Podmínky tvorby půdy. Permafrost-tajga půdy – jedná se o půdy vzniklé na permafrostových horninách, převážně hlinitého granulometrického složení v podmínkách chladného klimatu (průměrné roční teploty jsou záporné (-2, –4 0 C); v mimokontinentálních podmínkách až -16 0 C) pod světlou jehličnatou tajgou a vyznačují se profil typu A – Bg-C (Cg). V permafrost-tajgových půdách dochází k povrchové akumulaci kyselého hrubého humusu, který má vysokou pohyblivost, a amorfních hydroxidů železa.
Specifickým rysem klimatu oblasti permafrost-tajgy boreální zóny je, že teploty půdy v nejteplejším měsíci roku jsou vždy nižší než teplota vzduchu. To platí i pro součet aktivních teplot. Půdy permafrost-tajgy se tvoří především pod modřínovou tajgou (sibiřský a daurský modřín) s půdním pokryvem keřů (Ledum, brusinka, borůvka aj.).
Geneze a klasifikace. Vlastnosti a struktura půdního profilu. V současné době existují tři typy půd zmrzlé tajgy: glejové půdy zmrzlé tajgy; neglejové půdy zmrzlé tajgy (homogenní kryozemě) a zmrzlé světlé půdy.
Permafrost-tajga půdy s blízkým permafrostem (50-60 cm) a dostatečně velkým množstvím srážek mají nejčastěji glejový profil.
Severní Jakutsko se vyznačuje následující strukturou permafrost-tajgy glejových půd: podestýlka 5-7 cm silná, přímo pod ní je podmáčený glejový Bg horizont;
Permafrost-tajga neoglejené půdy se vyvíjejí pod řídkou utlačovanou modřínovou tajgou na široké škále půdotvorných hornin. Na rozdíl od glejových tajgových půd musí být předpokladem jejich vzniku absence stagnující vláhy. To může být usnadněno aktivním bočním vnitrozemním tokem obohacujícím půdní roztoky kyslíkem a přítomností sítě kryogenních trhlin nebo kamenných polygonů vytvářejících další drenáž.
Plavé zmrzlé půdy Na rozdíl od zmrzlých tajgových (glejových a neglejových) půd vznikají v podmínkách ultrakontinentálního chladného klimatu. Oblast jejich rozšíření zaujímá pás předtundrových světlých lesů v severní a střední subzóně tajgy. Nejtypičtějším vegetačním krytem jsou lišejníkovo-keřové modřínové lesy a houštiny borovice zakrslé.
Ekonomické využití.
Oblasti permafrost-tajgy, včetně bledě žlutých půd (stejně jako tundrové glejové půdy) jsou především základem pro chov sobů, lov a komerční zemědělství a kožešinové farmy. Půda permafrost-tajgy je často složena z mechů a lišejníků (spolu s keři a keři), takže se používají jako sobí pastviny. Kromě toho obsahují velké plochy modřínových lesů – významných dodavatelů komerčního dřeva.
V oblastech, kde v půdním pokryvu převládají půdy permafrost-tajgy, je třeba hledat půdu pro zemědělský rozvoj na svazích jižní expozice a v místech chráněných před prouděním studeného vzduchu. Při dostatečné aplikaci hnojiv a správném systému péče zde lze dosáhnout poměrně stabilních výnosů zeleniny a pícnin.
5 Podmínky tvorby půdy v půdách zóny tajga-les.
Podmínky tvorby půdy v půdách tajgy-lesní zóny. Boreální pás na území Eurasie zaujímá přes 11 milionů km2. Půdy tohoto pásu pokrývají významnou část severní Kanady a severních Spojených států. Na území Ruska a Běloruska zahrnuje západní luční stepi, střední tajgu-les, východosibiřskou permafrost-tajgu a dálněvýchodní tajgu-louko-lesní oblasti.
Většinu boreálního pásu, 52 % území SNS (asi 1150 milionů hektarů), zabírá zóna tajgy-les, která na severu hraničí s tundrou a na jihu s lesostepním pásmem. Dělí se na tři podzóny: severní tajgu s glejově-podzolickými půdami, střední tajgu s podzolickými půdami a jižní s podzolovými půdami. Jižní podzóna tajgy zahrnuje území Běloruska.
Přírodní podmínky zóny v jejích různých částech jsou různorodé, což je vysvětleno šířkově-zonální variabilitou klimatu, změnami půdotvorných hornin a tvarů terénu, které určují charakter vegetačního krytu a diverzitu půdy.
podnebí. Klima zóny je mírně chladné, charakterizované kontinentalitou v oblastech západní a východní Sibiře, s monzunovým charakterem Rodičovské skály. Nejčastěji se jedná o glaciální (karbonátové a nekarbonátové morénové hlíny) a fluvioglaciální (fluvioglaciální) uloženiny, které jsou v Bělorusku zastoupeny písky, písčitými hlínami a vzácněji hlíny. Kromě nich část jeho území zabírají spraše
Vegetace. Převládajícím typem vegetace je lesní porost. Půdy. Rozmanitost přírodních podmínek určuje rozmanitost půdního pokryvu. Společnými rysy půd této zóny jsou podmáčení, kyselá reakce, obohacení o seskvioxidy a nízký obsah humusu.
Kryogenní půdy – Jedná se o rozsáhlou skupinu různých typů půd vzniklých v podmínkách kryogeneze, jejichž společným diagnostickým znakem je přítomnost vrstev permafrostu v té či oné hloubce od povrchu v podložních půdách. – „permafrost“. V tomto případě se horniny permafrostu uzavírají (splývají) v půdním profilu s vrstvou sezónního mrazu-rozmrazování. Do této skupiny nepatří půdy se sezónním promrzáním, včetně dlouhodobého sezónního promrzání, pokud nejsou podloženy půdami permafrostu. Je důležité zdůraznit, že všechny kryogenní půdy jsou sezónně zmrzlé od povrchu až po vrstvu permafrostu a v létě rozmrzají do určité hloubky, která určuje tloušťku moderní půdotvorné vrstvy (ve vrstvě permafrostu nedochází k tvorbě půdy ). Tato každoročně rozmrzající vrstva kryogenních půd se nazývá aktivní vrstva nebo vrstva sezónního zmrazování-rozmrazování.
Kryogeneze – toto je geneze (vzdělávání, rozvoj a evoluce) půdy pod vlivem permafrostu.
Na rozdíl od pojmů „kryogenní půdy“ a „kryogeneze“ jsou pojmy „kryogenní (permafrost) procesy“ a „kryogenní (permafrost) fenomény“ používány šířeji a pokrývají celý komplex procesů a jevů spojených s dlouhodobým , včetně sezónních, zamrzání půd a půd. Kryogenní (permafrost) procesy probíhají řekněme v dlouhodobých sezónně zamrzlých glejově-podzolových půdách severní tajgy nebo v sezónně zamrzlých šedých lesních půdách lesostepí evropské části SSSR, ale to nečiní takový půdy „kryogenní“ a nesouvisí s pojmem „kryogeneze“.
Kryogenní půdy jsou v zásadě půdy vysokých zeměpisných šířek a vysokých hor nebo obecněji půdy periglaciálních a postglaciálních oblastí. V Asii však jejich jižní hranice klesá poměrně daleko do středních šířek (místy až 48° severní šířky). Území, kde jsou běžné permafrostové půdy, a tedy kryogenní půdy, tvoří téměř 2 5 % celé neledovcové pevniny Země a přibližně polovinu rozlohy SSSR (obr. 10). Nejtypičtější a nejrozšířenější jsou v arktické a subarktické zóně, stejně jako ve východní sibiřské a západokanadské části boreální zóny; v horách jsou charakteristické pro subnivální a nivální zóny. V Antarktidě je jejich rozšíření extrémně omezené kvůli zanedbatelné ploše neledovcové půdy v této oblasti. V nejobecnější podobě lze říci, že jižní hranice kryogenních půd probíhá podél nulové izotermy průměrné teploty vzduchu za rok.
Vliv permafrostu na tvorbu půdy je extrémně mnohostranný. V kryogenních půdách se projevuje zejména systematickým mechanickým narušováním, deformací půdního pokryvu a tvorbou specifických forem zmrzlého nano- (mikro)reliéfu, polytonalitou půd.
Nejvýznamnější důvody pro vznik polygonálních struktur jsou následující: 1) stlačení zemin při zmrazování a rozmrazování; 2) třídění materiálu, vytlačování velkých částic na povrch; 3) vývoj žil a čoček podzemního ledu (S.P. Kachurin, 1960).
Při tvorbě kryogenních forem mikroreliéfu (obr. 11) je zaznamenán následující sled procesů (B.N. Dostovalov, V.A. Kudryavtsev, 1967): 1) praskání (mrazem nebo v důsledku vysychání) jemných půd tvořících vrstvu sezónního tání; 2) zamrznutí sezónně rozmrzlé vrstvy a v důsledku toho vytvoření uzavřených systémů obklopených zmrzlou částí půdy; 3) vývoj v uzavřených systémech napětí, deformací a někdy i ruptur. Tyto procesy vedou ke vzniku různých polygonálních forem mikroreliéfu: „skvrnité tundry“, „medailónové skvrny“, „kamenné věnce“, „varné hrnce“ atd.
Kromě skvrnitých forem mikroreliéfu jsou v Subarktidě rozšířeny tuberkulární a tuberkulární útvary, jejichž vznik je spojen s procesy zvedání.
Zvedání půdy tzv. nerovnoměrný nárůst jejich objemu při promrzání, ke kterému dochází jak v důsledku zvýšení objemu vody přítomné v půdě o 9 % při její krystalizaci, tak v důsledku zamrzání nových objemů vody migrujících zvenčí do uvažovaného objemu půdy. libru a na mrazivou frontu. V písčitých půdách se vlhkost hromadí v malých množstvích, takže prakticky nepodléhají zvedání. A naopak v hlinitých a zejména jílovitých půdách dochází poměrně intenzivně k migraci vody na mrazovou frontu a její následné expanzi. Proto jsou procesy zvedání nejrozšířenější na těžkých půdách v nejvlhčích podmínkách.
Procesy tvorby tuberkul a vzdouvajících se tuberkul a odpovídající povrchové skvrny jsou v zamrzlých oblastech komplikovány jevy solifluction – plynulost libry podél svahu. Převlhčení vrstvy půdy v období jaro-letního tání vede k tomu, že aktivní vrstva půdy získává konzistenci tekutého písku a vlivem gravitace klouže po povrchu horizontu permafrostu. Soliflukční procesy s fenoménem úzce souvisí tixotropie. Hlavní roli při vytváření tixotropní struktury kryogenních půd hrají gely koloidní kyseliny křemičité, její komplexní sloučeniny s hydráty železa a hliníku a mobilní huminové látky (Yu. A. Liverovsky, 1965).
Kromě kryogenních deformací půdního profilu v důsledku praskání a vzdouvání, promíchávání a přemisťování půdních mas ve zmrzlých půdách intenzivně probíhají také procesy sezónní migrace vlhkosti a zvětrávání a v ní rozpuštěných půdotvorných produktů na chladnější frontu. Vlivem teplotního gradientu v zimě je pozorována vzestupná migrace roztoků a zvýšení obsahu vodorozpustných látek v chladnějších povrchových půdních horizontech, v létě stékají do zamrzlé části půdního profilu. .
Vliv podložní permafrostové vrstvy se projevuje i tím, že slouží jako vodonosná vrstva, uzavírá půdní profil zespodu, komplikuje vnitrozemní odvodnění, způsobuje podmáčení a gleje půdy a podporuje hromadění humusu a dalších půdotvorných látek. produkty v nadpermafrostovém horizontu.
Z hlediska role permafrostu v půdní vlhkosti je důležité oddělit jeho dva typy: „ledový“ a „suchý“ permafrost. V prvním případě hornina nebo půda (hlavně hlinité a jílovité granulometrické složení) obsahuje velké množství ledu (až 50-70 % objemu). Právě tento druh permafrostu slouží jako faktor zamokření půdy. V písčitých a štěrkových ložiscích lze díky nízkým zásobám vlhkosti pozorovat záporné teploty bez nahromadění významného množství ledu (pouze omezený počet krystalů podél trhlin a pórů). Tento „suchý“ permafrost zajišťuje dobré odvodnění půdy a nemůže vytvářet podmínky pro zamokření.
Nízké nebo záporné teploty v profilu kryogenních půd určují převahu fyzikálního zvětrávání nad chemickým zvětráváním a nízkou rychlost rozkladu organických zbytků. Produkty zvětrávání horninového podloží v oblastech permafrostu se vyznačují fragmentací a obohacením ve slabě rozložené organické hmotě.
Obecné vlastnosti kryogenních půd jsou: 1) teplotní a vodní režimy typu permafrost; 2) nízká rychlost a kapacita biologického cyklu látek; 3) obsah rašeliny a hrubého humusu v organických horizontech; 4) slabá diferenciace minerální části profilu na genetické horizonty; 5) přítomnost známek kryogenní deformace a kryoturbace v profilu (polygonalita, tuberkulace a skvrnitost povrchu, mrazové štěpení, kryogenní diferenciace kosterního materiálu atd.); 6) kryogenní struktura; 7) kryogenní koagulace produktů zvětrávání a tvorby půdy.
Zdroj: Půdověda část 2. Kovda. S49-73 (je zde více informací o každém typu kryogenní půdy, pokud je náhle potřebujete)
Tvorba půdy v městských podmínkách: změny klimatu, reliéf, půdotvorné horniny, vegetace, půdní biota. Komplex elementárních půdotvorných procesů v městských oblastech.
V pedologii je potřeba porozumět důležitosti studia té povrchové vrstvy městské oblasti, která se až dosud nazývala půda-půda, městská půda nebo jednoduše země. V posledních letech byly identifikovány dva koncepční přístupy k sypkým substrátům ve městech:
1. Městská půda není půdou z pohledu klasické dokučajevské pedologie, je to půda, předmět studia inženýrských geologů. V lepším případě jsou ve městě půdy rozmístěny pouze v lesoparcích a městských lesích – a pouze tam je místo, kde pracují půdní vědci.
2. Městská půda je půda, kterou nelze vždy určit z tradičních půdně-genetických pozic, protože hlavním faktorem při tvorbě půdy v obydlených oblastech, a zejména ve městech, je antropogenní faktor.
Městská půda je bioinertní vícefázový systém skládající se z pevné, kapalné a plynné fáze s nepostradatelnou účastí živé fáze; plní určité environmentální funkce. Půdy ve městě žijí a vyvíjejí se pod vlivem stejných půdotvorných faktorů jako přírodní půdy, rozhodující se zde však stává faktor antropogenní.
V širokém smyslu je městská půda jakákoli půda, která funguje v městském prostředí. V užším smyslu tento pojem implikuje specifické půdy vzniklé lidskou činností ve městě. Tato činnost je spouštěčem i stálým regulátorem tvorby městské půdy.
V současné době je přijímána následující definice:
Městské půdy – jedná se o antropogenně modifikované půdy, které mají povrchovou vrstvu o tloušťce větší než 50 cm vytvořenou v důsledku lidské činnosti, získanou smícháním, sytím, zakopáním nebo znečištěním materiálu městského původu, včetně stavebního a domovního odpadu.
Společné rysy městských půd:
• matečná hornina – objemné, aluviální nebo smíšené půdy nebo kulturní vrstva;
• zařazení stavebního a domovního odpadu do horních horizontů;
• neutrální nebo alkalická reakce (i v lesní oblasti);
• vysoká kontaminace těžkými kovy (HM) a ropnými produkty;
• speciální fyzikální a mechanické vlastnosti zemin (snížená vlhkostní kapacita, zvýšená objemová hmotnost, zhutnění, skalnatost);
• růst profilu směrem nahoru v důsledku neustálého zavádění různých
materiály a intenzivní eolické postřiky.
Charakteristický pro městské půdy Urbický diagnostický horizont (od slova urbanus – město) – specifický horizont městských půd.
Urbický horizont – povrchová organicko-minerální hmota, smíšený horizont, s urbanisticko-antropogenními inkluzemi (více než 5 % stavebního a domovního odpadu, průmyslový odpad), o mocnosti více než 5 cm.
Charakteristika urbického horizontu:
• Umístění a stáří – vznikly ve městech a obcích po staletí, ale mohou být navrženy při tvorbě trávníků, náměstí atd.
• Půdotvorným materiálem je kulturní vrstva, objemné nebo smíšené půdy a fragmenty (úlomky) přírodních půd.
• Barva – různé odstíny tmavě hnědých tónů.
• Build – volná, vrstvená; horní část je překomprimovaná z důvodu zvýšené rekreační zátěže.
• Granulometrické složení – převážně světlé nebo odlehčené díky inkluzím.
• Struktura je špatně vyjádřená.
• Skalnatost – kvůli stavebnictví a inkluzím domácností.
• Charakterizován vzestupným růstem horizontu v důsledku prachového spadu z atmosféry a antropogenního vstupu materiálu.
• Existuje vysoká variabilita vlastností v horizontu z hlediska textury, hustoty, množství inkluzí a chemických vlastností.
• Hodnota pH je přednostně vyšší než 7.
• Obsah humusu kolísá, ale je často vysoký (5-10 %), složení humusu je často humátové, převažuje 2. frakce huminových kyselin.
Podmínky a faktory vzniku městských půd
Klimatická specifika. Rozdíly v klimatu města a jeho okolí někdy dosahují posunu zeměpisné šířky o 200-300 km na jih. V atmosféře se vytvářejí ostrovy tepla a prachu, které výrazně ovlivňují teplotu vzduchu a srážky. Centrum města je v průměru teplejší než jeho okraje a přilehlé oblasti. Denní kolísání teplot ve městě není tak výrazné jako v okolí. Teplota vzduchu v Paříži je tedy vyšší než v okolí, v průměru o 2°C za rok, v New Yorku (občas) o 10-15°C. Zvýšení hustoty zástavby a dlažby z 20 na 50 % zvyšuje rozdíl maximálních letních teplot v centru a přilehlých částech města z 5 na 14°C. Horká skvrna nad městem je také zaznamenána v denních minimálních teplotách.
Díky „utěsnění“ povrchu většina srážek obchází půdní těleso a intenzivní zahřívání povrchů asfaltu a městských struktur přispívá k přehřívání půdy. Zvýšená konvekce v atmosféře města, stejně jako technogenní prach, vedou ke zvýšení počtu bouřek nad městem, zvýšení intenzity přeháněk a celkového množství srážek. Zimní srážky mohou dosáhnout 150%, léto – 115% normálu. Roční množství srážek se v Moskvě zvýšilo o 25 %, což je úměrné vlivu záměrného ovlivnění oblačnosti. Povrchový odtok urbanizovaného území je dvakrát vyšší. Všechny tyto okolnosti dělají z průmyslových měst centra plošné a roklinové eroze, a to i tam, kde se dříve neobjevovala.
Reliéf. Lidská hospodářská a stavební činnost v průběhu mnoha staletí výrazně změnila přírodní topografii.
• zánik sítě úžlabí;
• vytvoření nového reliéfu (např. terasování nebo odříznutí tloušťky povrchu);
• zásypy jemné erozní sítě.
Je známo, že na území starověkých městských sídel je patrný vzestup úrovně zemského povrchu, nazývaného „tel“. Těleso se tyčí 8-10 m nad okolím, vzniklo v důsledku systematického nanášení různých druhů substrátů na městský povrch země. Podle N.S. Kasimov a A.I. Perelman (1995), topografie města ovlivňuje nejen vodu, ale i migraci znečišťujících látek vzduchem.
Ve městech je často pozorován krasový pokles a pokles mocnosti půdy v důsledku zvyšující se spotřeby podzemních artézských vod, poklesu objemu půdní hmoty způsobené vyplavováním rozpustných solí a vápna. Propady se objevují v povýstavbových výplňových půdách a při urovnávání půdy, stejně jako na povrchu ve formě uzavřených prohlubní: talířů, prohlubní, trychtýřů a trhlin. V důsledku negativního vlivu krasově-záplavových procesů často dochází k degradaci půdního a rostlinného komplexu.
Půdotvorné horniny. Půdotvorné horniny ve městech mohou být:
• přírodní substráty vyskytující se in situ;
Kulturní vrstva je historicky vyvinutý systém vrstev vzniklých v důsledku lidské činnosti. Tloušťka nebo tloušťka kulturní vrstvy se může pohybovat od několika centimetrů do desítek metrů (v Saratově do 12 m, v Moskvě do 22 m) a vyznačuje se rozmanitostí i na malých územích.
Ke vzniku kulturní vrstvy dochází povrchovou akumulací různých druhů materiálu v důsledku hospodářské činnosti člověka nebo přeměnou svrchní přírodní vrstvy při výstavbě a terénních úpravách se vnášením cizorodých materiálů do přirozené půdy.
Vegetační kryt. Městská flóra zcela neztrácí své zonální rysy a proces antropogenizace krajiny ve městech je řízen zonálními a klimatickými podmínkami. Ve městech lesní zóny však vegetace získala jižnější vzplanutí v důsledku teplejších a suchých podmínek. Městská flóra je tvořena místními původními druhy a zavlečenými, zavlečenými, cizími druhy.
Rysy městské flóry (Kavtaradze, Ignatieva, 1986) jsou:
• bohatost floristického složení, zpočátku díky ekotonovému efektu;
• floristická heterogenita města v důsledku jeho ekologické, geografické a věkové heterogenity. Od okraje města do jeho centra přirozeně ubývá druhů floristické skladby.
Ekologické rozdíly mezi městskými přírodními komplexy jsou velmi výrazné. Vlastnosti přírodních komplexů jsou nejplněji pozorovány v městských lesích, lesoparcích a starých parcích, ve kterých je zachován přirozený biologický cyklus, i když regulovaný člověkem. Zbývající typy UFC se vyznačují zpravidla uměle vytvořenými rostlinnými společenstvy a jejich ekologické fungování je do značné míry dáno přispěním člověka: odstraňování spadaného listí, aplikace organických a minerálních hnojiv atd. Nejhorší podmínky pro pěstování charakterizují stromy v dírách, obklopené ze všech stran asfaltem. Okrajové spálení listů, snížená dekorativnost a změny morfologické stavby jsou spojeny s nepříznivými vzdušnými a zejména půdními podmínkami.
Využití půdy jako faktor městské pedogeneze. V každém velkém městě se rozlišují následující kategorie pozemků:
• pozemky městské a venkovské zástavby – obytná část (nádvoří, veřejné zahrady, školky a školy, trávníky podél dopravních komunikací);
• veřejné pozemky – průmyslové zóny (závody a továrny, motorová vozidla, tepelné elektrárny, sklady, čerpací stanice, stanice a aerační pole, dálnice, letiště, železnice atd.);
• pozemky přírodních rekreačních a ekologických zón (městské lesy, lesoparky, parky, bulváry, náměstí, přírodní památky apod.);
• pozemky pro zemědělské využití (orná půda, farmy, školky, pokusná pole);
• rezervní pozemky (pustiny, skládky, lomy, nepříjemnosti).
Každá z výše uvedených kategorií městských pozemků se skládá z:
a) nepropustné prostory pod obytnými budovami, komunikacemi, chodníky, sklady a výrobními objekty a jinými budovami a komunikacemi. Tyto země jsou zbaveny přirozené výměny vody a vzduchu;
b) otevřená, neuzavřená (propustná) území, což jsou půdy, půdní tělesa různého stupně antropogenního narušení. Právě nezapečetěné městské pozemky, které plní sanitární, hygienické, environmentální a biosférické funkce, jsou tak důležité pro plnohodnotnou kvalitu života městského obyvatelstva.
Otevřená neuzavřená území lze dále rozdělit na:
a) zelené plochy pokryté vegetací, s krycími půdami, které si zachovávají ekologické funkce (náměstí, parky, lesoparky, trávníky atd.);
b) neozeleněné nebo málo ozeleněné plochy, jejichž vegetace je rozmístěna fragmentárně a je zastoupena převážně ruderálními druhy nebo plevely (pustiny, dvorní prostory apod.). Ekologické funkce zde vyvinutých půd jsou přeměněny, degradovány nebo vážně narušeny. Taková území se nacházejí ve všech kategoriích půdy.
