Изучение роли геологических процессов на формирование почв Лодыгинского оврага близ д. Михайлово Муромского района

Земля-кормилица, земля-матушка. Мы так часто слышим и употребляем эти слова, что уже почти не придаём им значения. Но ведь леса и поля, растения, животные есть у нас только благодаря почве. Образование почвы началось вместе с появлением на Земле первых живых существ. Именно им мы обязаны своей жизнью. Ещё в древние времена люди заметили удивительное свойство окружающей среды. Это свойство было названо плодородием. Почва необходима для жизни растений, животных, человека. Выращивая сельскохозяйственные культуры, люди заметили на то, что урожай одного и того же растения, оказывается неодинаковым на различных земельных участках. Люди узнали о том, что существуют различные почвы и научились по внешним признакам определять плодородие почв, благодаря чему они могли узнать, как затратив меньшие усилия, вырастить хороший урожай. Этими признаками являлись состав и мощность развития естественной растительности, окраска почвы, мощность окрашенного в темные тона почвенного профиля, характер более глубоких, подстилающих верхние слои почвы, горизонтов.

В ходе длительной истории развития земли на состояние почв оказывали различные факторы, в том числе геологические процессы.

Для человека почва имеет особо важное значение, кроме ее общепланетарной роли: из почвы и через нее человек получает свою пищу, свою одежду, на ней он живет, на ней он трудится. В этой связи необходимо четко представлять, что же происходит с почвенным покровом, каково его состояние, каковы перспективы его использования – в эпоху, когда человек стал геологическим фактором преобразования окружающей среды, что может ожидать человека в результате все более интенсивного изменения морфологических признаков почв, этого исчерпаемого ресурса.

Начало образования почвы – это процесс выветривания горных пород. Песок и глина являются почвообразующими горными породами, а с перегноем они становятся почвой. На состояние почв оказывают антропогенный фактор и природный, последний включает геологические процессы.

Почва — одно из важнейших богатств, которым располагает человек. Все мы зависим, в конечном счете, от ее плодородия. Почва — это рыхлый поверхностный слой земли. Плодородие почвы обуславливается ее определенными физико-химическими свойствами. В состав почвы входят следующие структурные компоненты: минеральная основа (50-60% общего состава почвы), органические вещества (до 10%), воздух (15-25%), вода (25-35%). Кроме того, в состав почв входят живые организмы — биотический компонент. Таким образом, почва включает в себя твердые, жидкие, газообразные компоненты и формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных, микроорганизмов.

Выдающийся русский ученый В. В. Докучаев впервые дал следующее определение почвы: “Почвой следует называть ”дневные”, или наружные, горизонты горных пород (все равно каких ), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мертвых. ” Почва – элемент географического ландшафта. Первопричиной образования почв явились живые организмы (главным образом растения и микробы), поселяющиеся в разрушенной выветриванием горной породе.   Происхождение почвы и ее свойства неразрывно связаны с условиями окружающей среды. Она отражает в своих свойствах исторический ход влияющих на нее природных условий, производительных сил и производственных отношений. Почва таит в себе огромные резервы плодородия. Задача заключается в умелом использовании их, что возможно на основе углубленного познания процессов почвообразования и мелиоративного воздействия на почву.

Почвообразующие породы

Почвообразующей (материнской) породой называется всякая горная порода, на минеральной основе которой возникает и развивается почва. Между почвой и почвообразующей породой происходит постоянный обмен энергией (особенно тепловой), газами парами воды и растворами.   Почвообразующими породами могут быть продукты выветривания массивнокристаллических и осадочных пород. Этими породами чаще всего являются продукты выветривания осадочных пород. Однако наиболее древние осадочные горные породы обычно прикрыты новейшими четвертичными отложениями. Залегая непосредственно на поверхности земли, они служат основными материнскими породами. Наиболее распространенными материнскими породами являются континентальные четвертичные отложения: древние и современные ледниковые образования (морена), лесс и лессовидные породы, аллювий, делювий, элювий и др.

1. 3. Физические свойства почв.

1. 3. 1. Физические свойства.

Физические свойства почвы разделяются на основные (объемный и удельный вес, пористость, пластичность, липкость, связность, твердость, спелость) и функциональные (водные, воздушные и тепловые). К последним относят способность поглощать (впитывать) выпадающие осадки или оросительную воду, пропускать, сохранять или удерживать ее, подавать из глубоких горизонтов к поверхности, снабжать ею растения и т. д. Вода значительно изменяет физические, химические, тепловые и воздушные свойства почвы. Физические свойства почвы, тесно связанные с другими ее свойствами, изменяются в соответствии с ходом почвообразования, а с изменением свойств изменяется и почвообразование. Суммарный объем пор между частицами твердой фазы (объем всех промежутков), выраженный отношением объема пор к объему почвы называется пористостью, или скважностью. Размер пор, форма и сочетание их весьма разнообразны, так как они являются производными от случайного расположения полидисперсных частиц механического состава – элементарных почвенных частиц, микроагрегатов и структурных отдельностей, крайне различных по размерам, форме и характеру их поверхностей. Эти промежутки по форме и размерам сильно изменяются во времени в зависимости от происходящих в почве физико-механических и биологических процессов. Вследствие частичной или полной закупорки некоторые поры исчезают, другие возникают вновь. В почвах возможна уплотненная укладка, если промежутки первого порядка будут заняты частицами или агрегатами, диаметр которых отвечает размерам пор.

Пластичностью почвы называется способность ее в определенном интервале влажности под воздействием внешних сил изменять свою форму с сохранением новой приданной формы (способность к формованию и лепке). Это свойство обуславливается образованием гидротированных плотных оболочек вокруг мельчайших частичек почвы. Наибольшую пластичность имеют так называемые жирные, или тяжелые, глины, состоящие из тонких чешуйчатых частичек, сложенных в форме плотных штабелей. Липкость (клейкость) – способность почвы во влажном состоянии прилипать к вводимым в нее предметам или соприкасающимся с нею. Она зависит от влажности, механического и химического состава и других свойств почвы. Начинает проявляться в структурной почве при ее влажности 60 – 70% и в бесструктурной – при 40 – 60% полной влагоемкости. Затем липкость возрастает до степени влажности, соответствующей нижнему пределу текучести, а при последующем повышении влажности липкость уменьшается и при переходе почвы в текущее состояние исчезает. Липкость определяется количеством влаги, соответствующим моменту, когда почвенная масса при некоторой наименьшей влажности начинает прилипать. Связность – это свойство взаимного сцепления или притягивающего действия между почвенными частицами, которое измеряется силой, удерживающей частицы одну около другой.

Твердость (плотность). Твердостью почвы называется способность ее оказывать сопротивление проникновению в нее твердых режущих тел род давлением. Твердость в поле обычно устанавливают визуально, различая следующие степени плотности почвы: а) рыхлая – осыпается со стенок разреза от прикосновения ножа, легко проникающего в почву; б) рыхловатая – осыпается меньше предыдущей, почвенный разрез без затруднения копается лопатой, нож хорошо проникает в почву; в) уплотненная (плотноватая) - удовлетворительно режется лопатой и ножом, нож с трудом входит в почву; г) твердая – с трудом режется лопатой; стенки разреза очень плотные, нож с трудом входит в почву; д) очень твердая – слабо поддается действию лопаты. Нож лишь оставляет черту, не проникая в почву. Эта степень твердости характерна для иллювиальных горизонтов сильносолонцеватых почв, солонцов и в ряде случаев подзолов (ортштейны, ортзанды) и прочее.

Влажность почвы. Содержание воды в почве колеблется в пределах от сильного иссушения (физиологической сухости) до полного насыщения и переувлажнения. Количество воды, находящейся в данный момент в почве и выраженное в весовых или объемных процентах по отношению к абсолютной сухой почве, называется влажностью почвы. Зная влажность почвы, нетрудно определить запас почвенной влаги. Одна и та же почва может быть неодинаково увлажнена на разных глубинах и в отдельных участках почвенного разреза. Увлажненность почвы зависит от физических свойств ее, водопроницаемости, влагоемкости, капиллярности, удельной поверхности и других условий увлажнения. Изменение влажности почв и создание благоприятных условий увлажнения в течение вегетационного периода достигаются приемами агротехники. Каждая почва имеет свою динамику влажности, меняющуюся по генетическим горизонтам. Различают влажность абсолютную, характеризующуюся валовым (абсолютным) количеством влаги в почве в данной точке на данный момент, выраженном в процентах от веса или объема почвы, и влажность относительную, исчисляемую в процентах от пористости (полной влагоемкости).

Плодородие почв. Плодородие – способность почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания. В то же время оно тесно связано с растениями. Плодородие постоянно развивается, претерпевая заметные изменения, которые связаны с природными и социально-экономическими факторами. К элементам плодородия относятся конкретные свойства почвы, определяющие высоту урожаев, такие, как водно-воздушные,. физические и химические свойства, содержание и состав солей и органического вещества в почве, характер почвенного поглощающего комплекса, емкость и насыщенность почвы основаниями, буферная способность и др. , а также состав, строение и структурное состояние почвы, мощность Ап, сложение и плотность его и т. д. Плодородие зависит от содержания и соотношения элементов зольного питания и азота в почве, от содержания и состава микроэлементов и веществ, изменяющих свойства почв (известкование, гипсование), а также от управления водным, воздушным, тепловым, питательным и биологическим режимами почвы.

1. 3. 2. Строение почвы (функциональные зоны и генетические горизонты)

На освещенной солнцем лицевой стенке почвенного разреза можно легко выделить почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и отличающиеся по цвету, структуре, механическому составу, влажности и другим признакам. Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Почвенный профиль можно условно разделить на четыре функциональных зоны (сверху вниз):

1)аккумулятивную (зону накопления , горизонт А ), 2) элювиальную (зону вымывания , горизонт А 2), 3) иллювиальную (зону «вмывания », горизонт В ) и 4) зону незатронутую почвообразованием (горизонты С и D). В первой зоне происходят процессы накопления органических остатков, их превращение в гумус и накопление гумуса. Во второй зоне происходит разрушение органических и минеральных веществ и вымывание их в нижележащие слои почвы. В третьей зоне происходит закономерное (слоями) накопление вымытых из второй зоны веществ. Четвертая зона представляет собой не преобразованную почвообразовательным процессом минеральную основу почвы.

В первой функциональной зоне почвы выделяются два слоя : верхний - органогенный слой (горизонты А0, Ад, Т, П ), состоящий из органических остатков растений и животных , и нижний (горизонты А или А 1) - состоящий из органических и минеральных веществ , причем органическое вещество представлено гумусом. Верхний, органогенный слой почвы , в зависимости от условий почвообразования может быть представлен : в сухих условиях горизонтами А0 или Ад , а во влажных условиях - Т или П. Горизонт А0 - самая верхняя часть почвенного профиля, представляющая собой опад растений на различных стадиях разложения - от свежего до полностью разложившегося. В лесу - это лесная подстилка (образуется опавшей листвой , хвоей , ветками и т. п. ), на лугах и в степях - степной войлок или дернина (Ад ) - опавшие стебли и листья , а также живые и мертвые узлы кущения травянистых растений. Горизонт Т - торфяной , образуется в очень влажных условиях (на болотах ) и представляет собой слои торфа разной мощности , в котором различимы части образовавших его растений. Горизонт П - перегнойный, образуется в менее влажных условиях и представляет собой сильно разложившиеся органические остатки , в которых части растений неразличимы (степень разложения более 50 %, а содержание органического вещества в этом горизонте - 30-70 %.

Нижний слой первой функциональной зоны почвенного профиля представлен либо горизонтом А - или гумусово-аккумулятивным (если процесс накопления гумуса в почве преобладает над процессами его разрушения и вымывания), либо горизонтом А1 - или гумусово - элювиальным (если наряду с накоплением гумуса выражен еще и процесс его разрушения и вымывания). Горизонты А и А1 - наиболее темно окрашенные в почвенном профиле, их цвет варьирует от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. Мощность этих горизонтов варьирует от нескольких сантиметров (в большинстве случаев) до 1,5 м и более (в некоторых типах почв). Ко второй функциональной зоне почвы относится горизонт А2 – элювиальный (горизонт вымывания). Это горизонт, из которого в процессе почвообразования выносится ряд веществ в нижележащие горизонты или за пределы почвенного профиля. В результате этот горизонт обедняется глинистыми минералами, полуторными окислами и относительно обогащается кремнеземом. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт. В разных типах почв элювиальный горизонт имеет различное наименование (подзолистый - в подзолистых и дерново-подзолистых почвах, осолоделый - в солодях). В третьей функциональной зоне почвенного профиля, как уже говорилось ранее, происходит послойное накопление вымытых из второй зоны веществ. Горизонты , входящие в эту часть почвы , обозначаются индексом В и называются иллювиальными. В них частично откладываются вещества , которые вымываются из почвенных горизонтов , расположенных выше , а иногда приносятся боковым током почвенно-грунтовых вод с повышенных элементов рельефа.

Горизонт В - это бурый, охристо - бурый, красновато - бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих слоев. В почвах, где не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе и характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса и разложения первичных материалов. Горизонт В может подразделяться на В1 подгоризонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 - подгоризонт более слабой и неравномерной гумусовой окраски и В3 - подгоризонт окончания гумусовых затеков.

В зависимости от мигрирующих по профилю продуктов почвообразования, иллювиальный горизонт может обогащаться различными соединениями - гумусом (В h), илом (В i), карбонатами (Вк), соединениями железа (В fe) или иметь признаки оглеения (Bg). Горизонт Вк - горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней или нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций. Четвертая функциональная зона почвенного профиля может быть представлена одним или несколькими горизонтами, в зависимости от однородности свойств минеральной основы почвы на разных глубинах.

Чаще всего выделяют два горизонта (сверху вниз) материнскую (С) и подстилающую породы (D). Горизонт С представляет собой незатронутую или слабо затронутую почвообразовательными процессами породу. Горизонт D выделяется в том случае, когда почвенные горизонты образовались на одной породе, а ниже нее расположена порода с другими свойствами.

Окраска представляет собой наиболее существенный показатель принадлежности почвы к тому или иному типу и очень важна при их классификации. Окраска почв отражает их зональные особенности: каждой почвенно-климатической зоне присущи характерные цветовые оттенки почв. Так , почвы таежно-лесной зоны имеют светлые , серые и белесые тона , почвы лесостепной зоны - серые и темно -серые , лугово-степной (черноземной ) - темно-серые и черные , почвы сухих и пустынных степей – каштановые и бурые тона и т. д. Наиболее важными для окраски почв являются следующие три группы соединений: 1) гумус (черный, темно - серые, серые цвета); 2) соединения железа (красные, оранжевые, желтые цвета - окисное железо, сизые и голубоватые цвета - закисное железо); 3) кремнекислота, углекислая известь и каолин (белые и белесые оттенки.

Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов. Для определения окраски одного отдельно взятого почвенного горизонта необходимо: а ) установить преобладающий цвет; 2) определить насыщенность этого цвета (темно -, светлоокрашенная); 3) отметить оттенки основного цвета. Например - буровато светло-серый, коричневато-бурый, светлый серовато-палевый и т. п. При описании цвета того или иного горизонта необходимо указывать и степень однородности окраски. Тип почвы определяется, в основном, соотношением в почве физического песка и физический глины. По этому признаку выделяют четыре основных разновидности: глинистые, суглинистые, песчаные и супесчаные. В полевых условиях определение механического состава почвы производится следующим образом. Щепотку почвы из исследуемого горизонта тщательно растирают пальцами на ладони. Супесчаные почвы растираются легко, при этом обнаруживается незначительное количество мягкого, пылевато-глинистого материала. Песчаные почвы полностью лишены глинистых частиц. Глинистые почвы растираются с трудом и после растирания появляется значительное количество пылевато-глинистых частиц.

Новообразования и включения – это локальные обособленные вещества, отличающиеся по своему строению и вещественному составу от вмещающей их почвенной массы. Возникают в результате действия различных почвообразовательных процессов.

Каждое новообразование формируется в определенных условиях и поэтому является индикатором почвенных процессов, либо протекавших ранее, либо идущих сегодня – это делает новообразования важными диагностическими признаками для классификации почв.

Почвенные новообразования очень разнообразны и различаются по форме, цвету, химическому и минералогическому составу. Могут быть представлены налетами, пятнами, примазками, потеками, прожилками по ходам землероев и корням растений, а также более плотными формами – конкрециями или стяжениями, плотными сцементированными железистыми прослойками и др.

К включениям относятся инородные тела, происхождение которых не связано с процессом почвообразования: обломки горных пород, не связанных с материнской породой, валуны, щебень, захороненные остатки раковин, кости современных и вымерших животных, остатки материальной культуры человека (обломки кирпича, керамики, стекла, археологические находки и др. )

Включения различного характера часто помогают судить о происхождении почвообразующей породы и возрасте почв.

1. 4. Роль геологических процессов в формировании почв.

1. 4. 1. Роль ледника.

На большей части территории земного шара почвообразование идет на осадочных горных породах. В северной части Азии, Европы и Америки обширные пространства заняты породами, отложенными ледниками четвертичного периода (мореной) и продуктами размывания их талыми ледниковыми водами.

Море́на — геологическое тело, сложенное ледниковыми отложениями. Представляет собой несортированную смесь обломочного материала самого разного размера — от гигантских глыб, имеющих поперечник до нескольких сотен метров, до глинистого материала, образующегося в результате перетирания обломков ледником при его движении.

Ледниковые (моренные) отложения - продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледником. Обычно залегают на возвышенных водораздельных пространствах. Для морен характерны следующие особенности: несортированность, неоднородный механический состав, наличие валунов, обогащенность песчаными фракциями, красно-бурая, реже желто-бурая и другая окраска.

Окраска зависит от характера коренных пород подледникового ложа, условий выветривания и почвообразования. При оглеении цвет морены приобретает серо-сизый оттенок. По механическому составу морены разнообразны, однако наиболее широко представлены валунными песчанистыми суглинками. По химическому составу различают бескарбонатные и карбонатные морены. На карбонатной морене формируются слабо- и среднеподзолистые виды почв, а также плодородные дерново-карбонатные почвы.

Моренные суглинки и супеси. Эти породы отличаются неоднородностью состава: они представляют сочетание глины, песка и валунов различного размера. Супесчаные почвы содержат больше Si02 и меньше других окислов. Окраска большей частью красно-бурая, иногда палевая или светло-бурая; сложение плотное. Более благоприятную среду для растений представляют моренные отложения, содержащие валуны известковых пород.

Покровные глины и суглинки - безвалунные, мелкоземистые породы. Состоят преимущественно из частиц меньше 0,05 мм в диаметре. Окраска буровато-желтая, большей частью обладают мелкой пористостью. Содержат больше элементов питания, чем описанные выше пески.

Лессовидные суглинки и лессы. Безвалунные, мелкоземистые, карбонатные, палевые и желто-палевые, мелкопористые породы. Для типичных лессов характерно преобладание частиц диаметром 0,05-0,01 мм. Встречаются также разновидности с преобладанием частиц диаметром меньше 0,01 мм. Содержание углекислого кальция колеблется от 10 до 50%. Верхние слои лессовидных суглинков нередко бывают освобождены от углекислого кальция. В бескарбонатной части преобладают кварц, полевые шпаты, глинистые минералы.

1. 4. 2. Эрозия почв.

Увеличивается эрозия почв - разрушение почв и вынос рыхлых компонентов почвенного материала водой и ветром. Водная эрозия происходит под воздействием поверхностного стока, дождевых и талыx вод. Ветровая эрозия (дефляция) - представляет собой выдувание мелкозема из верхних почвенных горизонтов, особенно в засушливые периоды, при сильных ветрах. Отсутствие растительности приводит к усилению негативных последствий дефляции.

Геологическая длеятельность текучих вод. Плоскостной смыв дождевыми водами. Оюразование делювия и его специфика. Линейный размыв (эрозия), перенос обломочного материала и его аккумуляция. Образование оврагов и конусов выноса. Образование пролювия и его специфика. Делювиально-прилювиальные равнины. Отличия между делювием, пролювием и аллювием.

1. 4. 3. Механический состав почв.

Механический состав почвы, т. е. содержание в ней частиц разной величины — важнейшее физическое свойство почвы. По механическому составу почвы делят на песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые. От механического состава зависит плотность, водопроницаемость почвы, влагоемкость, аэрация, теплоемкость, теплопроводность. Наиболее плодородными почвами являются суглинки и супесчаники. Песок — основной почвенный минерал, который состоит, главным образом, из кремнезема SiO2. Кремнезем служит источником силикат — ионов (SiO2), которые соединяются с ионами алюминия А13+ железа — Fe2+, Fe34 и образуют силикаты — кристаллические соединения. Песчаные почвы сложены из крупных частиц, они сухие, т. к. плохо задерживают влагу.

Глинистые минералы имеют вид плоских микроскопических кристаллов шестиугольной формы. Каждый кристалл включает в себя силикаты и гидроксиды алюминия и железа. Кристаллы глины по объему очень малы, а площадь их поверхности, граничащая с пустотами между ними, велика. К поверхности кристаллов прикрепляются молекулы воды и элементов питания. Вот почему глинистые почвы плохо пропускают воду, затрудняя ее доступ к растениям.

В общем случае, чем меньше частицы почвы, тем больше их способность удерживать воду и химические вещества, и наоборот.

1. 5. Почвы Владимирской области.

По характеристике почвенного покрова область делится на три основные зоны. Первая - зона серых лесных почв Владимирского Ополья. Почвы этой зоны расположены в Суздальском, Юрьев-Польском, частично в Александровском, Кольчугинском и Собинском районах. Отдельные участки серых лесных почв встречаются в Муромском и Меленковском районах. Под этими зонами занято 14,3% от общей площади.

Вторая - зона дерново-подзолистых среднесуглинистых и легкосуглинистых почв. Она включает Вязниковский, Муромский, часть Ковровского, Камешковского, Гороховецкого, Селивановского, Собинского, Киржачского и Александровского районов.

Третья - зона дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв. Она включает Гусь-Хрустальный, Меленковский, Петушинский и Судогодский районы, южные части Киржачского, Собинского, Муромского и Селивановского районов.

Основные почвы в области (36,5%) и в районе исследования – дерново-подзолистые.

Представлены болотные почвы (7%) и аллювиальные (пойменные) почвы, вместе со смытыми почвами оврагов, балок, пойм малых рек и прилегающих склонов (11%).

Материалы и методы исследования.

2. 1. Физико-географическая характеристика района исследования.

Территория исследования расположена в Муромском районе на юго-востоке Владимирской области, на Восточно-Европейской равнине, поэтому связана с ней своей геологической историей. В основании напластования осадочных пород лежит плита, образовавшаяся еще в древнее докембрийское время. В районе изучения встречаются осадочные породы поздней перми и раннего триаса. Рельеф здесь волнистый: высокие гривы чередуются с межгривными понижениями. Часть территории занимает водораздельное плато, склоны которого сложены суглинистым материалом.

Это территория правого притока Илемны - реки Кортань, которая по водному режиму типично равнинная. Пойма сложена аллювиальными отложениями, дно реки песчаное, глинистое, на многих участках наблюдается слой ила. В речной долине действует линейная эрозия. В пойме часто встречаются выходы подземных вод на поверхность, поэтому водораздельные пространства, как правило, заболочены

Муромский район относится к 3-му агроклиматическому району. Наиболее холодный месяц – январь, со средней температурой –11,40 С, наиболее теплый июль, со средней температурой + 18, 70 С. Территория расположена в зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков, в среднем, 577 мм. Большая часть выпадает летом в виде дождя, самое большое количество осадков приходится на июль – 68 мм. Снеговой покров появляется в октябре, сходит в начале апреля. Средняя продолжительность безморозного периода – 139 дней.

На территории распространены дерново-подзолистые и аллювиальные почвы. В данном районе встречаются пойменные луга, мелколиственные леса и смешанные леса, поля. Животный мир также имеет смешанный характер.

Лодыгинский овраг расположен в километре к юго- западу от деревни Михайлово (Муромский район) и в 800 м. к востоку от деревни Абрамово (Меленковский район). Он вытянут с юга на север на 2 км. , открывается в долину правого притока реки Кортань. Форма Лодыгинского оврага – V-образная. Ширина оврага между бровками бортов до 30 – 33 м. Ширина тальвега не более 1- 3 м. , в низовьех до 10 м. , сложен он песчано – глинистыми породами, насыщенными водой. По дну течет ручей. В верховьях оврага есть несколько овержков. В нижней части склоны очень обрывистые.

2. 2. Методика проводимого исследования.

2. 2. 1. Выбор места для почвенного разреза

Для правильного выбора места, прежде всего необходимо, самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности. При изучении речной долины - в пойме при проведении комплексного экологического обследования местности почвенные разрезы желательно закладывать по одному в каждом основном типе растительных сообществ.

Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте обследуемой территории. Разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных микрорельефа (понижения, кочки и т. п. ).

2. 2. 2. Методика заложения почвенного разреза.

Для описания почв, изучения их морфологических признаков, установления границ между различными почвами и отбора образцов для анализов в почвоведении принято копать специальные ямы, которые называются почвенными разрезами. Однако, любое почвенное исследование, до начала копки разреза начинается с выбора места для его заложения. В почвоведении в зависимости от целей исследования почвенные разрезы копают трех типов: основные (полные), полуямы и прикопки.

Полные разрезы копают на всю глубину почвы, включая верхние горизонты материнской породы (до глубины 1 - 5 м , в зависимости от мощности почвы ); полуямы – до начала материнской породы (75-125 см ), прикопки - до 75 см. Основные разрезы служат для полного морфологического описания почв , полуямы - для описания основных морфологических признаков почв и для уточнения распространения типов почв , вскрытых основными разрезами. Прикопки необходимы для определения границ почвенных группировок в местах предположительной смены одной почвы другой.

Копая яму, желательно обращать внимание на то, как копается почва: на какой глубине труднее, на какой легче, где она влажная и липнет к лопате, а где рассыпчатая, сваливается с лопаты. Все это дает представление о физических свойствах почвы и потом поможет при описании каждого из горизонтов.

2. 2. 3. Методика оценки состояния морфологических свойств почв.

Для объективной оценки состояния почвы была проведена оценка морфологических признаков почвы по методике Мансуровой[16], которая предполагает поэтапное исследование почвенного профиля.

Были обследованы почвы на 6 участках по плану:

1. Название горизонта и его мощность.

2. Определение цвета почвенного горизонта и количества гумуса.

Количество гумуса определяется визуально, при использовании шкалы гумуса

3. Определение механического состава почвы.

Механический состав почвы – важнейшее свойство почв. Для определения механического состава, необходимо взять немного почвы, слегка увлажнить ее и скатать в ладонях. По тому признаку, как почва скатывается, определяется состав .

4. Определение структуры почвы.

Механический состав почв во многом определяет ее структуру. Для определения структуры, необходимо взять немного почвы. Разложить ее тонким слоем на блюдце и рассмотреть. В зависимости от формы агрегатов различают три класса структуры: кубовидная, призмовидная, плитовидная.

5. Определение влагоемкости почвы.

Влагоемкость – способность почвы вмещать и удерживать то или иное количество воды. Влагоемкость тем больше, чем мельче частицы почвы.

6. Определение новообразований и включений

Новообразования – скопления разнообразных веществ, выделившихся в результате почвообразования на поверхности твердых частиц почвы или в порах и пустотах между ними. Включения – инородные тела в профиле почвы, присутствие которых не связано с характером почвообразовательного процесса.

3. Результаты исследования и их обсуждение.

В ходе школьной экспедиции 2009 года были изучены почвы Лодыгинского оврага около деревни Михайлово Муромского района . Данный овраг является интересным объектом, где наблюдаются последствия геологических процессов: деятельность текучих вод, оврагообразование, оползни, деятельность ледника. Было заложено 6 пробных площадок, расположенных на дне оврага, на склоне оврага, около оврага, на обнажениях . Первичный материал был занесен в бланки описания почвенных профилей .

Масштаб 1: 200000

Изученные профили показали, что по содержанию гумуса почвы исследуемых территорий малоплодородные .

Таблица 1

Содержание гумуса

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

Содержание гумуса, % 0,4 0,4 1,5- 2,5 1,5 – 2,5 1,5 – 2-5 1,5-2,5

Вывод: Содержание гумуса колеблется от 0,4% до 2,5%. Не очень высокий показатель характерен для дерново – подзолистых почв Восточно – Европейской равнины. Наименьшее плодородие почв – 0,4 % отмечается в точке 1 и 2. Наибольшая встречаемость почв с содержанием гумуса 1,5-2,5% .

Важное значение, из морфологических признаков играет сложение почв .

Таблица 2.

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

Сложение

Пористое - - - - + -

Среднее - - + + - +

Плотное + - - - - -

Сложение почв

На всех пробных площадках, кроме первой отмечена такая градация сложения как почва рыхлая.

Более плотное сложение отмечено у почвы в точке № 1, расположенной на верхней части оврага в лесном массиве. В овраге отмечена наибольшая встречаемость почв со средним сложением – 50 % (см. рисунок 3). Пористое сложение отмечено в почве, которая сползла в результате оползня.

Геологическое влияние на почвы проявляется в появлении включений геологического происхождения (см. таблица 3).

Таблица 3

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

Органические + + + + + +

Неорганические + + + + + +

Почвенные включения

Во всех разрезах встречаются включения органического и неорганического происхождения. Эта территория находится в районе проявления геологических процессов, поэтому во всех точках отмечены неорганические включения.

Геологические включения представлены в виде обломков кристаллических горных пород - валунов, щебня, гальки и гравия . Биологические - это остатки растений (корни, ветки, стволы деревьев, в том числе окаменевшие), раковины, кости животных, как древних, так и современных.

Таблица 4

Размеры крупных обломков геологических включений

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

Валуны, м 0,3 -0,8 0,1 – 0, 5 0, 6-0,8 0,1 – 0,3 0,6 0,3, единично

Щебень, м 0,02 – 0,06 0, 01 -0,03 0,01- 0,05 0,03 0,05 0,04 – 0,06

Гравий 2-40 мм 2-40 мм 2-40 мм 2-40 мм 2-40 мм 2-40 мм

Данные включения относятся к группе не разлагающихся веществ, имеют размеры от 2 мм до 0,8 м. , самые крупные вкрапления – это валуны розового и серого гранита, обломки известняка. В основном включения очень твердые, магматического происхождения и мягкие, осадочного происхождения. Большинство имеют окатанные формы, у них отсутствуют ребра, слабоокатанные - ребра сглаженные, встречаются и неокатанные - с острыми ребрами. Встреченные в овраге обломки горных пород- это ледниковые (моренные) отложения - продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенные ледником.

В ходе исследования было установлено, что большинство почв по механическому составу суглинистые и супесчаные .

Таблица 5

Механический состав почв

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

Подтип почвы супесчаная суглинистая суглинистая супесчаная суглинистая песчаная

Песок, входящий в состав почвы является горным или овражным, состоит в основном из остроугольных зерен различных минералов. Это сыпучая смесь зерен кварца с другими минералами крупностью 0,25-2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород. Суглинок - песок, содержащий от 10 до ЗО% глины. Большинство почв легкие и средние суглинки. В данном районе можно наблюдать: оползни, овраго – балочную систему, достаточно много обнажений .

Обнажение вскрывает очень сложно построенный разрез, который в разных расчистках, отстоящих друг от друга в метре, сильно различается.

При изучении почвенных разрезов было установлено, что большинство почвенных горизонтов в почве располагаются закономерно, когда степень измененности почвообразующей породы постепенно уменьшается вниз по профилю. Эта закономерность в большинстве нарушена механическим перемешиванием. В связи с этим выделяют различные типы строения почвенного профиля. В связи с этим выделены нормальные профили у разреза № 1, 2, 4, 6 так как эти территории не нарушены.

В профилях 3, 5 профили нарушены, так как они формировались при перемещении на поверхность почвенной массы нижележащих горизонтов в результате эрозии.

Окраска или цвет почвы является важнейшим морфологическим показателем. В разрезе обнажения отмечены красные оттенки, что говорит о наличие в почве оксидов железа. Н2О.

 При анализе почвенных разрезов и прикопок было выявлено, что в пробных точках мощность почвенных горизонтов различается, на что влияет природный фактор – водная эрозия . Наблюдаются смытые почвы, о чем свидетельствует малой мощности профили 1,2, 3,6. В пятой точке морфологическое строение говорит о том, что почва намытая.

Таблица 6

Мощность почвенных горизонтов

Пробные площадки 1 2 3 4 5 6

А0, см 0-1,5 0 – 0,5 0 – 0,5 0 - 5 0 - 5 0 - 5

А1, см 1,5 – 8,5 0,5 – 5 0,5 - 10 5 - 30 5 - 24 5 -15

А2, см 8,5 – 18,5 24 - 45

А1В1 5 – 25 30 - 55 15 - 30

В1 25 - 50 10 - 20 45 -84

На профиле намытой почвы зафиксировано необычное распределение почвенных горизонтов, когда под горизонтом А1 располагается более темный по цвету погребенный горизонт.

4. Выводы.

На территории округа Муром были изучены почвы Лодыгинского оврага.

Основываясь на полученных результатах, можно сделать следующие выводы:

• По содержанию гумуса почвы исследуемых территорий малоплодородные.

• Содержание гумуса колеблется от 0,4% до 2,5%.

• На всех пробных площадках, кроме первой отмечена такая градация сложения как почва рыхлая.

• Более плотное сложение отмечено у почвы в точке, расположенной на верхней части оврага в лесном массиве.

• Отмечена наибольшая встречаемость почв со средним сложением.

• Пористое сложение отмечено в почве, которая сползла в результате оползня.

• Во всех разрезах встречаются включения органического и неорганического происхождения.

• Геологические включения представлены в виде обломков кристаллических горных пород - валунов, щебня, гальки и гравия.

• Большинство почв по механическому составу суглинистые и песчаные.

• Песок, входящий в состав почвы является горным или овражным, состоит в основном из остроугольных зерен различных минералов.

• В данном районе можно наблюдать: оползни, овраго – балочную систему, достаточно много обнажений.

• При изучении почвенных разрезов было установлено, что большинство почвенных горизонтов в почве располагаются закономерно, так как эти территории в настоящее время не нарушены.

• В разрезе обнажения отмечены красные оттенки, что говорит о наличие в почве оксидов железа.

• Включения относятся к группе не разлагающихся веществ, имеют небольшие размеры, самые крупные вкрапления – это валуны розового и серого цвета, обломки известняка.

• Мощность почвенных горизонтов различается, на что влияет природный фактор – водная эрозия.

• Геологические процессы оказали влияние на состояние почв в Лодыгинском овраге.

5. Заключение.

Почвы являются «зеркалом ландшафта». Геологические процессы влияют на состояние почв. Почва - это особый объект природы, так как по В. И. Вернадскому, представляет собой «биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства».

Почвы нашего края так же подвержены геологическим изменениям, поэтому можно предложить:

•Продолжить начатую работу, с целью составления характеристик геологических процессов на территории Муромского края, в том числе в Лодыгинском овраге.

•Произвести более глубокое изучение почв, используя химический анализ, для более точного выявления роли геологических процессов, влияющих на изменения в почве, в том числе на морфологические признаки.

Эта работа является начальным этапом по изучению геологических процессов и их влияния на формирование других компонентов природы. Результаты, полученные в ходе этой работы, пригодятся для сравнения с результатами будущих исследований.