Классификации почв. Формы нахождения элементов в почвах. Геохимия отдельных элементов
в почвах. Миграция химических элементов в почвах и сопредельных компонентах природной среды. Геохимический круговорот веществ в почвах.ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Тема 2. Геохимия почв. Лекция 2. Почва. Общие сведения. Состав почв
Содержание
- 1. Тема 2. Геохимия почв. Лекция 2. Почва. Общие сведения. Состав почв
- 2. 1. Почва. Общие сведения.С появлением земледелия человек
- 3. ОпределенияВ современном почвоведении почва – это обладающая
- 4. Почва – биокосная система.Почва – природное тело,
- 5. (Почвоведение, 1988)
- 6. Типичный почвенный профиль
- 7. В зависимости от свойств горизонт А имеет
- 8. Горизонты, формирующие среднюю часть профиля и не
- 9. Вт – иллювиально-текстурный, обычно более тяжелый по
- 10. В болотных почвах под торфяным горизонтом формируется
- 11. Строение профилей почв1–типичного чернозема суглинистого; 2 –
- 12. Профиль и мощность горизонтов естественных почв
- 13. Для почв города выделяют специфический горизонт урбик
- 14. Слайд 14
- 15. Глобальные функции почвы1. Обеспечение существования жизни на
- 16. Формирование почвенного покрова в процессе геологической истории
- 17. В геологической жизни
- 18. Формирование почвенного
- 19. На формирование определенного
- 20. В геологической истории
- 21. О возрасте почвы можно судить по степени
- 22. Кроме того, должна влиять степень устойчивости этой
- 23. О возрасте почвы можно судить по степени
- 24. Таким образом, выясняется одна важная черта почв,
- 25. Вопросами генетической классификации и номенклатуры естественных почв
- 26. Все многообразие классификаций
- 27. Общие классификации почв рассматривают почвы как природные
- 28. (Шишов и др., 2004)
- 29. (Шишов и др., 2004)
- 30. Классификация почв М.П. Бабаева и др. (2006)
- 31. Классификация почв И.И. Лебедевой и др. (1993)
- 32. Систематика почв по степени техногенного измененияПриродные почвыТехногенно-природные почвыПриродно-техногенные почвыТехноземы
- 33. М.Н. Строганова и М.Г. Агаркова (1992) предложили называть искусственно созданные городские почвы Урбаноземами Антропгенно-преобразованные почвыСобственно урбаноземыКультуроземыИндустриоземыНекроземы
- 34. Урбаноземы – генетически самостоятельные почвы, обладающие как
- 35. Типы морфологического строения профилей городских почв (Строганова,
- 36. 2. Состав почвы В состав почвы
- 37. Минеральная компонента По химическому
- 38. Органическое вещество Органические
- 39. Воздух и вода Воздух
- 40. Химический состав почвы
- 41. Среднее содержание химических элементов в литосфере и почвах в % по массе (А. П. Виноградов, 1950)
- 42. К макрокомпонентам относятся элементы:
- 43. Формирование химического состава почв осуществляется под влиянием
- 44. Слайд 44
- 45. В процессе почвообразования происходят существенные преобразования химического
- 46. Участие микроэлементов в важнейших почвенных процессах (Ковда, 1973)
- 47. 3. Формы нахождения элементов Понятие о формах
- 48. Существует и другое выделение форм нахождения элементов
- 49. В настоящее время принято выделять следующие формы
- 50. Формы нахождения химических элементов в почвеХимические элементы
- 51. Формы ТМ в почвах
- 52. 4. Миграция химических элементов Миграция химических элементов
- 53. Общие особенности миграцииОсновной геохимический закон ГольдшмидтаФормы нахождения
- 54. Миграция химических элементов Поведение
- 55. Миграция элементов осуществляется в миграционных потоках Гравитационный
- 56. Слайд 56
- 57. Баланс элемента в экосистеме может быть как
- 58. Педогеохимическая подвижность главных продуктов почвообразования (В. А. Ковда, 1973)
- 59. Аккумулятивные образования на шлейфе склона (А) при
- 60. При промывном или периодически промывном водном режиме
- 61. Педохимическая классификация почвенно-грунтовых вод (В. А. Ковда, 1973)
- 62. Распределение химических элементов по профилю почвыМиграция вещества
- 63. Геохимические барьерыМеханическиеФизико-химическиеБиогеохимические С геохимических позиций барьеры делят на природные и техногенные.
- 64. Схема дифференциации и ареалов аккумуляции соединений в
- 65. В области выноса формируются автономные (автоморфные, элювиальные)
- 66. Существенное значение для почвообразования имеют
- 67. Формирование ореола загрязнения ТМ в почвенном разрезе
- 68. 5. Геохимия отдельных элементов в почвахКремний. Содержание
- 69. Железо. Присутствует в почвах в составе как
- 70. Кальций. Содержание СаО в бескарбонатных суглинистых почвах
- 71. Магний. Валовое содержание MgO в почве обычно
- 72. Натрий. Валовое содержание в почве Na2O обычно
- 73. Титан. Содержание в почве TiO2 обычно не
- 74. Сера. Содержание SO3 в почве обычно не
- 75. Азот. Так же, как и углерод, почти
- 76. Микроэлементы (бор, медь, молибден и др.) имеют
- 77. 6. Круговороты элементовНа ход химических процессов в
- 78. Сущность малого биологического круговорота заключается в том,
- 79. Современное учение о
- 80. Геохимический цикл - совокупность последовательно происходящих геохимических
- 81. Большой геологический круговорот веществ Большой геологический круговорот веществ складывается из комплекса элементарных циклов.
- 82. Геохимический цикл углерода
- 83. Геохимический цикл азота
- 84. Геохимический цикл фосфора
- 85. Геохимический цикл серы
- 86. Малый круговорот веществ
- 87. Поедание частей растений питающимися ими животными, превращение
- 88. Годовой цикл азота
- 89. Основные выводы В
- 90. Скачать презентанцию
1. Почва. Общие сведения.С появлением земледелия человек ввел в свой обиход представление о почве как об относительно рыхлом землистом слое, в котором укореняются наземные растения и который служит предметом земледельческой обработки.В
Слайды и текст этой презентации
Слайд 21. Почва. Общие сведения.
С появлением земледелия человек ввел в свой
обиход представление о почве как об относительно рыхлом землистом слое,
в котором укореняются наземные растения и который служит предметом земледельческой обработки.В своей последней крупной работе «Лекции о почвоведении» (1901) В.В.Докучаев написал, что почва «есть функция (результат) от материнской породы (грунта), климата и организмов, помноженная на время».
Слайд 3Определения
В современном почвоведении почва – это обладающая плодородием сложная полифункциональная
и поликомпонентная открытая многофазная структурная система в поверхностном слое коры
выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени.По определению А.И. Перельмана: «Почва – верхний горизонт литосферы, вовлеченный в биологический круговорот при участии растений, животных и микроорганизмов, область наивысшей геохимической энергии живого вещества».
Слайд 4Почва – биокосная система.
Почва – природное тело, имеющее определенную протяженность
в трех измерениях пространства.
Нижняя граница почвы определяется,
глубиной, на
которую произошло изменение исходной горной
породы в ходе почвообразования.
Верхняя граница почвы - это
поверхность раздела между почвой и
атмосферой.
Боковые границы определены
как вертикальные поверхности
раздела между соседствующими
почвенными индивидуумами.
Схема расположения почвенных индивидуумов - педонов (П) в пределах элементарного почвенного ареала – полипедона (ЭПА)
ЭПА
Слайд 7В зависимости от свойств горизонт А имеет следующие дополнительные индексы:
А
– гумусово-аккумулятивный, в нем накапливаются гумус и элементы питания;
А0 –
подстилочный, состоящий из плохо разложившегося лесного опада;А1 – гумусово-элювиальный, где наряду с накоплением гумуса происходит разрушение – частичное вымывание органических и минеральных веществ;
Апах – пахотная часть горизонта А или А1;
Ат – торфяный горизонт, состоящий из массы полуразложившихся торфообразователей, характерен для болотных и заболоченных почв;
А2 – элювиальный, горизонт интенсивного разрушения минеральной части почвы и вымывания продуктов разрушения; всегда окрашен в наиболее светлые тона (серые, белесые, палевые), характерен для подзолистых почв, солодей.
Слайд 8Горизонты, формирующие среднюю часть профиля и не являющиеся элювиальными, обозначаются
индексом B, обычно имеют бурую, желто-бурую или красно-бурую окраску.
В
зависимости от характера горизонта B он имеет следующие дополнительные индексы:В – переходный горизонт от гумусового к материнской породе, в котором морфологически незаметны какие-либо новообразования за счет вымывания веществ из верхней части профиля;
Вh – иллювиально-гумусовый, кофейного цвета за счет вмытых сюда железисто-гумусовых веществ;
Bf – иллювиально-железистый, охристого цвета за счет вмытых сюда железистых продуктов разрушения минеральной части верхнего горизонта;
Слайд 9Вт – иллювиально-текстурный, обычно более тяжелый по механическому составу вследствие
вмытых высокодисперсных органоминеральных илистых и коллоидных частиц, образующих пленки на
поверхности структурных отдельностей;Вм – метаморфический – оглиненный за счет процессов внутрипочвенного выветривания на месте (in situ);
Вк – иллювиально-карбонатный, обогащенный новообразованиями карбонатов.
Слайд 10В болотных почвах под торфяным горизонтом формируется глеевый горизонт, обозначаемый
индексом G. Он окрашен в голубоватые, сизоватые тона за счет
образующихся здесь закисных соединений железа. Глееватость может проявляться в любом горизонте профиля, и в этом случае к основному индексу добавляется буква g, например А2g, Вg.Завершается профиль почвы горизонтом материнской породы, обозначаемым индексом С.
В верхнюю часть этого горизонта могут вмываться соли (карбонаты, гипс, сульфаты натрия, хлориды).
Эти подгоризонты обозначаются индексами Ск, Сг, Сs.
Подстилающая порода обозначается индексом Д.
Слайд 11Строение профилей почв
1–типичного чернозема суглинистого; 2 – серой слабоподзолистой суглинистой
почвы лесостепи; 3 – торфянисто-подзолисто-глеевой суглинистой почвы лесной зоны и
4 – торфяно-глеевой
Слайд 13Для почв города выделяют специфический горизонт урбик (U), который имеет
сложное строение.
Переход одного горизонта в другой в различных почвах
может быть различным. Горизонты могут резко сменяться в пределах профиля или же очень постепенно переходить друг в друга, причем иногда этот переход осуществляется в виде глубоких затеков.В последнем случае выделяют горизонты двойственной природы, например: СU1, CU2, CU3 и т. д.
Слайд 15Глобальные функции почвы
1. Обеспечение существования жизни на Земле.
2. Обеспечение постоянного
взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) веществ на
земной поверхности.3. Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы.
4. Регулирование биосферных процессов.
5. Аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.
Слайд 16Формирование почвенного покрова в процессе геологической истории Земли происходило в
несколько этапов, связанных в основном с эволюцией климата, этапами тектонического
развития земной коры и изменением газового состояния атмосферы.Генезис почвенного покрова
Слайд 17 В геологической жизни Земли принимают участие
две силы, взаимодействующие друг с другом:
1) внутренняя энергия Земли, вызывающая образование гор и тектонические нарушения горных пород; 2) внешняя энергия Солнца, воды, ветра, а также химического состава атмосферы, вызывающая физическое и химическое выветривание с образованием осадочных пород, являющихся основой формирования почвенного покрова.
Генезис почвенного покрова
Слайд 18
Формирование почвенного слоя впервые происходило
в океанических водах.
Процессы почвообразования
и развития жизни тесно связаны с формированием коры выветривания и толщи осадочных пород по схеме: горные породы – почвы – растения – животные – человек.
Скорость процесса почвообразования и качество почв зависят от климатического режима.
Слайд 19 На формирование определенного типа почвы и
почвенного профиля влияют:
климат
материнские горные породы
рельеф
характер водообменных процессов
растительность
животные и
микроорганизмы деятельность человека.
Факторы почвообразования
Слайд 20 В геологической истории Земли выделяются 3
основных климатических этапа:
1)
Каледонский.2) Герцинский.
3) Альпийский.
Слайд 21О возрасте почвы можно судить по степени выраженности почвенного профиля.
В.
В. Докучаев, одним из первых поставивший вопрос о возрасте почв,
указал, что время – один из пяти факторов почвообразования.Он отличал возраст подпочвы (материнской породы) и возраст почвы. Возраст почвы, по Докучаеву, следует исчислять с того момента, когда геологическая порода (все равно какого возраста) выйдет на дневную поверхность и на ней поселятся растения.
ВОЗРАСТ ПОЧВ
Слайд 22Кроме того, должна влиять степень устойчивости этой породы к выветриванию,
то есть ее стойкость к разрушающему действию воды, растений, смены
температур.На граните скорость почвообразования одна, на базальте – другая, на рыхлых отложениях (лёссе, морене) – третья.
Скорость и возраст почвообразования зависят также от климата: в тропиках, особенно во влажных, почвообразование идет круглый год, в тундре – всего каких-то два месяца.
ВОЗРАСТ ПОЧВ
Слайд 23О возрасте почвы можно судить по степени выраженности почвенного профиля.
Развитие любой почвы в неизменных климатических условиях идет до определенного
предела. Так, в черноземах накопление гумуса не превышает двадцати процентов, в подзолах вынос илистых частиц из подзолистого горизонта никогда не идет до конца: всегда остается не меньше четырех процентов ила. Предельность развития почв приводит к тому, что внешне одинаковые по развитию почвы могут иметь разный возраст. ВОЗРАСТ ПОЧВ
Слайд 24Таким образом, выясняется одна важная черта почв, заставляющая смотреть на
всю проблему почвообразования и определения возраста почв более строго, чем
это было до недавнего времени, еще каких-то двадцать – тридцать лет назад. Очевидно, нельзя говорить о возрасте почвы вообще. Следует четко различать понятия: 1) возраст почвенного покрова данной территории; 2) возраст данного почвенного профиля; 3) возраст отдельных горизонтов; 4) возраст разных свойств и составных частей данной почвы.ВОЗРАСТ ПОЧВ
Слайд 25Вопросами генетической классификации и номенклатуры естественных почв СССР и Мира
в разные годы занимались:
И.П. Герасимов (1939)
О.В. Макеев (1957)
К.П. Горшенин (1963)
М.А. Глазовская (1966)
В.А. Ковда, Е.В. Лобова, Б.Г. Розанов (1967) и многие другие.
С начала 60-х годов ХХ века начали появляться работы по классификации антропогенно-преобразованных почв и почв техногенных ландшафтов.
Среди них работы таких исследователей как:
Л.Т. Земляницкий (1963),
Н.П. Солнцева, М.И. Герасимова, Н.Е. Рубилина (1990),
А.Н. Геннадиев (1992),
М.Н. Строганова и М.Г. Агаркова (1992),
В.Д. Тонконогов, Л.Л. Шишов, И.И. Лебедева (1990, 1993, 2005) и другие.
Классификации почв
Слайд 26 Все многообразие классификаций почв можно свести
к двум основным группам – общие и прикладные классификации, каждая
из которых включает несколько видов (В. М. Фридланд, 1979):
Слайд 27Общие классификации почв рассматривают почвы как природные естественно-исторические тела и
группируют их на основе сходств и различий независимо от возможного
использования человеком.Прикладные классификации почв определяются конкретными потребностями того или иного вида землепользования.
Слайд 30Классификация почв М.П. Бабаева и др. (2006)
Выделяются классы почв
на основе профильно-генетического и эволюционного принципа:
естественно-эволюционные почвы;
антропогенно-преобразованные почвы;
техногенно-преобразованные почвогрунты.
Классы делятся на отделы.
Например, класс техногенно-преобразованные почвогрунты делится на:
1) техногенно-нарушенные почвы (нефтезагрязненные, замазученные и т.д.);
2) горно-рудные почвы (срезанные почвогрунты, насыпные почвогрунты).
Слайд 31Классификация почв И.И. Лебедевой и др. (1993)
ПОЧВЫ
Естественные
почвы
Антропогенно-
преобразованные
почвы
Техногенные
поверхностные
образования
(техноземы)
Антропогенно-
поверхностно-
преобразованные почвы
Антропогенно-
глубокопреобразованные
почвы (антропоземы)
Слайд 32Систематика почв по степени техногенного изменения
Природные
почвы
Техногенно-
природные
почвы
Природно-
техногенные
почвы
Техноземы
Слайд 33М.Н. Строганова и М.Г. Агаркова (1992) предложили называть искусственно созданные
городские почвы
Урбаноземами
Антропгенно-преобразованные почвы
Собственно
урбаноземы
Культуроземы
Индустриоземы
Некроземы
Слайд 34Урбаноземы – генетически самостоятельные почвы, обладающие как чертами зональных почв,
так и специфическими свойствами.
Несмотря на нарушенность и засоренность в
урбаноземах протекают процессы гумусообразования, выноса и перераспределения минерального вещества.
Слайд 35Типы морфологического строения профилей городских почв (Строганова, Агаркова, 1992)
а –
дерново-подзолистая почва; б – дерново-подзолистая слабонарушенная почва;
в – дерново-подзолистая
сильнонарушенная почва; г, д – урбаноземы;
е – культуроземы;
U – искусственно образованные почвенные слои;
1, 2,… - порядок расположения слоев в профиле;
Ud – дерновый слой;
Uh – гумусированный слой;
U↑↓ - перемешанный слой, состоящий из фрагментов и пятен естественных горизонтов, входящих в виде отдельностей в общую массу мелкозема
Слайд 362. Состав почвы
В состав почвы входят четыре важнейших
компонента:
минеральная основа (50–60 % от общего объёма)
органическое вещество (до
10 %) воздух (15–25 %)
вода (25–35 %)
Слайд 37Минеральная компонента
По химическому составу минеральной компоненты
почва состоит из:
песка и алеврита (формы кварца (кремнезёма) SiO2
с добавками силикатов (Al4(SiO4)3, Fe4(SiO4)3, Fe2SiO4)); глинистых минералов (кристаллические соединения силикатов и гидроксида алюминия).
Слайд 38Органическое вещество
Органические вещества в почве
образуются из остатков растений и животных.
Важную роль в процессе разложения играют сапрофиты. В результате образуется аморфная масса – гумус. В болотистых почвах образование гумуса идёт очень медленно. Органические остатки спрессовываются здесь в торф.
Слайд 39Воздух и вода
Воздух и вода удерживаются
в почве в промежутках между её частицами.
Часть воды просачивается сквозь почву, образуя грунтовые воды; остальная вода остаётся в почве благодаря силам поверхностного натяжения либо адсорбируется на поверхностях кристаллов кварца или глины.
Слайд 40Химический состав почвы
Под химическим
составом почвы обычно понимают элементный состав минеральной части почвы, а
также содержание в ней гумуса, азота, углекислого газа и химически связанной воды.В состав почвы входят почти все известные химические элементы.
Слайд 41Среднее содержание химических элементов в литосфере и почвах в %
по массе (А. П. Виноградов, 1950)
Слайд 42 К макрокомпонентам относятся элементы:
О, Si, Аl, Fe, Са, Na,
К, Mg.К микроэлементам обычно относят Li, B, F, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Rb, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, I, Cs, W, Au, Bi.
Слайд 43Формирование химического состава почв осуществляется под влиянием большого геологического и
малого биологического круговоротов веществ в природе.
В процессе геологического круговорота в
миграцию вовлекаются химические элементы почвы и их миграционная способность различна.Основным источником поступления элементов в почву являются почвообразующие породы.
Определенное влияние на состав почвы оказывают и грунтовые воды. По данным В.А. Ковды (1973), благодаря почвенно-грунтовым водам возможно обогащение почвы B, I, Fe, Co, Ni, Zn, V, Sr, Ba, Cu, Li, Cs, Rb.
Слайд 45В процессе почвообразования происходят существенные преобразования химического состава исходных почвообразующих
пород, связанные с целой серией общих почвенных процессов:
1) переход
химических элементов из одних соединений в другие в связи с минеральными преобразованиями; 2) поступление элементов из атмосферы с осадками и импульверизацией;
3) вынос элементов нисходящим движением воды в грунтовые воды и далее в гидрографическую сеть, в конечном счете в океан;
4) принос элементов с грунтовыми водами;
5) циклическое вовлечение элементов в биологический круговорот веществ.
Поэтому профиль почв всегда дифференцирован в той или иной степени по химическому составу в отличие от исходных однородных почвообразующих пород.
Слайд 473. Формы нахождения элементов
Понятие о формах нахождения элементов введено
в 1921 г. В.И. Вернадским (Вернадский, 1983). Он выделил четыре
различных формы нахождения химических элементов в земной коре:1. Молекулы и их соединения в минералах, горных породах, жидкостях и газообразных земных массах.
2. Нахождение химических элементов в живых организмах; автономные проявления живого вещества.
3. Состояние рассеяния химических элементов.
4. Магмы.
Эта классификация положена в основу современных представлений о геохимии элементов.
Слайд 48Существует и другое выделение форм нахождения элементов в природе, зависящие
от конкретных свойств самих элементов. А.И. Перельман выделил подвижные и
инертные формы нахождения химических элементов в литосфере.Академик Л.В. Таусон, развивая учение В.И. Вернадского, предложил в общей массе минерального вещества горных пород различать минералы-концентраторы и минералы-носители того или иного элемента (Таусон, 1961).
Слайд 49В настоящее время принято выделять следующие формы нахождения элементов:
Минеральная форма:
- макроминеральная
- микроминеральная
- наноминеральная2. Минералоиды (коллоидные минералы)
3. Кластеры
4. Органические соединения:
- металл-органические
- комплексные типа хелатов и др.
- сорбция физическая
5. Рассеянная (атомарная, ионная)
Слайд 50Формы нахождения химических элементов в почве
Химические элементы в почве могут
быть:
1) в составе минералов;
2) органического вещества; 3) в форме гидроксидов, оксидов, солей, труднорастворимых карбонатов, сульфидов, сульфатов;
4) в составе почвенных коллоидов и др.
Слайд 51Формы ТМ в почвах
В почвах присутствуют
следующие формы тяжелых металлов и других элементов:
1) водорастворимые (например,
в почвенном растворе); 2) обменные;
3) связанные в органические соединения;
4) захваченные в оксидах железа и марганца;
5) собственные минералы (например, карбонаты, фосфаты и сульфиды тяжелых металлов);
6) связанные в структуре силикатов (т.е. в нерастворимом остатке).
Слайд 524. Миграция химических элементов
Миграция химических элементов (migratio – перемещение,
лат) – перемещение химических элементов и их соединений под действием
различных факторов, что сопровождается их концентрированием или рассеянием.Факторы миграции (по А.Е. Ферсману):
Внутренние – это свойства химических элементов, определяемые строением атомов, их способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов.
Внешние – это параметры обстановки миграции (T, P, Eh, pH и другие свойства растворов, расплавов, аэрозолей, взвесей и т.д.)
Слайд 53Общие особенности миграции
Основной геохимический закон Гольдшмидта
Формы нахождения элементов
Кларки элементов
Характеристики миграции
с помощью коэффициентов
Ведущие элементы, принцип подвижных компонентов
Парагенные и запрещенные ассоциации
элементовСпособность к минералообразованию и число минералов
Принцип Ле-Шателье
Величина pH
Окислительно-восстановительный потенциал
Геохимические барьеры
Слайд 54Миграция химических элементов
Поведение того или иного
элемента в конкретных экосистемах биосферы и их почвах определяется комплексом
миграционных параметров, связанных:1) с химическими свойствами элемента и его соединений;
2) его земным кларком;
3) ролью в технобиогеохимических процессах (биофильность, технофильность, геохимическая активность, миграционная способность в растворах);
4) соотношением между его биологическим, геологическим и техногенным циклами.
Слайд 55Миграция элементов осуществляется в миграционных потоках
Гравитационный поток
(движение масс
вещества
по склону под влиянием
силы тяжести)
Эоловый поток
(движение воздушных
масс)Водный поток
(движение воды
в поверхностных,
внутрипочвенных,
подземных и речных
потоках)
Биологический циклический поток
(потребление элементов питания организмами
и возвращение их в среду)
Биогенный поток
(перемещение
организмов по территории)
Антропогенный (техногенный) поток
(перемещение больших масс веществ
человеком в его хозяйственной и биологической деятельности)
Слайд 57
Баланс элемента в экосистеме может быть как положительным (прогрессивная аккумуляция,
абсолютная или относительная, остаточная), так и отрицательным (прогрессивный вынос).
Слайд 59Аккумулятивные образования на шлейфе склона (А) при изменении Eh, рН,
концентрации и скорости движения внутрипочвенных временных потоков и на перегибе
склона (Б) в результате изменения скорости или выклинивания потока
Слайд 60При промывном или периодически промывном водном режиме продукты выветривания и
почвообразования уходят за пределы почвенного профиля в грунтовые воды и
перемещаются в общем нисходящем грунтовом потоке. За счет этого все грунтовые воды в той или иной степени минерализованы.Минерализация грунтовых вод постепенно возрастает в направлении их движения по мере удаления от источника питания.
Слайд 62Распределение химических элементов по профилю почвы
Миграция вещества в каскадных системах
подчиняется определенным закономерностям, а аккумуляция веществ в той или иной
их части регулируется действием геохимических барьеров, что в конечном итоге за длительное геологическое время приводит к общей геохимической дифференциации суши земного шара.
Слайд 63Геохимические барьеры
Механические
Физико-химические
Биогеохимические
С геохимических позиций барьеры делят на природные
и техногенные.
Слайд 64Схема дифференциации и ареалов аккумуляции соединений в почвах бессточной части
(А) и дренированной части (Б) континента (В. А. Ковда, 1973)
Слайд 65В области выноса формируются автономные (автоморфные, элювиальные) геохимически независимые ландшафты,
характеризующиеся выносом наиболее растворимых и подвижных соединений и остаточной аккумуляцией
SiO2, R2O3.В области транзита формируются геохимически подчиненные транзитные ландшафты, в которых частично аккумулируются некоторые соединения (карбонаты и сульфаты кальция, соединения железа и кремния), а наиболее растворимые и подвижные продукты выносятся.
В поясе аккумуляции формируются геохимически подчиненные аккумулятивные ландшафты, для которых характерно накопление наиболее подвижных продуктов выветривания и почвообразования, прежде всего водорастворимых солей.
Слайд 66 Существенное значение для почвообразования имеют и вертикальные миграционные
потоки, формирующие геохимический фон конкретных почвенных профилей разных типов.
Вертикальная геохимическая дифференциация почвенного профиля при элювиальном ферраллитном почвообразовании (1), при элювиальном кислом сиаллитном почвообразовании (2), при прогрессивном расслоении (3), при прогрессивном засолении (4).1
2
3
4
Слайд 67Формирование ореола загрязнения ТМ в почвенном разрезе при различной концентрации
углекислого газа и тяжелых металлов
Поступление тяжелых металлов:
а, б –
10-7, в, г, - 10-5 моль/дм2 сут. Концентрация СО2:
а, в – 0,01; б – 0,05; г – 0,001 моль/л.
Условные обозначения:
1 – гуминовые кислоты;
2 – гидроксид железа;
3 – фульвовые кислоты;
4, 6, 9 – гуматы Pb, Cu, Zn;
5, 7, 10 – фульваты Pb, Cu, Zn;
8, 11, 12 – Pb, Cu, Zn, сорбированые
на гидроксиде железа.
Слайд 685. Геохимия отдельных элементов в почвах
Кремний. Содержание определяется, главным образом,
присутствием в почве кварца и в меньшей мере первичных и
вторичных силикатов и алюмосиликатов. Валовое содержание SiО2 в почве колеблется от 40-70% в глинистых почвах, до 90-98% в песчаных, тогда как в ферраллитных почвах тропиков может быть и много ниже.Алюминий. Содержание алюминия в почвах обусловлено присутствием полевых шпатов и глинистых минералов и отчасти некоторых других богатых алюминием первичных минералов, например слюд, эпидотов, граната, корунда. Валовое содержание А12О3 в почвах обычно колеблется от 1-2 до 15-20%, а в ферраллитных почвах тропиков и бокситах может превысить 40%.
Слайд 69Железо. Присутствует в почвах в составе как первичных, так и
вторичных минералов, являясь компонентом магнетита, гематита, титаномагнетита, глауконита, роговых обманок,
пироксенов, биотита, хлоритов, глинистых минералов, минералов группы оксидов железа.Общее содержание в почве Fe2О3 колеблется в очень широких пределах (в %): от 0,5-1,0 в кварцево-песчаных почвах и 3-5 в почвах на лессах, до 8-10 в почвах на элювии плотных ферромагнезиальных пород и до 20-50 в ферраллитных почвах и латеритах тропиков. В почвах также часто наблюдаются железистые конкреции и прослои.
Слайд 70Кальций. Содержание СаО в бескарбонатных суглинистых почвах составляет 1-3% и
определяется присутствием глинистых минералов тонкодисперсных фракций, а также гумусом и
органическими остатками, в связи с чем наблюдается тенденция к биогенному обогащению кальцием верхней органоаккумулятивной части профиля.В почвах сухостепной и аридной зон повышенное валовое содержание кальция может быть обусловлено образованием и накоплением вторичного кальцита или гипса в процессе почвообразования. Много кальция может накопиться в почве гидрогенным путем, вплоть до образования известковых или гипсовых кор.
Слайд 71Магний. Валовое содержание MgO в почве обычно близко к содержанию
СаО и обусловлено присутствием глинистых минералов, особенно монтмориллонита, вермикулита, хлорита.
В крупной фракции магний содержится в обломках доломитов, оливине, роговых обманках, пироксенах; в почвах аридной зоны много магния аккумулируется при засолении почв в виде хлоридов и сульфатов.Калий. Содержание К2О составляет в почвах 2-3%. Присутствует калий чаще в глинистых минералах тонкодисперсных фракций, особенно в гидрослюдах, а также в составе таких первичных минералов крупной фракции, как биотит, мусковит, калиевые полевые шпаты.
Слайд 72Натрий. Валовое содержание в почве Na2O обычно около 1-3%. В
почве присутствует в составе первичных минералов, преимущественно в натрийсодержащих полевых
шпатах.Содержание Na2O в отдельных составляющих крупной фракции может достигать 5-6%, тогда как в илистой фракции не превышает 0,5-1%. В засоленных почвах сухостепной и аридных зон в значительных количествах может присутствовать в виде хлоридов или входить в поглощающий комплекс почв, в связи с чем содержание Na2O в этом случае возрастает до нескольких процентов.
Слайд 73Титан. Содержание в почве TiO2 обычно не превышает нескольких десятых
процента. Присутствует этот элемент в почве в составе первичных устойчивых
к выветриванию титансодержащих минералов (ильменита, рутила, сфена), в связи с чем при выветривании наблюдается его относительное накопление, в некоторых случаях наблюдается заметное накопление титана (до 1%) в составе илистой фракции.Марганец. Содержание МnО составляет в почве лишь несколько десятых или даже сотых долей процента и обусловлено присутствием марганцовистых конкреций, образовавшихся в результате микробиологической деятельности. В рассеянном виде марганец может входить в состав некоторых первичных минералов (оливинов, пироксенов, эпидота).
Слайд 74Сера. Содержание SO3 в почве обычно не превышает нескольких десятых
процента. Присутствует сера в почве в составе различных органических соединений
как растительного, так и животного происхождения; в засоленных почвах при наличии значительных количеств сульфатов валовое содержание SO3 может возрастать до нескольких процентов.Углерод. В почве содержится в составе гумуса, а также органических остатков. Много углерода может находиться в составе карбонатов. Содержание углерода в почве колеблется от долей процента в бедных органическим веществом песчаных почвах, до 3-5 и даже 10% в богатых гумусом черноземах (в торфянистых и торфяных горизонтах до десятков процентов).
Слайд 75Азот. Так же, как и углерод, почти целиком связан в
почве с ее органической частью - гумусом - и составляет
1/10-1/20 от содержания углерода. Несмотря на небольшое количество (не более 0,3-0,4, часто 0,1 и менее процента), азот играет чрезвычайно важную роль в плодородии почв, так как жизненно необходим растениям.Фосфор. Присутствует в почве в очень незначительных количествах: валовое содержание Р2О5 составляет не более 0,1 - 0,2%. Фосфор жизненно важен для растений, но в большинстве почв, особенно песчаных, находится в резком дефиците.
В почве фосфор присутствует в составе гумуса, органических остатков, в минеральной части почв в составе апатита, вторичного болотного минерала - вивианита.
Слайд 76Микроэлементы (бор, медь, молибден и др.) имеют большое значение в
жизни растений. Они входят в состав многих витаминов, ферментов и
других биологически активных веществ.
Слайд 776. Круговороты элементов
На ход химических процессов в почве и формирование
ее химического состава оказывает влияние большой геологический и малый биологический
круговороты вещества в природе. Большой геологический круговорот представляет собой геохимический процесс миграции химических элементов от выветривающихся на суше горных пород к осадочным отложениям моря, которые в дальнейшем вновь подвергаются выветриванию.
Слайд 78Сущность малого биологического круговорота заключается в том, что растения через
тот или иной промежуток времени возвращают в почву извлеченные из
нее элементы, но уже в форме других соединений и в другие почвенные слои, т.е. происходит миграция химических элементов в системе почва-растение-почва.В результате влияния этих двух круговоротов вещества формируется химический состав почв.
Слайд 79 Современное учение о глобальных циклах веществ
создано трудами:
В. И. Вернадского,
А. Е. Ферсмана,
В. М.
Гольдшмидта, Б. Б. Полынова,
А. П. Виноградова,
В. Р. Вильямса.
Большой вклад в его разработку на современном этапе внесли В.А. Ковда, А.И. Перельман, С.М. Григорьев, К.И. Лукашев, М.А. Глазовская, В.В. Ковальский, В.В. Добровольский и многие другие ученые.
Слайд 80Геохимический цикл - совокупность последовательно происходящих геохимических процессов, в которых
элементы после ряда миграций возвращаются в исходное состояние. Впервые термин
«Геохимический цикл» был предложен в 1922 г. А. Е. Ферсманом.
Общая схема большого геологического круговорота веществ
Слайд 81Большой геологический круговорот веществ
Большой геологический круговорот веществ
складывается из комплекса элементарных циклов.
Слайд 86Малый круговорот веществ
Полный цикл биологического
круговорота элементов на суше слагается из следующих составляющих (Л.Е. Родин,
Н.И. Базилевич, 1965):Поглощение растениями из атмосферы углерода, а из почвы – азота, зольных элементов и воды, закрепление их в телах растительных организмов, поступление в почву с отмершими растениями или их частями, разложение опада и высвобождение заключенных в них элементов.
Слайд 87Поедание частей растений питающимися ими животными, превращение их в телах
животных в новые органические соединения и закрепление части из них
в животных организмах, последующее поступление их в почву с экскрементами животных или с их трупами, разложение и тех и других и высвобождение заключенных в них элементов.Газообмен между растениями и атмосферой (в том числе, почвенным воздухом).
Прижизненные выделения надземными органами растений и их корневыми системами некоторых элементов непосредственно в почву.
Слайд 89Основные выводы
В настоящее время в
учении о микроэлементах в почвах разработан ряд парадигм, к числу
которых относятся следующие:1) в природных условиях первичным источником почти всех микроэлементов почвы являются минералы исходных пород;
2) на микроэлементное состояние гумусированных горизонтов почв наряду с литогенными сильное влияние оказывают биогенные факторы;
3) в техногенных условиях ведущим фактором формирования микроэлементного состава почв является техногенный;
4) миграция микроэлементов по почвенному профилю и в ландшафте ведет к дифференциации почвенного профиля в отношении микроэлементов;
5) микроэлементы почвы входят в состав различных соединений;
6) с подвижными соединениями микроэлементов связано влияние почв на сопредельные среды.
