Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

ма — от соотношения между значениями оттока, транспирации и испарения.

Определение водного баланса — очень трудоемкая задача. Она решается путем стационарных исследований с установлением абсолютных значений всех членов балансовых уравнений. Зная химический состав вод разных потоков, можно определить ба­ ланс веществ, поступающих в почву и теряемых ею в течение некоторого периода времени с током природных вод.

20.6. Типизация баланса веществ в зависимости от водного режима почв

Поскольку водный режим и водный баланс являются регу­ ляторами баланса веществ в почвах, это послужило основой для рассмотрения типов баланса веществ в связи с водным режимом почв (В. А. Ковда, 1973). Соответственно выделяются следующие типы баланса веществ: резкоотрицательный, отрицательный, уравновешенный, переменный, положительный, накопительный.

Резкоотрицательный баланс веществ обеспечивается эрозион- но-промывным (по В. А Ковде, 1973) водным режимом. Этот тип баланса характерен для склонов холмистых и горных районов, для распаханных склонов равнинных территорий, не имеющих противоэрозионной защиты. Баланс веществ этого типа, обуслов­ ленный миграцией воды, можно выразить формулой

где S — количество веществ в конце балансового периода; S0 — количество веществ в начале балансового периода; R — вещест­ ва атмосферных осадков; FSS — поверхностный сток растворен­ ного материала; FSM — поверхностный сток твердого материала; FL — внутрипочвенный боковой сток. Сухие эоловые выпадения при этом не учитываются, но при необходимости может быть добавлен еще один член уравнения в его приходной части.

Отрицательный баланс обеспечивается промывным водным режимом (рис. 80, A). Абсолютные значения отрицательного баланса меньше, чем в предыдущем случае. Это баланс почв, фор­ мирующихся на дренированных плато и равнинах с глубокими грунтовыми водами.

В почвах развивается процесс выщелачивания, выноса более или менее растворимых и геохимически подвижных продуктов выветривания и почвообразования. Процесс выщелачивания тем больше, чем в большей степени при прочих равных условиях (температурный режим, степень дренированности и т. п.) коли­ чество осадков преобладает над испаряемостью. Баланс веществ в данном случае выражается формулой

где In — нисходящий сток (инфильтрация).

374

Если при отрицательном балансе преобладающее значение среди расходных статей имеет вынос веществ нисходящим и боковым, а не поверхностным током влаги, то наблюдаются промывной режим и выщелачивание почв. Под влиянием этого типа баланса веществ под пологом леса сформировались такие почвы, как ферраллитные влажных тропиков, красноземы и желтоземы, подзолы и другие типы почв, формирующиеся во влажных климатах всех термических поясов под лесом.

Уравновешенный баланс веществ складывается при непро­ мывном водном режиме. В условиях полуаридного и аридного климатов, когда уровень грунтовых вод лежит глубже 7 м, при­ ходными статьями баланса веществ в почвах, обусловленного миграцией воды, могут быть атмосферные осадки. Вынос веществ из почвы может осуществляться только путем поверхностного и бокового стоков, так как нисходящий ток воды не глубок и выно­ са веществ за пределы почвенного профиля не происходит. В понижениях рельефа возможен незначительный принос ве­

В условиях уравновешенного баланса веществ формируются такие почвы, как степные черноземы, каштановые, бурые полу­ пустынные почвы, сероземы.

Переменный баланс веществ складывается в почвах влаж­ ного климата, расположенных на равнинах или в понижениях рельефа с близким (1—3 м) уровнем слабоотточных грунтовых вод. В таких почвах в годовом цикле нисходящий ток воды, достигающий весной уровня грунтовых вод, летом сменяется процессом их аккумуляции. В зависимости от конкретного соот­ ношения привнесенных и вынесенных из почвы веществ баланс их может быть нулевым, положительным или отрицательным. Примером такого типа вещественного баланса может быть годо­ вой баланс в черноземно-луговых почвах лесостепи, формирую­

375

20.7Изменение баланса биофильных элементов

впочвах под влиянием земледельческого

использования

Вовлечение почвы в сельскохозяйственное пользование резко меняет баланс веществ. Особенно велико влияние земледелия.

зультате смены естественных биоценозов агроценозами. Биологи­ ческий круговорот становится разомкнутым за счет отчужде­ ния и хозяйственного использования части ежегодно синтези­ руемого органического вещества. В почву поступает значительно меньше углерода, захваченного растениями из атмосферы, из нее выносится с урожаем большое количество N, Р, К, Са, Mg, S и других биофильных элементов. По подсчетам А. А. Титляповой (1982), в лесных экосистемах холодного и умеренного климата количество опада составляет 8—12 т/га в год, в травяных эко­ системах — в среднем 20 т/га, в агроценозах — только 3—8 т/га в год;

2) в почву вводятся биофильные элементы в виде удобрений и мелиорантов, а в случае орошения в виде веществ, растворен­ ных и взвешенных в оросительных водах;

3)распаханные почвы теряют вещества из-за развития по­ верхностного стока, плоскостной и линейной эрозии;

4)в первые десятилетия после распашки почва утрачивает значительную часть углерода вследствие минерализации лесных подстилок, степного войлока и гумуса. В атмосферу поступает дополнительное количество углерода в форме СO2 ;

5)осушение и орошение изменяют водный баланс почв и вместе с тем баланс всех химических элементов.

При распашке степных и лесных экосистем изменения в ха­ рактере биологического круговорота носят различный характер. Так, при сведении хвойных и широколиственных лесов и введении

севооборота при урожаях сельскохозяйственных культур средне­ го уровня ежегодный синтез органического вещества увеличи­ вается в 1,5-2 раза. При распашке луговой степи вовлечение углерода в круговорот сокращается в 1,5 раза. Поступление же биогенного углерода в почвы с растительными остатками во всех случаях сокращается. Причина этого — отчуждение большей части (60—70%) органического вещества, синтезированного сельскохозяйственными растениями.

Резкое уменьшение приходной статьи в балансе органиче­ ского вещества черноземов обусловливает обеднение черноземов гумусом. Кроме того, изменение условий разложения и комплек­ са организмов, ответственных за разложение и гумификацию растительных остатков и минерализацию гумуса, усиление минерализационных процессов также способствуют снижению содер­ жания органического вещества черноземов. Сравнение Карты

377