Почви и природни зони — урок по география

1. Какво е почвата

Почвата е тънката рохкава обвивка на сушата, в която растат растенията. Тя е повече от раздробена скала: в нея има хумус, вода, въздух и милиарди живи организми. В добра почва около половината от обема са твърди частици – около 45% минерални и около 5% органични вещества, а другата половина са пори, пълни с вода и въздух, приблизително по равно.

О

Почва

Повърхностният слой на сушата, образуван от скалите под действието на климата, организмите и релефа с течение на времето. Основното ѝ свойство е плодородието – способността да дава на растенията вода и хранителни вещества.

раздробява скалите (виж урока Външни сили и релеф), но почва става едва когато в изветрелия материал се заселят организми. Растенията оставят листа и корени, а , и червеите ги разлагат. Част от органичните остатъци не се разграждат напълно, а се превръщат в тъмно вещество – хумус. Той оцветява почвата, задържа вода и хранителни вещества и я прави рохкава.

2. Почвообразуващи фактори

Руският учен Василий Докучаев (1846–1903), основателят на почвознанието, показал, че почвата е самостоятелно природно тяло. Тя е резултат от взаимодействието на няколко фактора и затова е „огледало“ на ландшафта.

Фактор	Как влияе
Скала (почвообразуваща)	дава минералните частици; от льос стават рохкави плодородни почви, от варовик – богати на калций
Климат	топлината ускорява изветрянето и разлагането, а валежите измиват веществата надолу
Организми	растенията дават органичната маса, гъбите и бактериите я разлагат до хумус, червеите разбъркват почвата
Релеф	по склоновете почвата е тънка и се отмива, в низините се натрупва, а в падините често е преовлажнена
Време	зрялата почва се образува за хиляди години
Човек	оран, напояване, торене – но и ерозия, засоляване и замърсяване

Почвата се образува много бавно: по различни оценки за 1 cm са нужни от около 100 до около 1000 години – в зависимост от и скалата. Затова в рамките на човешкия живот тя на практика е невъзобновим ресурс.

Пример

Ако 1 cm почва се образува за около 300 години, за колко време ще се образува хумусен хоризонт от 40 cm?

$40 \cdot 300 = 12\,000$ години – повече от времето от края на последния ледников период до днес.

3. Почвеният профил

Ако изкопаем яма, на стената ѝ се виждат слоеве с различен цвят – почвени хоризонти. Всички заедно образуват почвения профил. Отгоре надолу почвата става все по-малко променена и накрая преминава в скалата, от която е образувана.

Т

Почвени хоризонти

O – горска постеля от неразложени листа и иглички. A – хумусен хоризонт, най-тъмният и най-плодородният. E – хоризонт на измиване: водата е отнесла надолу глината, желязото и хумуса и той е светъл. B – хоризонт на натрупване: тук се отлагат измитите отгоре вещества. C – почвообразуващата скала, само изветряла.

O – горска постеля, A – хумусен хоризонт, E – хоризонт на измиване, B – хоризонт на натрупване, C – почвообразуващата скала. Дебелините са типични стойности.

Профилът издава климата. В тайгата иглолистната постеля дава , а излишната влага измива веществата надолу – появява се белезникавият хоризонт E, подобен на пепел (на руски „зола“ – оттук и името подзол). В степта тревите всяка година оставят огромна маса корени, а сухото лято не позволява тя да се измие – хумусният хоризонт става дебел и черен. В горещите и влажни органичната маса се разлага за месеци, дъждовете измиват почти всичко, а остават червените на желязото и алуминия.

Пример

Хумусният хоризонт на чернозем е дебел 1 m, плътността му е 1,2 t/m³, а хумусът е 6%. Колко хумус има на 1 хектар?

Масата на хоризонта: $10\,000 \cdot 1 \cdot 1{,}2 = 12\,000\ \mathrm{t}$ .
Хумус: $12\,000 \cdot 0{,}06 = 720\ \mathrm{t}$ на хектар.

4. Механичен състав

Минералните частици в почвата се делят по размер на три групи (фракции). Съотношението между тях – механичният състав – определя колко вода задържа почвата, колко лесно се обработва и колко лесно се отмива.

Фракция	Размер	Свойства
Пясък	2–0,05 mm	едри зърна, между тях – широки пори: водата и въздухът минават лесно, но почвата бързо изсъхва и е бедна
Прах	0,05–0,002 mm	фини частици, задържат вода; почва с много прах (като льоса) лесно се отмива
Глина	под 0,002 mm	най-дребните частици – задържат много вода и хранителни вещества, но почвата е тежка, лепкава и лошо проветрена

Почвите се назовават по това коя фракция преобладава: песъчливи, глинести или смесени. Най-добри за земеделието са смесените почви с около 40% пясък, 40% прах и 20% глина – те задържат достатъчно вода, но се проветряват. Почвоведите определят вида по триъгълника на механичния състав: всяка почва е точка в триъгълник, чиито върхове са 100% пясък, 100% прах и 100% глина.

5. Природни зони

Докучаев забелязал, че климатът, растителността, почвите и животните се сменят заедно – на големи ивици от към полюсите. Тези ивици са природните зони. Например тайгата е едновременно иглолистна гора, подзолиста почва, студена зима и лосове и самури. Как изглеждат на зоните () и как растенията и животните са приспособени към тях, е в урока Съобщества и биоразнообразие.

Т

Закон за ширинната зоналност

Природните компоненти – климат, води, почви, растителност и животни – се сменят закономерно от екватора към полюсите, защото по ширина се мени количеството слънчева топлина. Зоните не следват точно паралелите, защото влагата зависи и от разстоянието до океана, теченията и релефа.

Топлината сама не стига. На една и съща ширина може да има гора, степ или пустиня – решава влагата. Важно е не колко вали, а колко вали в сравнение с това колко вода би могла да се изпари – изпаряемостта $E$ . В Сахара изпаряемостта е няколко хиляди милиметра годишно, а – няколко десетки.

Т

Коефициент на овлажняване

K = \dfrac{P}{E}

– отношението на годишните валежи към изпаряемостта. При

K > 1

влагата е излишна и почвата се промива, при

K < 1

– недостига.

K	Зона (умерен пояс и тропици)
над 1	излишна влага – тундра, тайга, влажни гори
около 1	уравновесено овлажняване – широколистни гори
0,6–1	лесостеп, твърдолистни гори, влажни савани
0,3–0,6	степ, сухи савани
0,1–0,3	полупустиня
под 0,1	пустиня

В лабораторията изпаряемостта е заменена с по-проста величина – на от урока Климатите на Земята. И той расте с температурата и е по-висок, когато вали главно през горещото лято. Премести точката и виж как едни и същи около 300 mm валежи годишно дават тайга в Якутия, степ в Казахстан и пустиня в Сахара.

Влачи точката, щракни някъде по диаграмата или избери град; бледите точки са градове с друг сезон на валежите. Влагата се сравнява с прага на сухота на Кьопен, който расте с температурата и е по-висок, когато вали главно лятото. Схемата е опростена: границите между зоните в природата са постепенни.

t10,6 °CP615 mmпраг на сухота352 mmP / праг1,75

Широколистни гори: дъб, бук, габър, липа, ясен; почвите – кафявите и сивите горски почви

6. Почвите на природните зони

Почвата е „огледало“ на зоната: всяка зона има свой тип почва, наречен зонален. Под сухата пустиня почвата е тънка и бедна на хумус, а там, където водата се изпарява и оставя солите си, се образуват солончаци.

Зона	Климат	Растителност	Почви
Тундра	студено, кратко лято, преовлажнено	мъхове, лишеи, джуджеви храсти	тундрово-глееви, торф
Тайга	студена зима, хладно лято, K > 1	иглолистни гори	подзолисти
Широколистни и смесени гори	умерено, K ≈ 1	дъб, бук, габър, липа	кафяви и сиви горски
Лесостеп и степ	горещо и сухо лято, K = 0,3–1	треви, горички	черноземи, кестеняви
Пустини	много сухо, K < 0,1	рядка	пустинни, солончаци
Твърдолистни гори	сухо лято, дъждовна зима	маслина, корков дъб, макия	канелени
Савани	горещо, сух и дъждовен сезон	треви с отделни дървета	червени почви на саваните
Влажни екваториални гори	горещо и влажно целогодишно, K > 1	многоетажни вечнозелени гори	фералитни (латеритни)

Пример

Защо Амазония е била изсичана за пасища, но след няколко години те често се изоставят?

Хранителните вещества във влажната тропична гора са главно в самите растения – падналите листа се разлагат и веднага се поемат обратно.
Когато гората се изсече и изгори, пепелта наторява почвата само за кратко. Обилните дъждове бързо измиват фералитната почва.
След няколко години тя се изтощава и пасището се изоставя. На места почвата се втвърдява в кора, наречена латерит.

7. Височинна поясност

В планините температурата пада с около 0,6 °C на всеки 100 m (виж урока Атмосферата и топлинният баланс). Затова при изкачване растителността и почвите се сменят – както при пътуване към полюса. Така в планините се образуват .

Т

Височинна поясност

Смяната на природните компоненти с надморската височина. Колкото по-близо е планината до екватора и колкото е по-висока, толкова повече пояси има. Поредицата започва от зоната, в която се намира подножието.

h, m1800

h – височината, до която си се изкачил. Границите на поясите са приблизителни, а температурата е оценена с 0,6 °C на 100 m от средната годишна температура в подножието.

планинаРила (42° с.ш.)височина1800 mt год.≈ 2,7 °C

Пояс: иглолистни гори (смърч, мура, ела) – като зоната „тайга“

Изкачването с 1 km се отразява на температурата приблизително колкото придвижване с около хиляда километра към полюса (задача 8). Сравни Рила и Килиманджаро: горната граница на гората в Рила е около 2000–2200 m, а на Килиманджаро – около 2800–3000 m. Близо до екватора поясите са по-високо, защото в подножието е по-топло.

8. Ерозия на почвата и нейното опазване

е естествен процес, но когато човек премахне растителността, тя се ускорява десетки и стотици пъти. Водата отнася почвата по склоновете, а вятърът – от сухите разорани равнини. През 30-те години на XX век прашните бури в Северна Америка (т. нар. „Прашна купа“) отвели почвата от милиони хектари ниви в степта.

Т

Уравнение за загубата на почва (USLE)

A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P

– годишна загуба в t/ha.

R

– ерозионна сила на дъждовете,

K

– колко лесно се отмива почвата,

LS

– дължина и наклон на склона,

C

– растителната покривка (гора около 0,001, ливада около 0,01–0,05, царевица около 0,4, гола почва 1),

P

– противоерозионни мерки.

s, %10λ, m100R800

s – наклон на склона, λ – дължина на склона, R – колко силни са дъждовете (ерозионна сила, MJ·mm/(ha·h) за година; в България – около 500–1500). Моделът е USLE; коефициентите на почвата, растителността и мерките са типични стойности.

LS2,48A23,8 t/ha год.слой1,83 mm/год.20 cm за≈ 109 год.

Почвата се губи около 24 пъти по-бързо, отколкото се образува.

Почвата се пази, като склонът не остава гол: оран по вместо надолу по склона, редуване на ивици с различни култури, тераси, затревяване и залесяване на стръмните склонове. Срещу вятърната ерозия в Добруджа през XX век са засадени полезащитни горски пояси – редове дървета между нивите, които спират вятъра и задържат снега.

9. Почвите и природните зони на България

България е в зоната на широколистните гори на умерения пояс. В Дунавската равнина и Добруджа тя преминава към лесостеп, а на юг – по долините на Струма, Места и в Източните Родопи – се усеща средиземноморското влияние. В планините ясно личат височинните пояси. Почвите са разнообразни за малката територия.

Почви	Къде	Особености
Черноземи	Дунавската равнина и Добруджа	най-плодородни – пшеница, царевица, слънчоглед
Сиви горски	южната част на Дунавската равнина, Предбалкана	под бивши дъбови гори; по-малко хумус от черноземите
Канелени горски	Южна България – Тракия, долините на Струма и Места, Източните Родопи	под сухолюбиви дъбови гори и храсти; лозя, тютюн
Смолници	Горнотракийската низина, Софийското поле и други полета	тъмни и много глинести – напукват се лятото, лепкави са зимата
Кафяви горски	планините – приблизително 1000–2000 m	под букови и иглолистни гори
Планинско-ливадни	над горната граница на гората	тънки, под алпийски ливади
Алувиални	заливните тераси на реките	млади, наносни – зеленчуци и овощни градини

Най-голямо е разпространението на черноземите, сивите горски, канелените горски и кафявите горски почви. Сравни ги с от урока Климатите на Земята: черноземите съвпадат с умереноконтиненталната област, а канелените – с преходноконтиненталната и континентално-средиземноморската.

10. Тренажор

✅ Решени: 0🔥 Серия: 0🏆 Рекорд: 0

h_A = 60\ \mathrm{cm},\ \rho = 1{,}3\ \mathrm{t/m^3},\ \text{хумус } 2\%

Колко тона хумус има в хумусния хоризонт на 1 хектар?

11. Почвите в числа

0 / 4

🌾 Богатството на Добруджа

Хумусният хоризонт на чернозем в Добруджа е дебел 60 cm, обемната му плътност е 1,2 t/m³, а хумусът в него е 3,5%. Колко тона е хумусният хоризонт на 1 хектар и колко тона хумус има в него?

🌽 Царевица по склона

Нива с царевица е на склон с LS = 2,5. Ерозионната сила на дъждовете е R = 900, а почвата е льосова, K = 0,04. За царевица C = 0,4. Колко почва се губи годишно при оран надолу по склона (P = 1)? Колко милиметра е това (ρ = 1,3 t/m³) и за колко години ще изчезне хумусен хоризонт от 30 cm? Колко ще е загубата при оран по хоризонталите (P = 0,6)?

🏔️ Изкачване на Килиманджаро

Средната годишна температура в подножието на Килиманджаро, ако го свалим до морското равнище, е около 26 °C. Каква е тя около горната граница на гората (2800 m) и на върха Ухуру (5895 m), ако спада с 0,6 °C на 100 m?

⏳ Векове срещу години

Почвата се образува със скорост около 1 cm за 200 години. Колко години са нужни за 30 cm? Ерозията на гола нива отнася 2 mm годишно. За колко години тя ще отнесе тези 30 cm и колко пъти по-бързо е това?

Зелено – решена сам(а), жълто – с решението. Десетичните числа може да пишеш със запетая.

12. ⚠️ Чести грешки

Почва и скала

✗ Почвата е просто ситно смляна скала.

✓ Без хумус и организми няма почва – има само изветряла скала.

Буйна гора – богата почва

✗ Щом гората е най-буйна, почвата под нея е най-плодородна.

✓ Под влажните тропични гори почвите са бедни – веществата са в растенията.

Повече валежи – повече гора

✗ Гората расте там, където валят над 500 mm.

✓ Решава отношението валежи / изпаряемост: 500 mm са гора в Сибир, но полупустиня в Сахел.

Зоните и паралелите

✗ Природните зони следват точно паралелите.

✓ Океаните, теченията и планините огъват зоните – например степите на Северна Америка са ориентирани от север на юг.

Почвата се възобновява

✗ Изгубената почва ще се образува отново за няколко години.

✓ 1 cm почва се образува за векове, а ерозията може да го отнесе за няколко години.

Височинните пояси

✗ Във всички планини поясите са на една и съща височина.

✓ По-близо до екватора поясите са по-високо, а по-близо до полюса – по-ниско.

13. 🎯 Бърз тест

1 / 9

✓ 0

С какво почвата се различава от раздробената скала?

Избери отговор (или натисни 1–4)

14. 📝 Задачи за упражнение

0 / 0

Ниво А· Областен кръг

Ниво В· Национален кръг

Ниво С· Международна олимпиада

15. Обобщение

✓ Почвата е рохкавият плодороден слой на сушата: минерални и органични вещества, вода и въздух
✓ Почвообразуващи фактори: скала, климат, организми, релеф, време (и човекът)
✓ Профил: O – постеля, A – хумусен, E – измиване, B – натрупване, C – скала
✓ Механичен състав: пясък, прах и глина; най-добри са смесените почви
✓ Природните зони се сменят по ширина според топлината и влагата; $K = P/E$
✓ Зонални почви: подзолисти (тайга), черноземи (степ), канелени (твърдолистни гори), фералитни (тропици)
✓ Височинна поясност: около 0,6 °C на 100 m; поясите са по-високо близо до екватора
✓ Ерозия: $A = R \cdot K \cdot LS \cdot C \cdot P$ ; пазят растителността, оранта по хоризонталите, терасите, горските пояси
✓ България: черноземи, сиви, канелени и кафяви горски почви, смолници; зона на широколистните гори

💡 Интересен факт

В Амазония има петна от черна плодородна почва сред бедните червени почви – „терра прета“ (черна земя). Тя е създадена от хората, живели там преди стотици и хиляди години: с въглени от огнищата, керамика, кости и отпадъци. Въгленът задържа хранителните вещества и днес, затова учените изследват терра прета като начин да се правят тропичните почви по-плодородни.