Генезис болотних грунтів - студопедія

Болотні грунту відносяться до поширеність і зустрічаються у багатьох зонах. Основні їх площі (близько 70 млн. Га) знаходяться в тундрової і таежно-лісовий зонахУкаіни. У більш південних зонах вони поширені значно менше, де приурочені в основному до заплав річок і відрізняються зональними особливостями.

Освіта і розвиток болотних грунтів пов'язано з надлишковим зволоженням, що виникають під дією поверхневих або грунтових вод. Причинами поверхневого перезволоження може бути застій води в зниженнях рельєфу (западини, улоговини) при її накопиченні за рахунок поверхневого стоку з навколишніх підвищених ділянок. Вода може застоюватися і на рівнинних територіях при відсутності або слабкому прояві поверхневого стоку і наявності водотривких горизонтів в товщі грунту або почвообразующей породі. Наприклад, в разі розвитку грунтів на двочленних відкладеннях з піщано-супіщаних верхньою товщею і подстіланіі важкими покривними або моренними слабоводопроніцаемимі породами. Перезволоження грунтів виникає також при близькому заляганні до поверхні ґрунтових вод. При насиченні грунтових горизонтів до повної вологоємності створюються умови для появи і розвитку пристосованої до перезволоження болотної рослинності і освіти болотних грунтів.

Болотні грунти формуються при розвитку двох процесів - торфообразованія і оглеения. Їх часто об'єднують під назвою «болотний процес».

Залежно від прояву процесу торфообразованія серед болотних грунтів виділяють болотні торф'яні і болотні мінеральні грунту. До останніх відносяться перегнійно-глейові і иловато-глейові. Основні площі болотних грунтів представлені болотними торф'яними грунтами. Торфообразованіе - накопичення на поверхні ґрунту напіврозкладених рослинних залишків у результаті сповільненою їх гуміфікації і мінералізації в умовах надмірного зволоження. На початкових стадіях заболочування перезволоження грунту викликає зміну рослинності: поселяються вологолюбні автотрофні рослини, які потім можуть змінюватися зеленими мохами, зозулиним льоном і нарешті сфагнумом.

Виникаючі при надмірному зволоженні анаеробні умови різко загальмовують процеси мінералізації та гуміфікації відмирає рослинності. На поверхні грунту починають накопичуватися полуразло- що жили органічні залишки, формуючи поступово шар торфу. Перетворення органічних речовин при торфообразованія являє собою складний біохімічний процес, в якому беруть участь різні групи мікроорганізмів. Найбільша зміна торф'яної маси відбувається в поверхневому 5-10 сантиметровому шарі, де виникає короткочасна аерація. При цьому частина рослинних залишків гуміфіціруется. Нижні шари торф'яної маси, перебуваючи в умовах постійного стійкого анаеробіозіса, майже не змінюються. Тому в складі органічної речовини торфу присутні рослинні залишки, в різному ступені порушені розкладанням, частково продукти їх гуміфікації (гумусові речовини) і проміжні продукти розпаду органічних речовин відмерлих рослин. Приріст торфу в тайговій зоні в рік становить 0,27-0,67 см. Ступінь зміни рослинних залишків при торфообразованія значною мірою залежить від їх хімічного складу (вмісту азоту, підстав), реакції середовища.

Найбільш поширеними рослинами -торфообразователямі є осоки, пухівки, очерет, очерет, вейник, рогіз, канареечник і т. Д. Серед напівчагарників і деревних - багно, журавлина, верес, верба, береза, вільха чорна і сіра, сосна звичайна, ялина, модрина і т. д. Особливо важливу роль в торфообразованія грають мохи: гіпновие, зозулин льон і білі сфагнові. Склад болотної рослинності, зміна одних угруповань іншими в великій мірі залежать від складу і властивостей заболочуються грунтів і перезволожуються їх вод. При стійкому переувлажнении багатих грунтів (дерново-глейовими, лучних та ін.) Розвиваються болотна трав'яниста рослинність, деякі види чагарникових і деревних рослин, вимогливих до умов поживного режиму. Така ж за складом болотна рослинність розвивається і при перезволоженні грунтів водами, що містять підвищену кількість різних мінеральних сполук (бікарбонатів кальцію, розчинних форм елементів живлення).

На вододільних ділянках перезволоження зазвичай створюється за рахунок застою на поверхні або водоупоре в товщі грунтів або породи бідних мінеральними речовинами вод атмосферних опадів. У цих умовах стійко розвиваються маловимогливих рослини-торфообразователі - сфагнові мохи, пригноблені форми сосни, берези, багно, журавлина та ін. Бідні зольними елементами і азотом залишки такої болотяної рослинності формують слаборазложившийся торф з невисокою часткою участі його в складі органічної речовини гумусових сполук. Болота і болотні торфові грунти, що розвиваються в цих умовах, отримали назву верхових.

Заторфовиваніе водойм. Основний шлях освіти болотних грунтів пов'язаний з описаними явищами заболочування суші під впливом стійкого надмірного зволоження, поселення болотної рослинності і формування торф'яних горизонтів. Освіта торф'яних болотних грунтів відбувається також при заторфовиваніі водойм (озер, заплав річок, стариць і т. Д.). При відмирання планктону (водорості, молюски та ін.) Його маса змішується на дні з мінеральним мулом, утворюючи сапропель (гниючих іл). У міру наростання товщі сапропелю на ньому, починаючи з мілководдя, біля берегів поселяються земноводні рослини - очерет, очерет і ін. При їх відмирання на сапропелю поступово утворюється торф'яна маса, що заповнює мілководді. Процес наростання торфу посилюється за рахунок відмираючих залишків плаваючих рослин - шабельника, телореза і ін. При заторфовиваніі водойм можуть утворюватися найбільш потужні торф'яники (до 15 м і більше).

Про г л е е н і е. Постійне перезволоження при заболачивании мінеральних горизонтів призводить до розвитку в них процесу оглеения. Оглеєні (глееобразованія) - це складний біохімічний відновний процес, що протікає в анаеробних умовах при перезволоженні грунтів при неодмінному наявності органічної речовини та участі анаеробних мікроорганізмів. Найважливіші явища, що протікають при оглеєні, - відновлення елементів змінної валентності (Fе, Мn, S, N і ін.), Руйнування алюмосилікатів, утворення вторинних алюмоферрісілікатов, взаємодія рухомих продуктів мінеральних сполук з активними формами водорозчинних органічних речовин і утворення рухомих органо-мінеральних сполук .

Найбільш характерна риса глееобразованія - відновлення окисного заліза в закисное. Воно може відбуватися, мабуть, як в результаті ферментативної діяльності мікроорганізмів, так і впливу продуктів життєдіяльності анаеробної мікрофлори (Н2. Н2 S, масляна кислота і ін.) І гумусових кислот. При відновленні окисного заліза відбувається розчинення (зняття) залізистих плівок на поверхні ґрунтових мінералів. В результаті цього ґрунтова маса набуває осветленную сизувате забарвлення, властиву вихідним мінералів. Таке забарвлення посилюється і за рахунок утворення вторинних алюмоферрісілікатов, до складу яких входить закисное залізо. Тому горизонти, де розвиваються стійкі процеси оглеения, мають сизувате, брудно-зелену або блакитнувате фарбування. Такі горизонти називають глейовими.

Якщо оглеение носить періодичний характер і змінюється розвитком окислювальних процесів або не досягає високої інтенсивності, то зазвичай суцільного глеевого горизонту не утворюється, а формується горизонт з окремими сизувато-зеленими і іржаво-охристими плямами. Такі горизонти називають глеюваті. Процеси оглеения розвинуті не тільки у власне болотних грунтах, але і в багатьох типах грунтів, що відносяться до полугідроморфние (лугові, глеево-підзолисті, дерново-глейові, солоди і ін.).

При оглеєні Мn відновлюється до Мn 2. + Підвищені його кількості токсичні для рослин. При стійкому оглеєні сірка відновлюється до Н2 S, FеS.Значітельним перетворенням при оглеєні піддаються з'єднання азоту і фосфору. При оглеєні розвивається процес денітрифікації, що може викликати значні втрати азоту грунту і внесених добрив. Зміна фосфатного режиму обумовлено утворенням в обглеєних горизонтах фосфатів закису заліза типу вивианита, і при періодичній зміні відновлювальних процесів окисними - накопиченням важкодоступних рослинам фосфатів окисного заліза. Оглеєні викликає дезагрегацию грунтової маси. Глейові горизонти характеризуються високою щільністю. Таким чином, оглеение істотно погіршує умови поживного режиму і фізичні властивості ґрунтів. Для їх поліпшення потрібно корінна зміна водно-повітряного режиму.

Якщо оглеение виникає у верхніх горизонтах у випадках поверхневого їх перезволоження і носить тимчасовий характер, то таке його прояв призводить до розвитку елювіально-глеевого процесу. Елювіально-глейові процес, розвиваючись в умовах контрастного водного режиму, характеризується:

контрастним проявом окислювально - відновних процесів у верхніх горизонтах профілю - різким зниженням ОВ-потенціалу в період тимчасового перезволоження з подальшим підвищенням потенціалу при просиханні грунту і наростанні аерації;

перетворенням органічних речовин з утворенням великої кількості рухомих і агресивних форм - фульвокислот, низькомолекулярних кислот, поліфенолів;

освітою рухомих відновлених форм заліза і марганцю, а в умовах кислої реакції і рухомих сполук алюмінію;

активною взаємодією агресивних органічних речовин з компонентами мінеральної частини грунту з утворенням водорозчинних комплексних органо-мінеральних сполук і їх міграцією з низхідним або бічним струмом води.

Зазначені особливості елювіально-глеевого процесу визначають широке його участь в утворенні освітлених елювіальний горизонтів у грунтах з явищами тимчасового поверхневого надмірного зволоження (підзолистих, болотно-підзолистих, солодях, сірих лісових, глейовими і ін.).