Зміст
Вступ
Розділ І. Ґрунтознавство в системі природничих наук
.1 Розвиток вчення про ґрунт
.2 Охорона ґрунтів
Розділ ІІ. Ґрунт як центральне поняття ґрунтознавства
.1 Склад ґрунту. Утворення і складові частини гумусу
.2 Вбирна здатність ґрунту і його реакція
Розділ ІІІ. Вивітрювання як чинник ґрунтоутворення
.1 Структура та фізичні властивості ґрунту
.2 Вивітрювання гірських порід та фактори ґрунтоутворення
Висновки
Список використаних джерел
Вступ
Наука про появу, будову, властивості, розвиток, поширення та способи раціонального використання ґрунтів називається ґрунтознавством.
Ґрунтознавство займає осібне важливе місце серед інших природничих наук. Воно має свою історію зародження, повноцінний теоретико-методологічний апарат та практичне значення і є на сьогодні перспективним напрямком розвитку наукових досліджень. Адже науковий підхід до охорони та покращення ґрунтів є надзвичайно важливим чинником продуктивної господарської діяльності людини та охорони довкілля і раціональної експлуатації природних ресурсів.
Завдання охорони ґрунтів полягають у втіленні в життя науково обґрунтованої системи організаційно-господарських, агротехнічних лісомеліоративних та гідротехнічних заходів, спрямованих на раціональне використання земельних ресурсів, збереження й підвищення родючості ґрунтів, відтворення їхньої продуктивності з метою найкращого використання всіх біологічних можливостей наземних екосистем. Ефективність цих заходів залежить від глибини якісних змін у ґрунтовому покриві, викликаних стихійним або антропічним впливом, а також від фізико-географічних і насамперед грунтово-кліматичних умов.
«Вивітрювання (рос. выветривание, англ. erosion, weathering, degradation, disengagement; нім. Verwitterung f) - процес механічного руйнування та хімічної зміни гірських порід та мінералів земної поверхні та приповерхневих шарів літосфери під впливом різноманітних атмосферних агентів, ґрунтових та поверхневих вод, життєдіяльності організмів та продуктів їхнього розкладення. Згідно до вищенаведених факторів розрізняють вивітрювання фізичне, хімічне та біологічне» [3; 276].
Дана курсова робота має на меті детально висвітлити проблему вивітрювання в ґрунтознавстві.
Розділ І. Ґрунтознавство в системі природничих наук
вивітрювання ґрунтоутворення гумус
1.1 Розвиток вчення про ґрунт
Ґрунт - це поверхневий пухкий шар суходолу Земної кулі, якому властива родючість.
Наука про появу, будову, властивості, розвиток, поширення та способи раціонального використання ґрунтів називається ґрунтознавством.
Перші наукові відомості про ґрунт з'являються ще в древній Греції у працях Теофраста. Пізніше, в 17-19 ст. нашої ери, були відмічені роботами: Ван-Гельмонта (рослини живляться водою), Теєра (гумусова теорія живлення рослин - рослини засвоюють з ґрунту органічні речовини і воду), Лібіха (теорія мінерального живлення рослин, яку експериментально підтвердили Кнопп і Сакс).
Проте, ґрунтознавство набуло цілісної і системної основи після робіт Василя Васильовича Докучаєва, який є основоположником наукового ґрунтознавства. Він встановив, що ґрунт є самостійним тілом природи, яке виникає та безперервно розвивається. Показав, що ґрунти утворюються під впливом певних факторів і закономірно поширюються на Земній поверхні відповідно до цих чинників.
На основі закону горизонтальної і вертикальної зональності ґрунтів, Докучаєв виділив такі зональні типи ґрунтів: тундровий, підзолистий, сірий лісовий, чорноземний, каштановий, бурий і сірозем.
Великий вклад у розвиток ґрунтознавства також внесли інші вчені.
П.А. Костичев вважав головним фактором ґрунтоутворення біологічний чинник, а також займався питаннями родючості, структури та обробітку ґрунтів.
В.Р. Вільямс встановив, що основна властивість ґрунту - це його родючість, яка виникає за взаємодії біосфери та літосфери, досліджував структуру ґрунту.
О.Н. Соколовський вивчав ґрунтові колоїди та їх вплив на структуру й фізичні властивості ґрунту.
Слід відмітити також роботи в цій галузі В.І. Вернадського, К.К. Гедройца, І.І. Сибірцева, П.С. Косовича, О.Г. Дояренка та ін.
Ґрунт - основний компонент наземних екосистем, що утворився протягом геологічних епох в результаті постійної взаємодії біотичних і абіотичних факторів. Як складний біоорганомінеральний комплекс ґрунти є природною основою функціонування екологічних систем біосфери.
Важливою властивістю ґрунтів є їх родючість. Завдяки їй ґрунти є основним засобом виробництва в сільському та лісовому господарствах, головним джерелом сільськогосподарських продуктів та інших рослинних ресурсів, основою забезпечення добробуту населення. Тому охорона ґрунтів, раціональне використання, збереження та підвищення їх родючості - неодмінна умова дальшого економічного прогресу суспільства.
.2 Охорона ґрунтів
Охорона ґрунтів стає нині особливо актуальною в зв'язку із зростаючим приростом населення Землі та продовольчою проблемою, яка для багатьох країн і, насамперед для країн Азії, Африки та Південної Америки, що економічно розвиваються, є досить гострою.
Світові продовольчі ресурси складаються з рослинних продуктів, тваринництва і біологічних запасів морів. Збільшення продуктів перших двох груп можливе лише при раціональному землекористуванні.
Тим часом людство використовує для сільського господарства лише 1,43 млрд. га орних земель, що становить близько 10,4% суші, або 2,95% всієї поверхні земної кулі. Нагадаємо, що пустині (гарячі і холодні) займають 45% суші. За агрикультурний період втрати земельних ресурсів внаслідок ерозії, засолення, будівництва міст і населених пунктів, доріг і промислових комплексів досягли в світі величезних розмірів - до 2 млрд. га, тобто вони набагато перевищують сучасну орну площу планети. Зараз щороку з обороту випадає 5-7 млн. га різних земельних угідь. Тому охорона ґрунтів - основна народногосподарська проблема для всіх країн світу.
Основоположником вчення про ґрунти є відомий російський учений В. В. Докучаєв. Він сформулював основні закони ґрунтоутворення, встановив географічні закономірності поширення ґрунтів. Створив науку про раціональне використання ґрунтів для потреб землеробства. Головними факторами ґрунтоутворення є материнська порода, кліматичні умови, рослинні і тваринні організми, рельєф і вік країни та господарська діяльність людини.
Материнська, або ґрунтоутворююча порода, входить до складу ґрунту як його мінеральна частина, впливаючи тим самим на процес ґрунтоутворення, на наявність поживних речовин, на фізичні й хімічні властивості ґрунтів. На багатих на зольні речовини материнських породах - продуктах звітрювання доломітів, діабазів, глинистих сланців, вапняків - формуються родючі ґрунти, на пісковиках, кременистих породах - ґрунти, бідні на поживні речовини.
Клімат впливає на процес ґрунтоутворення дією температури і вологи. Температура діє на фізичні, хімічні, біохімічні і біологічні процеси ґрунтів. Вона зумовлює також фізичне звітрювання материнських порід, впливає на режим випаровування вологи з ґрунту.
Опади впливають на ґрунт як механічно, так і хімічно. Вони руйнують структуру ґрунту, вимивають з ґрунту органічні та інші поживні речовини, зумовлюють процес опідзолення. Підземна волога також впливає на процес ґрунтоутворення. Високий рівень ґрунтових вод спричиняє утворення горизонту, несприятливого за своїми фізико-хімічними та біологічними особливостями для росту рослин.
Рослини і тварини внаслідок активного біологічного впливу є найважливішим фактором ґрунтоутворення. В цьому процесі беруть участь як вищі, так і нижчі рослини й тварини - бактерії, водорості, гриби, дощові черви та інші представники ґрунтової флори і фауни. На процес ґрунтоутворення впливають органічні рештки рослин, за рахунок яких утворюється гумусовий - найбільш родючий шар ґрунтового профілю, діяльність кореневих систем. Останні спричиняють біологічне вивітрювання материнських порід і є важливим фактором, що впливає на структуру ґрунту. За допомогою рослинного покриву можна поліпшувати фізико-хімічні властивості ґрунтів, впливати на їхню родючість.
Рельєф місцевості впливає на процес ґрунтоутворення дією експозиції та висоти над рівнем моря. На схилах звичайно формуються менш потужні ґрунти, ніж у підніжжі гір. Характер рельєфу впливає на поверхневий геохімічний стік. Так, на крутих схилах ґрунт змивається інтенсивніше, ніж на рівнинах.
Важливим фактором ґрунтоутворення є вік країни. Багато тисячоліть минуло відтоді, як утворилися основні типи ґрунтів, адже процес ґрунтоутворення в природі відбувається надзвичайно повільно.
Ґрунтознавці встановили, що при доброму рослинному покриві й за сприятливих кліматичних умов для утворення шару ґрунту завтовшки 2-3 см у різних кліматичних зонах потрібно від 200 до 700 років. На твердих материнських породах процес ґрунтоутворення відбувається повільніше, ніж на таких, що швидко вивітрюються.
На процес ґрунтоутворення значною мірою впливає господарська діяльність людини. Цей вплив може бути як безпосередній спосіб обробітку ґрунту, меліоративні заходи, збирання лісової підстилки тощо, так і побічний, наприклад вирубування лісів на крутосхилах, що веде до ерозії, безсистемне випасання худоби, вогнева система землеробства тощо. Господарська діяльність людини має спрямовуватися на раціональне використання земель, підтримання й збільшення їхньої продуктивності.
При всіх способах землекористування найбільшої шкоди сільському господарству завдає ерозія ґрунтів. Неправильне землекористування посилює дію еродуючи факторів. Ерозія ґрунтів відбувається на всіх континентах світу.
Залежно від характеру й тривалості процесів руйнування верхніх шарів ґрунту та материнської породи розрізняють геологічну ерозію і ерозію прискорену. Остання часто посилюється в зв'язку з господарською діяльністю людини.
«Геологічна ерозія - це природний процес, який відбувається протягом геологічних епох і завдяки якому сформувався сучасний характер земної поверхні. Головні фактори, що зумовлюють геологічну ерозію - опади, вітер, крутизна схилу, температурні коливання, фізичні властивості порід, часткове підняття земної кори і землетруси. В наших широтах ця ерозія не є небезпечною для сільського чи лісового господарства, бо швидкість процесу руйнування ґрунту дорівнює швидкості процесу ґрунтоутворення. Більш небезпечний цей вид ерозії в пустинях, де відсутній рослинний покрив, і ніщо не може перешкодити вітру, який зносить верхні шари ґрунту» [14; 125].
Шкоди народному господарству завдає водна та вітрова ерозія.
Водна ерозія буває внаслідок змивання й вимивання частин ґрунту опадами, талими та проточними водами. Вона залежить від кількості й інтенсивності опадів, рельєфу, властивостей ґрунту, рослинного покриву.
Небезпека водної ерозії полягає не лише в зниженні родючості орного горизонту, а й замулюванні річок, ставків, водойм, заплавних земель. Цей вид ерозії поширений на схилах, переважно розораних, і найбільш небезпечний у гірських ландшафтах, в яких знищений лісовий покрив.
Дуже небезпечна яружна ерозія. Ліквідувати її можна лише залісненням та будівництвом спеціальних гідротехнічних споруд. Значних успіхів у боротьбі з яружною ерозією досягла Ржищівська гідролісомеліоративна станція в Київській області, яка застосувала комплекс агротехнічних, гідротехнічних і лісомеліоративних заходів: захисні лісонасадження, спорудження водорегулюючих і водозатримуючих валів, донних загат. Завдяки застосуванню науково обґрунтованої системи захисних заходів вдалося припинити дальше розмивання багатьох ярів і зберегти таким чином великі площі орних земель.
При річковій ерозії внаслідок швидкої течії води зноситься ґрунт з дна річок і незакріплених берегів. Щоб запобігти цьому, треба оберігати лісові насадження в прирусловій смузі, закріплювати береги за допомогою спеціальних гідротехнічних прийомів.
Захисна роль лісів, особливо на гірських схилах, винятково важлива, її не можна замінити ніякими гідротехнічними спорудами.
Отже, збереження ґрунту, рослинного покриву й вологи тісно зв'язані між собою. Рослинність переводить поверхневий стік вологи у внутрішньоґрунтовий і тим самим сприяє кращому збереженню й використанню вологи, нормалізує гідрологічний режим водних артерій, перешкоджає виникненню ерозійних процесів. У районах з малопорушеним рослинним покривом руйнівна дія водної ерозії незначна.
Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод сильним вітрам, і де відсутній природний рослинний покрив, що захищає поверхневі шари ґрунту, розораного на великих площах. Локальна вітрова ерозія спостерігається і на безструктурних піщаних ґрунтах. Особливо небезпечні піски біля озер та на узбережжях морів, де часто дмуть сильні вітри.
Причиною вітрової ерозії, крім несприятливих кліматичних умов, є руйнування зернистої структури ґрунту внаслідок неправильного обробітку та відсутності надійного його захисту. Надмірне випасання худоби в посушливих степах, яке призводить до знищення дернини, теж може спричинити вітрову ерозію.
Залежно від швидкості вітер видуває різної величини дрібнозем (іноді діаметром до 1 мм) і переносить його на значну відстань. При інтенсивній вітровій ерозії виникають так звані чорні бурі, під час яких у повітря піднімаються мільйони тонн ґрунту. Чорні бурі катастрофічне знижують родючість ґрунту не тільки в тих місцях, де вони виникають, а й завдають шкоди сільському господарству в тих районах, де відкладаються пилові маси.
На Україні найбільш небезпечні щодо виникнення вітрової ерозії степові та деякі лісостепові райони. Причини цих ерозійних процесів не лише в несприятливих породних умовах, а й у знищенні в минулому ґрунтозакріплюючої рослинності, руйнуванні структури ґрунтів, зменшенні загальної лісистості.
Крім водної та вітрової ерозії, іноді на схилах різної крутості спостерігається спливна ерозія. Ґрунтовий покрив перенасичений ґрунтовими або талими водами, може поступово або й раптово спливати, внаслідок чого зносяться його родючі шари. Пізніше це може призвести до яружної ерозії.
Останнім часом у деяких районах зрошування спостерігається іригаційна ерозія від зрошування ґрунту напуском води й, зокрема, від його дощування. Неправильне зрошування може призвести до засолювання ґрунтів. Ґрунтові води піднімаються до поверхні. Після випаровування води розчинні солі, що містяться в ній, залишаються в приповерхневих шарах, що зумовлює їх засолення. Щоб запобігти цим явищам, треба проводити хімічний аналіз вод і відповідно визначати спосіб зрошування.
Завдання охорони ґрунтів полягають у втіленні в життя науково обґрунтованої системи організаційно-господарських, агротехнічних лісомеліоративних та гідротехнічних заходів, спрямованих на раціональне використання земельних ресурсів, збереження й підвищення родючості ґрунтів, відтворення їхньої продуктивності з метою найкращого використання всіх біологічних можливостей наземних екосистем. Ефективність цих заходів залежить від глибини якісних змін у ґрунтовому покриві, викликаних стихійним або антропічним впливом, а також від фізико-географічних і насамперед грунтово-кліматичних умов.