Prezentacja programu PowerPoint...The global carbon cycle for the 1990s, showing the main annual...

PROCESY GLEBOWE

© Andrzej GREINERTINŻYNIERIA ŚRODOWISKA – WBAIS, UZ

OCHRONA I REKULTYWACJA GLEB

• proces akumulacji biologicznej

i przekształcenia materii organicznej

• butwienie, gnicie

• mineralizacja, humifikacja

• proces murszenia

• proces brunatnienia

• proces wymywania składników

• proces przemywania

• proces bielicowania

• proces glejowy

WPROWADZENIE



The global carbon cycle for the 1990s, showing the main annual fluxes in GtC yr–1: pre-industrial ‘natural’ fluxes

in black and anthropogenic fluxes in red (modified from Sarmiento and Gruber, 2006, with changes in pool sizes

from Sabine et al., 2004).

PROCES AKUMULACJI BIOLOGICZNEJ



Krążenie i podstawowe funkcje materii organicznej w glebie (Microbial Management Systems 2014)




• I FAZA

• II FAZA


I PRZEKSZTAŁCENIA MATERII ORGANICZNEJ



Zachodzi pod wpływem makro i mikroorganizmów. Polega na akumulacji i przemianach materii organicznej,

a także związków mineralnych, wchodzących w jej skład. W zależności od rodzaju roślinności oraz

warunków oksydacyjno-redukcyjnych następuje w glebie nagromadzenie się większej lub mniejszej ilości

substancji organicznej o różnych właściwościach. Pod roślinnością bagienną (trzciny, pałka wodna, tatarak,

turzyce) powstaje swoista, mało zmieniona fizycznie i chemicznie substancja organiczna, tworząca pokłady

torfu. Gdy proces bagienny przerywany jest dłuższymi okresami suszy, tworzy się bardziej zmieniony utwór

organiczny, zwany murszem.

Pierwotny rozkład materii organicznej zachodzi w drodze butwienia (proces tlenowy) lub gnicia (proces

beztlenowy).

W glebach mineralnych przeważają procesy tlenowe, dlatego nie ma w nich warunków do akumulacji

większej ilości substancji organicznej przy udziale mikroorganizmów ulega ona spalaniu biologicznemu,

czyli mineralizacji. Pozostająca w glebie część substancji organicznej podlega znacznym przemianom

mikrobiologicznym, określanym jako proces humifikacji. Efektem tego procesu jest powstanie próchnicy

(humusu). Jej właściwości nie są jednolite. Zależą one od rodzaju roślinności, z której powstała i innych

warunków środowiska. Pod lasami tworzy się próchnica „kwaśna”, o przewadze tzw. fulwokwasów,

tworzących z wieloma składnikami gleby związki rozpuszczalne, a więc łatwo wymywalne. Ponieważ

fulwokwasy są kwasami dość silnymi, pod ich wpływem następuje rozkład większości minerałów glebowych,

w tym również trudno rozpuszczalnych krzemianów i glinokrzemianów. W efekcie większość składników

gleby zostaje rozłożona, rozpuszczona i wymyta w głębsze poziomy, co jest istotą procesu bielicowania.

Odwrotnie działa roślinność zielna. Pod jej wpływem tworzy się w glebie próchnica wysycona jonami Ca

i Mg, określana jako wysycona lub „słodka”, akumulująca dobrze składniki mineralne i zabezpieczająca je

przez wymywaniem. Taką próchnicą cechują się niektóre typy gleb, jak: czarnoziemy, czarne ziemie, rędziny

i gleby brunatne.




Akumulacja mat. org. zaczyna się już na litych

powierzchniach skalnych lub antropogenicznych




Torfowisko wysokie

Czarnoziem (Ukraina)

Cza

rno

ziem

Ręd

zin

a




Proces zarastania zbiorników wodnych

to z punktu widzenia gleboznawstwa

akumulacja materii organicznej na dużą

skalę, doprowadzający do tworzenia gleb

torfowych.




PROCESY MURSZOWE

Torfy (wysokie, niskie i przejściowe), muły i gytie pod wpływem

wahania się wilgotności podlegają przemianom, określanym ogólną

nazwą murszenia. Procesy murszowe polegają na przemianach

fizycznych, wywołanych głównie przez znaczne osuszenie osadów

organicznych i przemianach chemicznych, spowodowanych

częściowym ich utlenianiem. W wyniku tego powstaje gleba organiczna

o niższej pojemności wodnej i niższej przepuszczalności wodnej.

Ponadto w glebach zachodzą także inne procesy, jak powstawanie

mułów i namułów oraz procesy zasolenia.



PROCES WYMYWANIA

W strefach klimatycznych o charakterze humidowym (wilgotnym) jest procesem powszechnym, występującym

we wszystkich glebach. Wynika to z istnienia wód nadmiarowych, w dużej mierze opuszczających określony

teren na zasadzie spływu powierzchniowego i podziemnego. Polega on na tym, że odpływająca ze zlewni lub

wsiąkająca w głąb profilu glebowego woda zabiera z sobą część rozpuszczonych związków i w mniejszym

stopniu unoszonych w postaci zawiesiny. Szczególnie łatwo wymywane są z gleby jony wapnia i sodu.

Wskutek tego gleby stale się zakwaszają, co dla gleb rejonów humidowych jest zjawiskiem naturalnym.

Jednocześnie, wskutek stałego wypłukiwania z gleb soli łatwo rozpuszczalnych w wodzie, nie grozi w tych

rejonach na większą skalę zasolenie gleb – tak charakterystyczne dla klimatu suchego.

© Andrzej GREINERT© Andrzej GREINERTINŻYNIERIA ŚRODOWISKA – WBAIS, UZ


PROCES BRUNATNIENIA

Nazwa pochodzi od brunatnej barwy związków Fe3+, powstających przy stosunkowo intensywnym wietrzeniu

materiału glebowego i pokrywających stosunkowo równomiernie ziarna gleby.

Dzieje się to w warunkach powolnego ustępowania warunków

beztlenowych, w wyniku czego nie dochodzi do radykalnego

wymycia składników, a do ich lokalnej sedymentacji, głównie

w postaci kompleksów żelazisto-próchniczno-ilastych.

Powstaje poziom cambic, pomiędzy próchnicznym ochric

a względnie mało przekształconym materiałem macierzystym,

w strefie korzenienia się roślin.

Przy wietrzeniu, poza wytrącaniem się związków żelaza, tworzą

się minerały ilaste, głównie grupy illitowej, poprawiające

właściwości sorpcyjne i wodne gleby. Dzięki temu

składniki chemiczne są dość równomiernie

rozmieszczone. Gleby brunatne, tworzone w efekcie działania

procesu brunatnienia są aktywne biologicznie – intensywnie

zachodzą w nich przemiany fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Fe3+



PROCES PŁOWIENIA (PRZEMYWANIA, LESSIVÉ)

Zachodzi w warunkach przesiąkania przez profil glebowy wód opadowych o neutralnym lub alkalicznym

odczynie – stosunkowo łagodnie oddziałujących na materię glebową. Jest charakterystyczny dla siedlisk lasu

liściastego i mieszanego, doprowadzając do utworzenia gleb płowych. Polega na mechanicznym

przemieszczaniu w głąb profilu glebowego substancji ilastej, bez chemicznych przemian materiału

glebowego. W rezultacie powstaje specyficzny układ profilu glebowego, w którym na występują poziomy

uboższe w materię iłową (wymywania, luvic – Et) oraz bogatsze (wzbogacania, argic – Bt), przy czym

w poziomie iluwialnego wzbogacania w ił jest go więcej niż w skale macierzystej.



PROCES BIELICOWY

Jest charakterystyczny dla gleb piaskowych, znajdujących się pod roślinnością leśną, iglastą (sosna, świerk).Ze ściółki leśnej pod wpływem flory grzybowej powstają dość silne kwasy fenolowe i polifenolowe. Podwpływem tych kwasów rozkładowi ulegają minerały pierwotne i wtórne, a produkty ich reakcji tworząrozpuszczalne w wodzie sole glinu, żelaza, fosforu, kompleksowe związki organiczno-mineralne. Na miejscupozostaje SiO2, która nadaje poziomowi wymywania Es (albic, bielicowania) białawą jasno-popielatą barwę.Trudniej rozpuszczalne związki Al, Fe i P oraz substancja organiczna akumulują się w poziomie wmywania(spodic, iluwialnym Bhs, Bs), występującym poniżej poziomu Es. W wyniku procesu bielicowania powstajągleby silnie kwaśne i ubogie w składniki pokarmowe roślin.



PROCES RDZAWIENIA

Jest charakterystyczny dla gleb piaskowych, znajdujących się pod roślinnością leśną borów mieszanychi lasów mieszanych. rezultacie przemieszczania się żelaza w profilu glebowym i jego wytrącania w postaciwodorotlenków i tlenków pojawia się poziom wzbogacenia Bv – sideric (rdzawy). Zachodzenie tego procesuw przypadku dodatkowego allochtonicznego zasilania w związki Fe (kapilarny podsiąk wód gruntowych) oraz(albo) ich podpowierzchniowego spływu może doprowadzić do powstania poziomu rubic (ochrowego).Przebieg procesu jest zbliżony do procesu brunatnienia, różni się jednak zachodzeniem w luźniejszym(słabszym) materiale piaszczystym, ponadto przy mniej intensywnych przemianach fizycznych, zwłaszczao charakterze wietrzeniowym.Do tego roku gleby rdzawe powstające w wyniku działania tego procesu traktowane były jako te napoczątkowych stadiach bielicowania. Obecnie wydziela się je niezależnie wobec gleb bielicoziemnych,a samo bielicowanie uznaje się za objaw degradacji gleb rdzawoziemnych.

© Andrzej GREINERT

Gle

ba

rdza

wa

na

polu

upra

wnym

Gle

by o

chro

we

Gle

ba

rdza

wa

na

stan

ow

isku l

eśnym



PROCESY GLEJOWE

Przy niedoborze tlenu w glebach oraz w obecności mikroorganizmów anaerobowych zachodzą w nich procesy

redukcyjne (warunki redoksymorficzne). Poznajemy je zazwyczaj po charakterystycznym szarozielonkawym

zabarwieniu zredukowanych poziomów, pochodzącym od związków żelaza dwuwartościowego Fe2+.

W zredukowanych częściach profilu glebowego pojawiają się także barwy białe (w materiale węglanowym)

oraz czarne (w materiale organicznym). Proces ten może zachodzić od dołu profilu glebowego, pod wpływem

wysoko zalegającej wody gruntowej i wtedy tworzą się gleby gruntowo-glejowe lub od góry, kiedy woda

opadowa gromadzi się na powierzchni gleby i wskutek jej małej przepuszczalności przez dłuższy czas nie

wsiąka. W tym drugim przypadku tworzą się gleby opadowo-glejowe,

nazywane dawniej niesłusznie (bo proces

jest prawdziwy) pseudoglejowymi.

Na granicy występowania procesów

utleniania i redukcji tworzy się w profilu

glebowym poziom przejściowy

o charakterystycznej morfologii,

marmurkowości, cechującej się tym,

że na sinozielonym tle występują

brunatne plamy o barwie pochodzącej

od utlenionych związków Fe3+.



Prezentacja programu PowerPoint...The global carbon cycle for the 1990s, showing the main annual...

Documents

Transcript of Prezentacja programu PowerPoint...The global carbon cycle for the 1990s, showing the main annual...