Почва — основная арена взаимодействия между живым веществом и неживой природой (горными породами, водами, воздухом). В ней протекают разнообразные геохимические и биологические процессы. С одной стороны, почва наследует те химические элементы, которые содержатся в почвообразующих породах в итоге геологического развития данного района.[ ...]
Высшие растения суши ежегодно синтезируют более 100 млрд т сухого органического вещества. Принимая, что зольные элементы и азот составляют около 5% т этой массы, можно заключить, что на суше вовлекается в биологический круговорот несколько миллиардов тонн химических элементов.[ ...]
Оценить влияние биологического круговорота на перераспределение химических элементов можно путем определения степени их концентрации наземной растительностью. Эта величина выражается отношением содержания химического элемента в сухом веществе растений к содержанию этого же элемента в земной коре. Если степень биологической концентрации невелика, то, несмотря на значительное абсолютное содержание химического элемента в растительном веществе, растительность не оказывает существенного влияния на перераспределение данного элемента. Например, среднее содержание кремния в наземной растительности составляет около 0,2% от всей массы растительного вещества. Абсолютное значение этой величины, безусловно, значительно. Однако содержание кремния в литосфере составляет 27,6%. Следовательно, степень накопления кремния растительностью невелика — около 0,01, поэтому значение растительности для перераспределения кремния сравнительно небольшое.[ ...]
Порядок содержания фосфора и кремния в растениях одинаков, однако содержание фосфора в литосфере в несколько сотен раз меньше, чем кремния. Следовательно, растительность весьма энергично концентрирует фосфор, и этот процесс имеет важное значение для перераспределения фосфора.[ ...]
О направленности биологического круговорота можно получить представление, если определить коэффициенты биологического поглощения распространенных химических элементов наземной растительностью. Указанный коэффициент численно равен отношению концентрации химического элемента в золе растительности суши к его средней концентрации в литосфере. Это графически показано в верхней части рис. 38. Растительность оказывает активное воздействие на перераспределение многих химических элементов, в первую очередь углерода, азота, фосфора, серы и галогенов.[ ...]
В итоге элементарный состав почвы закономерно отличается от состава литосферы повышенным содержанием, во-первых, элементов, интенсивно накапливаемых растительностью (углерод, азот), и, во-вторых, элементов, относительно накапливаемых за счет их очень низкой водной миграционной способности (цирконий, кремний). Часть химических элементов содержится в почве в меньшем количестве, чем в литосфере, благодаря их энергичному вовлечению в водную миграцию. Таковы кальций, натрий, калий, хлор и др.[ ...]
В табл. 18 приведен средний элементарный состав почв европейской части России, вычисленный С. А. Кудриным (1963), и почв мира, определенный А. П. Виноградовым (1950). Близкие значения данных для России и мира обусловлены тем, что последние рассчитаны без учета состава почв тропической суши, образующих большую часть суммарной площади педо-сферы.[ ...]
Миграционные циклы химических элементов не являются чем-то постоянным, они определенным образом эволюционировали на протяжении геологической истории. Данные геохимии свидетельствуют о том, что такие трудноподвижные (в современных условиях выветривания) химические элементы, как железо и марганец, в докембрии обладали высокой водной миграционной способностью, а сера — элемент с высокой миграционной способностью — в то время отличалась слабой геохимической подвижностью. Биологический круговорот в каменноугольном периоде, несмотря на огромную массу материковой растительности, был значительно менее емким, чем в настоящее время (в силу низкой зольности древней растительности), и отличался иным соотношением химических элементов.[ ...]
Таким образом, в геохимическом плане почвообразование представляет собой сложный, развивающийся во времени процесс обмена вещества между литосферой, атмосферой и наземными организмами. Наряду с обменом вещества почвообразование сопровождается определенным обменом энергии. Основы учения об энергетике почвообразования заложены В. Р. Волобу-евым (1963). Согласно данным этого исследователя, суммарная затрата энергии на почвообразование составляет в тундрах и пустынях 4—20 кДж/см2 в год. В лесах и степях умеренного пояса годовой расход энергии возрастает до 40—170 кДж/см2 в год. Во влажнотропических ландшафтах эта величина достигает максимума — 200—300 кДж/см2 в год.[ ...]
Основная часть энергии почвообразования расходуется на испарение и транспирацию (от 95 до 99,5% всей энергии). Затраты на биологические процессы составляют от 0,5 до 5,0% всей энергии (большей частью около 1,0%). По-видимому, это находится в связи с тем, что на фотосинтез идет 0,01—0,001 поглощенной солнечной энергии. На гипергенное преобразование минералов расходуются сотые и тысячные доли процента от всей энергии почвообразования.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Влияние водной и биологической миграции химических элементов на формирование элементарного состава почвенного покрова суши |
 |
| Распределение концентраций химических элементов в почвообразующих породах |
 |
| Изменение коэффициента полноты использования радиационной энергии на почвообразование (а) в зависимости от показателя увлажненного (Кп) (по В. Р. Волобуеву, 1963) |
 |