от поверхности в большинстве случаев режим грунтовых вод оценивается как критический. Если грунтовые воды залегают на глубине от 0,5(1,0) до 3,0(4,0) м, то их режим в зависимости от степени минерализации воды может характеризоваться или как оптимальный, или как критический. Слабоминерализованные грунтовые воды (менее 0,5 г/л) в пределах этих глубин оказывают разное положительное влияние в зависимости от растений, а вода повышенной минерализации всегда действует негативно, но в разной степени, в зависимости от экологических особенностей растений и степени минерализации воды.

Уровень грунтовых вод непостоянен и подвержен сезонным и более длительным периодическим колебания. При этом изменение уровня тем резче, чем ближе зеркало грунтовых вод к поверхности. Резкие колебания уровня вод усиливают их неблагоприятное воздействие на корневые системы растений. Уровень грунтовых вод различен в разных природных зонах. Так, в тундре он практически совпадает с поверхностью, в пустынях находится на глубине 60-100 м.

При грунтовых водах повышенной минерализации или слабоминерализованных, но со щелочным составом, действует общее правило для всех растений: в зоне основного обитания корней не должна находиться капиллярная кайма, не должно происходить дессуктивно-выпотное накопление солей.

Химический состав грунтовых вод пойм и дельт варьирует в зависимости от общей физико-географической обстановки. Пресные, слабоминерализованные, но содержащие элементы питания, воды характерны для пойм и дельт рек в областях подзолистых, краснозёмных, тропических и субтропических почв, т. е. для влажных областей. Грунтовые воды сухих областей саванн, степей, полупустынь и пустынь отличаются повышенной минерализацией.

Большое ландшафтно-определяющее значение поверхностного гидроморфизма проявляется в поймах рек. Здесь формируется особая группа азональных образований – различные типы аллювиальных почв.

Одной из особенностей водно-аккумулятивных ландшафтов пойм и дельт, вызывающей значительные отклонения от общезональной географической обстановки, является периодическое затопление полыми речными водами. Полые воды резко изменяют водно-воздушный режим почв, питают грунтовые воды, откладывают значительные массы аллювия, органических и химических осадков, создают благоприятные условия для жизнедеятельности высших растений, водорослей, животных, микроорганизмов. В области сухих степей и пустынь полые воды смягчают климатическую обстановку, снижая температуру и повышая влажность воздуха и почв, способствуют произрастанию мощной деревянистой и травянистой растительности. По поймам рек растительность северных районов внедряется на юг. Реки же со стоком к северу способствуют продвижению южных ландшафтов дальше на север. Полые воды приносят в зоны вечной мерзлоты значительное количество тепла.

Периодические паводки в поймах и дельтах рек сухих территорий поддерживают опресненность (обессоленность) почвенного покрова и грунтовых вод. Накапливаемые в сухой сезон легкорастворимые соли вымываются паводковыми водами. После прекращения паводков за счёт транспирации грунтовых вод происходит накопление солей в почвенной толще. Этот процесс часто наблюдается после строительства гидроузлов и плотин. Полное прекращение паводков приводит к деградации почвенного и растительного покрова, к засолению, осолонцеванию и слитогенезу (переуплотнению) почв.