MAI THUONG địa lý tự NHIÊN đại CƯƠNG 3

Độ phì tự nhiên phụ thuộc vào thành phần vật chất của đá mẹ, vào chế độ nước, nhiệt, khí và vào các quá trình lí, hóa, sinh diễn ra trong đất.. Phong hóa là quá trình phá vỡ cơ học và bi

KHOA KHOA HỌC XÃ HỘI



TÀI LIỆU BÀI GIẢNG

(Lưu hành nội bộ)

ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG 3

(Dành cho Sinh viên ngành Địa lý)

Giảng viên: ThS Dương Thị Mai Thương

Quảng Bình

1.1 Khái niệm thổ nhưỡng và lớp vỏ thổ nhưỡng 1

1.1.1 Khái niệm về thổ nhưỡng 1

1.1.2 Lớp vỏ thổ nhưỡng 2

1.2 Quá trình phong hóa và sự hình thành thổ nhưỡng 3

1.2.1 Quá trình phong hóa 3

1.2.2 Sự hình thành thổ nhưỡng 5

1.2.3 Các nhân tố hình thành thổ nhưỡng 6

1.2.4 Các quá trình hình thành thổ nhưỡng 8

1.2.5 Hình thái thổ nhưỡng 9

1.3 Thành phần và đặc tính của thổ nhưỡng 10

1.3.1 Thành phần của thổ nhưỡng 10

1.3.2 Một số đặc tính chủ yếu của thổ nhưỡng 12

1.4 Quy luật phân bố và sự phân bố thổ nhưỡng trên thế giới 13

1.4.1 Quy luật phân bố thổ nhưỡng 13

1.4.2 Sự phân bố các loại thổ nhưỡngchínhtrên thế giới 14

1.5 Thực hành 28

Câu hỏi ôn tập chương 1 29

Chương 2 SINH QUYỂN 31

2.1 Khái niệm, thành phần, phạm vi, đặc tính và vai trò của sinh quyển 31

2.1.1 Khái niệm sinh quyển 31

2.1.2 Thành phần vật chất của sinh quyển 31

2.1.3 Phạm vi sinh quyển 31

2.1.4 Đặc tính và vai trò sinh quyển trong lớp vỏ địa lý 32

2.2 Nguồn gốc và sự sống trên Trái Đất 32

2.3 Các nhân tố sinh thái và tính thích nghi sinh vật 33

2.3.1 Các nhân tố vô cơ 33

2.3.2 Các nhân tố sinh học 35

2.3 Quần xã sinh vật và hệ sinh thái 36

2.3.1 Quần xã sinh vật 36

2.3.2 Hệ sinh thái 37

2.4 Quy luật và sự phân bố sinh vật trên thế giới 37

2.4.1 Các quy luật phân bố sinh vật 37

2.4.2 Các miền sinh vật trên thế giới 38

2.5 Loài người trên Trái Đất – các chủng tộc và sự phân số các chủng tộc trên thế giới 44

2.5.1 Nguồn gốc loài người trên Trái Đất 44

2.5.2 Các chủng tộc và sự phân bố các chủng tộc trên thế giới 45

Chương 3 LỚP VỎ CẢNH QUAN VÀ CÁC QUY LUẬT ĐỊA LÝ CHUNG CỦA TRÁI

ĐẤT 51

3.1 Lớp vỏ cảnh quan của Trái Đất 51

3.1.1 Khái niệm lớp vỏ cảnh quan và cảnh quan 51

3.1.2 Nguồn gốc phát sinh vỏ cảnh quan 51

3.1.3 Các giai đoạn phát triển của vỏ cảnh quan 51

3.2 Các quy luật địa lý chung của Trái Đất 53

3.2.1 Quy luật về tính thống nhất và hoàn chỉnh của vỏ cảnh quan 53

3.2.2 Sự tuần hoàn vật chất và năng lượng của vỏ cảnh quan 55

3.2.3 Tính nhịp điệu của vỏ cảnh quan 62

3.2.4 Quy luật địa đới 65

3.2.5 Quy luật phi địa đới 70

3.3 Các đới cảnh quan trên Trái Đất 73

3.3.1 Các đới cảnh quan trên lục địa 73

3.3.2 Các đới cảnh quan trên đại dương thế giới 83

3.4 Mối quan hệ giữa con người và môi trường địa lý 86

3.4.1 Các khái niệm cơ bản 86

3.4.2 Mối quan hệ giữa con người và môi trường địa lý 87

3.5 Thực hành 91

Câu hỏi ôn tập chương 3 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

Chương 1.THỔ NHƯỠNG QUYỂN

1.1 Khái niệm thổ nhưỡng và lớp vỏ thổ nhưỡng

1.1.1 Khái niệm về thổ nhưỡng

Thổ nhưỡng còn gọi là đất, là một thành phần của lớp vỏ địa lí, phân bố ở bề mặt các lục địa Đây là nơi tiếp xúc, xâm nhập và tác động qua lại của tất cả các thành phần tự nhiên, vì thế đất có thành phần vật chất, cấu trúc phức tạp Khoa học nghiên cứu về lớp vỏ thổ nhưỡng gọi là môn Thổ nhưỡng học

Mặc dù con người từ lâu đã tiếp xúc với lớp vỏ thổ nhưỡng nhưng định nghĩa về thổ nhưỡng mãi gần đây mới được xác định

Quan niệm đúng đắn về thổ nhưỡng chỉ mới được hình thành từ cuối thế kỉ XIX của nhà bác học Nga V.V.Đôcusaep và những cộng sự của ông

Ông cho rằng: thổ nhưỡng là lớp vỏ ngoài hoặc lớp

bề mặt của nham thạch, biến hóa một cách tự nhiên dưới

tác động tương hỗ của các nhân tố: đá mẹ, khí hậu, sinh

vật, địa hình và tuổi của khu vực Theo ông, đất có thể

được gọi là các tầng trên nhất của đá không phụ thuộc vào

dạng; chúng bị thay đổi một cách tự nhiên bởi các tác

động phổ biến của nước, không khí và một loạt các dạng

hình của các sinh vật sống hay chết Định nghĩa của

Đôcusaep đã vạch ra được mối quan hệ khăng khít giữa

giới vô cơ và hữu cơ Năm nhân tố mà ông nói tới cũng là

năm nhân tố hình thành thổ nhưỡng

V.V.Đôcusaep

Định nghĩa về thổ nhưỡng của Đôcusaep về sau lại được Viện sĩ V.R.Viliam đứng trên quan điểm nông học đề ra một cách toàn diện sau khi đã tổng kết những thành tựu

mới nhất của khoa học thổ nhưỡng Ông cho rằng: thổ nhưỡng là lớp đất xốp trên bề

mặt lục địa có khả năng cho thu hoạch thực vật tức là có độ phì Độ phì là một tính chất hết sức quan trọng của thổ nhưỡng, là đặc trưng cơ bản của thổ nhưỡng.Với định

nghĩa này, V.R.Viliam đã cho biết cơ sở để phân biệt đất với đá đó chính là độ phì nhiêu

Thổ nhưỡng khác với các nham thạch hay lớp vỏ phong hóa là ở chỗ nó có độ phì Nhưng thực chất độ phì là gì?

- Khái niệm:

Độ phì nhiêu của đất là khả năng đất cung cấp cho thực vật: nước, các chất dinh dưỡng và các yếu tố khác (như nhiệt, khí…) để chúng sinh trưởng và phát triển

- Phân loại:

Độ phì nhiêu của đất gồm các loại: độ phì tự nhiên, độ phì hữu hiệu, độ phì tiềm tàng, độ phì nhân tạo và độ phì kinh tế

Độ phì tự nhiên có trong các loại đất tự nhiên Độ phì này xuất hiện trong quá trình hình thành đất do tác động của các nhân tố tự nhiên, hoàn toàn chưa có sự tác động của con người Độ phì tự nhiên phụ thuộc vào thành phần vật chất của đá mẹ, vào chế độ nước, nhiệt, khí và vào các quá trình lí, hóa, sinh diễn ra trong đất Chính

vì thế mà độ phì tự nhiên thay đổi tùy theo loại đất và tùy từng địa phương Tồng độ phì tự nhiên vốn có trên đơn vị đất đai được gọi là độ phì tiềm tàng Số được thực vật

sử dụng trong độ phì tiềm tàng gọi là độ phì hữu hiệu

Trong canh tác nông nghiệp, con người đã tác động vào đất, biến đất tự nhiên thành đất trồng.Áp dụng các biện pháp canh tác, con người có thể xúc tiến các quá trình tự nhiên thuận lợi hơn đối với cây trồng, làm cho độ phì tăng hơn trước.Ngược lại, con người cũng

có thể làm độ phì bị suy giảm bởi những biện pháp canh tác không hợp lí Độ phì mới sinh ra do con người tác động vào độ phì tự nhiên gọi là độ phì nhân tạo Phần độ phì hữu hiệu được con người sử dụng tạo nên sản phẩm kinh tế được gọi là độ phì kinh tế Như vậy, độ phì nhiêu là đặc tính khách quan, biểu thị cho chất lượng của đất

1.1.2 Lớp vỏ thổ nhưỡng

Lớp vỏ thổ nhưỡng hay thổ nhưỡng quyển là một quyển thành phần của lớp vỏ Địa

lí Đó là một lớp vỏ vật chất mềm xốp, nằm ở trên cùng của thạch quyển, tiếp xúc với khí quyển thạch quyển và có quan hệ mật thiết với sinh vật quyển

Lớp vỏ thổ nhưỡng không hoàn toàn đồng nhất, mà gồm nhiều tầng có nguồn gốc phát sinh khác nhau và liên quan chặt chẽ với nhau, trong mỗi tầng phát sinh, những quá trình và hiện tượng nêu trên đã diễn ra ở những mức độ khác nhau đã tạo ra những hình thái đặc trưng riêng của mỗi tầng

Kề dưới lớp vỏ thổ nhưỡng là lớp vỏ phong hóa.Đôi khi rất khó xác định ranh giới giữa lớp vỏ thổ nhưỡng và lớp vỏ phong hoá.Tuy nhiên, có thể đồng ý với việc xác định giới hạn cuối cùng của lớp vỏ thổ nhưỡng là nơi tận cùng của rễ thực vật bậc cao phân bố.Tùy từng nơi mà độ dày của lớp vỏ thổ nhưỡng khác nhau Nói chung, ở các vùng nhiệt đới quá trình hình thành đất diễn ra mạnh hơn ở các nơi khác, do đó lớp vỏ thổ nhưỡng ở nhiệt đới dày tới 3 – 4 mét, có nơi trên 10 mét (ví dụ như đất nâu đỏ trên

đá macma bazơ và trung tính ở Tây Nguyên, Đông Nam Bộ )

Giới hạn trên của lớp vỏ thổ nhưỡng là bề mặt lục địa, nơi tiếp xúc với khí quyển của Trái Đất

1.2 Quá trình phong hóa và sự hình thành thổ nhưỡng

1.2.1 Quá trình phong hóa

1.2.1.1 Khái niệm

Quá trình là biến đổi trạng thái vật lý và thành phần hóa học của đá và khoáng vật ở lớp

bề mặt Trái Đất dưới tác động của các nhân tố tự nhiên được gọi là quá trình phong hóa Phong hóa là quá trình phá vỡ cơ học và biến đổi hóa học các đá gốc và khoáng vật ở những lớp trên cùng của thạch quyển của vỏ Trái Đất, xảy ra dưới tác động của các nhân tố khí quyển khác nhau (mưa, gió, dao động nhiệt độ không khí trong ngày

và theo mùa, tác động của ô xi khí quyển ) của nước mặt và nước ngầm, với hoạt động sống của sinh vật cùng tác động từ các sản phẩm phân hủy của chúng

Giữa đá và điều kiện thành tạo chúng có mối liên quan chặt chẽ Đá mác ma và biến chất đều thành tạo trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, không có nước ở trạng thái lỏng, và không có hoạt động của sinh vật Đá trầm tích lại được hình thành do quá trình biến đổi lâu dài các sản phẩm trầm tích dưới tác dụng của nhiệt độ và áp suất khác nhau ở đáy đại dương

Sự tồn tại của đá là do chúng đạt được sự cân bằng với điều kiện bên ngoài Khi điều kiện này bị thay đổi, cân bằng sẽ bị phá vỡ

Do sự vận động của vỏ Trái Đất, đá ở dưới sâu được chuyển lên bề mặt lục địa Tại đây, đá được tiếp xúc với điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường, nước ở trạng thái lỏng và các hoạt động sống của sinh vật Sự thay đổi này làm cho trạng thái cân bằng giữa đá và môi trường bị phá vỡ Vì thế đá bị biến đổi về tính chất vật lý, hóa học

và đạt tới sự cân bằng mới Rõ ràng sự thay đổi môi trường là nguyên nhân cơ bản dẫn tới quá trình phong hóa đá và khoáng vật

Vị trí lớp vỏ thổnhưỡng ở lục địa

Kết quả của quá trình phong hóa đá là đã tạo ra các sản phẩm phong hóa, trong đó

có cả các chất dưới dạng hòa tan Đây chính là cơ sở vật chất cho quá trình hình thành

và phát triển của đất sau này

Đặc điểm và tính chất của các sản phẩm phong hóa đá là rất phức tạp Điều này tùy thuộc vào mức độ tác động khác nhau của điều kiện tự nhiên Do đó, căn cứ vào mức độ biến đổi của khoáng vật, đặc điểm của sản phẩm phong hóa hoặc vào vị trí và nguồn gốc của sản phẩm phong hóa, người ta phân biệt các hình thức phong hóa, các kiểu phong hóa và các loại vỏ phong hóa khác nhau

1.2.1.2 Các hình thức phong hóa

Khi các nhân tố nham thạch lộ ra ngoài mặt đất, chúng thường xuyên chịu tác động của các nhân tố ngoại lực nên không ngừng biến đổi, và sự biến đổi ngày càng trở nên sâu sắc Những biến đổi đó không những làm thay đổi tính chất lí học của các nham thạch mà còn làm thay đổi cả thành phần hóa học của chúng sinh ra nhiều chất mới Quá trình biến đổi phức tạp và lâu dài này gọi là quá trình phong hóa Những nhân tố chủ yếu tham gia vào quá trình phong hóa có: nhiệt độ, nước, khí ô xy, khí cacbonic, các sinh vật Cường độ của quá trình phong hóa phụ thuộc vào thành phần của bản thân nham thạch và vào điều kiện hoạt động của các nhân tố

Tùy theo những nhân tố tham gia và động lực thúc đẩy người ta thường phân ra 3 hình thức: phong hóa lí học, phong hóa hóa học và phong hóa sinh học

Sự phân chia này chỉ có tính chất quy ước để dễ hiểu, thực ra trên thực tế cả ba hình thức phong hóa này đều tiến hành đồng thời tại cùng một nơi Chỉ khác ở chỗ hình thức này hay hình thức kia được biểu hiện tương đối rõ rệt

1.2.1.3 Các kiểu phong hóa

Tùy theo đặc điểm và tính chất các sản phẩm phong hóa người ta phân chia thành những kiểu phong hóa khác nhau

Năm 1926, H.Haratxôvit chia ra kiểu phong hóa alit đặc trưng cho vùng nhiệt đới, sản phẩm phong hóa chứa nhiều ôxít sắt và nhôm tự do, còn kiểu phong hóa sialit cho vùng ôn đới chứa chủ yếu là các aluminô – silicat thứ sinh

Năm 1947, B.B Polưnov đã chia ra các kiểu phong hóa theo giai đoạn phát triển: kiểu vỏ phong hóa vụn; kiểu cacbonat; kiểu sialit và kiểu alit

Năm 1963, V.M Fridland nghiên cứu đất nhiệt đới đã chia ra kiểu phong hóa alit; kiểu phong hóa feralit; kiểu phong hóa alferit

1.2.1.4 Vỏ phong hóa

Theo V.M Fridland, vỏ phong hóa là phần trên cùng của vỏ Trái Đất chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố ngoại sinh, trong đó đang diễn ra quá trình biến đổi các loại đá

gốc và khoáng vật mà trước đây đã được hình thành trong điều kiện nhiệt lực học khác hẳn ngày nay

Vỏ phong hóa trên địa cầu không đồng nhất Sự hình thành chúng phụ thuộc vào

vị trí địa hình, đá gốc, thời gian hình thành và điều kiện sinh – khí hậu của từng nơi

Vì vậy, sản phẩm phong hóa của mỗi đới tự nhiên, mỗi vùng đều có những đặc điểm riêng của chúng Căn cứ vào động lực hình thành có thể chia ra hai loại: loại vỏ phong hóa tại chỗ và loại vỏ phong hóa không tại chỗ

Trải qua thời kì địa chất, do hoạt động kiến tạo, đá trầm tích được nâng lên khỏi

bề mặt biển, đại dương và cũng từ đó nó lại bắt đầu chịu tác động của các quá trình phong hóa

Quá trình vận động của vật chất đã nêu trên diễn ra trong một phạm vi rất rộng lớn

(từ lục địa tới đại dương) và thời gian rất lâu dài (hàng triệu năm) được gọi là đại tuần

hoàn địa chất

Trong đại tuần hoàn địa chất, quá trình phong hóa đã giải phóng vật chất dưới dạng hòa tan cùng với các sản phẩm không hòa tan Đó là các sản phẩm phong hóa.Sản phẩm phong hóa là chỗ thuận lợi cho những cơ thể sống đầu tiên khi chúng từ đại dương lên lục địa

Giai đoạn đầu tiên của quá trình hình thành đất cũng là lúc bắt đầu của tiểu tuần hoàn sinh vật Vòng tuần hoàn này được tính từ khi các sinh vật đơn giản như vi khuẩn nấm, tảo, động vật nguyên sinh tới sống ở lớp mặt của thạch quyển – nơi đã có sẵn những sản phẩm phong hóa Sự trao đổi năng lượng diễn ra như sau: thực vật lá xanh trong quá trình quang hợp, tích lũy năng lượng Mặt Trời Sau khi chết đi, xác của chúng còn lại trên mặt đất.Trong quá trình phân giải xác thực vật, năng lượng được giải phóng và chuyển thành các dạng khác, sinh ra các phản ứng trong thổ

nhưỡng.Trong đó có các phản ứng tổng hợp hình thành các chất khoáng và chất hữu

cơ

Mặt khác, những khoáng vật tồn tại trong đất đặc biệt là các khoáng vật nguyên sinh tuy được hình thành ở dưới sâu nhưng khi lộ ra ngoài mặt đất thì trở nên kém bền vững.Trong quá trình phong hóa, mạng tinh thể bị phá hủy, năng lượng được giải phóng.Nguồn năng lượng đó được sử dụng trong nhiều hoạt động khác nhau trong thổ nhưỡng trong đó có quá trình tổng hợp, tạo ra cơ thể các sinh vật hạ đẳng

Các quá trình trao đổi này đều có tính tuần hoàn tức là theo chu kì Quá trình này nhấn mạnh đến vai trò của sinh vật trong việc hấp thụ các chất khoáng được hình thành trong đất do sự phân hủy các khoáng vật nguyên sinh của nham thạch và xác các sinh vật Tuy nhiên, vòng tuần hoàn sinh vật dưới dạng: đất - cơ thể sống - đất không bao giờ được cân bằng một cách triệt để, nghĩa là nó không phải là một vòng tuần hoàn khép kín Theo Uyliam: “nó được diễn ra ở trên mặt đất, trên nền một vòng tuần hoàn vật chất rộng lớn hơn nhiều Đó là vòng đại tuần hoàn địa chất”

Các chất khoáng hình thành trong lớp vỏ thổ nhưỡng và lớp vỏ phong hóa dưới hình thức các chất hòa tan, một phần đưa vào vòng tiểu tuần hoàn sinh vật, một phần khá lớn bị nước mưa cuốn ra sông, ra hồ hoặc ra biển Ở đó chúng được tích lũy lại dưới dạng các trầm tích và bị loại ra khỏi vòng tiểu tuần hoàn sinh vật.Đến một lúc nào đó, nhờ các vận động địa chất quy mô lớn, các hoạt động kiến tạo, chúng mới có cơ hội nổi lên mặt đất để tham gia vào vòng tuần hoàn sinh vật

Như vậy, đại tuần hoàn giải phóng chất dinh dưỡng còn tiểu tuần hoàn sinh vật tạo

ra sự tích lũy chất dinh dưỡng khoáng dưới dạng các hợp chất hữu cơ trong cơ thể sống Mâu thuẫn căn bản giữa hai vòng tuần hoàn này là có sự rửa trôi vật chất và tích lũy sinh học Tuy vậy, hai vòng tuần hoàn này có mối liên hệ mật thiết: đại tuần hoàn địa chất tạo cơ sở cho tiểu tuần hoàn sinh vật (do đã giải phóng ra những nguyên tố dinh dưỡng khoáng rất cần thiết cho quá trình sống của thực vật lúc ban đầu) Tiểu tuần hoàn sinh vật tạo ra sự tích lũy vật chất hữu cơ và tác động mạnh mẽ vào các sản phẩm phong hóa để trở thành mẫu chất Nếu không có tiểu tuần hoàn sinh vật thì độ phì nhiêu không được hình thành và do đó không thể tạo nên đất

1.2.3 Các nhân tố hình thành thổ nhưỡng

Thổ nhưỡng là một thể tự nhiên hình thành do tác động qua lại của nhiều nhân tố Theo Đôcusaep thì các nhân tố đó là: đá mẹ, khí hậu, sinh vật, địa hình và tuổi của khí hậu Và hiện nay còn có nhân tố con người vì những tác động của con người đã thấy rất rõ vai trò của nó trong quá trình hình thành đất

1.2.3.1 Nhân tố đá mẹ

Bất kì một loại đất nào cũng được hình thành từ sản phẩm phong hóa của đá mẹ.Thành phần, các đặc tính lí hóa của đá mẹ có nhiều mối quan hệ chặt chẽ với thành phần khoáng của thổ nhưỡng Do đó, khi xét tính chất của một loại đất nào phải xét đến cả đặc tính địa chất của vùng Màu sắc của đất cũng được quyết định bởi đá mẹ

1.2.3.2 Nhân tố địa hình

Nhân tố này tác động rất lớn kết quả tác động của nhân tố khác trong quá trình hình thành thổ nhưỡng như: sự di chuyển của các thành phần khoáng và hữu cơ, sự phân hóa các điều kiện khí hậu - sinh vật, điều chỉnh các chế độ nhiệt, ẩm…

Tầng phong hóa đất ở các dạng địa hình khác nhau 1.2.3.3 Nhân tố khí hậu

Khí hậu ảnh hưởng đến sự hình thành đất một cách trực tiếp thông qua các nhân tố thành tạo đất khác.Trong quá trình phát triển của đất, các yếu tố nước, nhiệt, khí đã ảnh hưởng tới cường độ và chiều hướng phát triển của quá trình hình thành đất.Các nhân tố này cũng có ảnh hưởng đến các quá trình phong hóa và di chuyển vật chất trong các lớp đất Sự vận động của các khối khí cũng gây nên sự di chuyển hàng loạt vật chất khoáng và hữu cơ theo gió

Tầng dày đất nhiệt đới Tầng dày đất ôn đới

1.2.3.4 Nhân tố sinh vật

Trong quá trình sống, mỗi loài thực vật có khả năng lựa chọn thức ăn cần thiết cho hoạt động sống của chúng và khi chết đi, xác của chúng có tỉ lệ và thành phần khác nhau về tỉ lệ tro Tác động khác nhau của thực vật cùng với cùng với môi trường đã có vai trò quyết định tới chiều hướng của quá trình hình thành đất, và do đó đất có những đặc điểm riêng của nó

1.2.3.5 Nhân tố thời gian

Quá trình hình thành đất diễn ra trong một thời gian nhất định.Thời gian đó được coi là tuổi của thổ nhưỡng.Thời gian là điều kiện cần thiết cho việc tiến hành của bất

cứ hiện tượng tự nhiên nào Thổ nhưỡng không thể xuất hiện chớp nhoáng và cũng không thể không phát triển theo thời gian Các nhà nghiên cứu đã chứng tỏ rằng phải mất chừng 100 - 300 năm mới có được một lớp đất nhất định

Quá trình hình thành đất qua thời gian

1.2.3.6 Nhân tố con người

Tác động của con người vào quá trình hình thành đất rất lớn Con người có thể làm cho quá trình hình thành đất bị gián đoạn hoặc thay đổi hướng phát triển Tập quán sản xuất ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hình thành đất Tuy nhiên, tác động của con người cũng có nhiều mặt tích cực như việc bón phân làm tăng độ phì cho đất, cải tạo đất phèn, đất nhiễm mặn…

1.2.4 Các quá trình hình thành thổ nhưỡng

Khái niệm: Quá trình hình thành đất là tiến trình phát sinh và phát triển của đất tương thích với nhóm nhân tố hình thành đất

Các quá trình hình thành đất trên thế giới đều thuộc về ba nhóm quá trình sau:

- Nhóm quá trình phá hủy và biến đổi khoáng vật chiếm ưu thế: Nhóm này gồm

ba quá trình hình thành đất chủ yếu sau:

+ Quá trình thành tạo đất sơ đẳng

+ Quá trình sét hóa (sialit)

+ Quá trình xôlônét và xôlốt

+ Quá trình rửa trôi

- Kết hạt trụ hoặc phiến có hình khối trụ hoặc các lớp mỏng

Kích thước của các kết hạt có thể dưới 0.01 mm đến 5 cm

Cấu tượng có tác dụng nhiều mặt đến thổ nhưỡng.Có cấu tượng thì đất xốp, độ hổng lớn, không khí và nước dễ lưu thông, tạo điều kiện thuận lợi cho thực vật sinh sống Cấu tượng còn làm cho đất tăng độ ẩm, giữ nhiệt, tích lũy được các chất dinh dưỡng để cung cấp dần cho cây

1.2.5.3 Màu sắc của thổ nhưỡng

Đất có nhiều màu sắc khác nhau vì phụ thuộc vào thành phần các chất cấu tạo và các kiểu hình thành đất.Sabanin đã chỉ ra rằng trong đất có đủ các màu sắc từ đen đến trắng, từ màu xanh lá cây đến màu xanh xẫm

Màu xẫm chủ yếu do các hợp chất mùn tạo ra; màu đỏ và vàng do các oxyt sắt ba; màu xanh lá biểu hiện của các oxyt sắt hai; các vệt đen liên quan đến hyđrôxit mangan; màu trắng đục do tích lũy các hạt thạch anh còn màu trắng sáng là do các cácbonat và sunfat

1.2.5.4 Các thể xâm nhập

Thể xâm nhập là những thể vật chất tồn tại trong phẫu diện thổ nhưỡng, nhưng chúng không có liên quan gì với các tầng đất về mặt phát sinh Những đá tảng, cuội, sỏi, những xác động vật (xương, vỏ sò, ốc…) cũng như những tàn tích văn hóa cổ (mảnh sứ, gỗ…) đều là những thể xâm nhập trong đất

Các thể xâm nhập tuy không có ý nghĩa đối với sự hình thành đất nhưng chúng có thể giúp các nhà nghiên cứu thổ nhưỡng phán đoán về sự phát sinh, về tuổi của các lớp đất

1.2.5.5 Các thể mới sinh

Trong quá trình hình thành đất, có sự phân bố một lại một cách có quy luật những nguyên tố hóa học trong phẫu diện đất.Một số các nguyên tố đó có thể tập trung tạo nên những hợp chất đặc biệt khác hẳn với các chất vốn có phổ biến trong đất.Đó là các thể mới sinh.Sự xuất hiện của chúng biểu hiện về mặt hình thái, nằm tách biệt với khối đất là kết quả của những quá trình khác nhau xảy ra trong thổ nhưỡng

1.3 Thành phần và đặc tính của thổ nhưỡng

1.3.1 Thành phần của thổ nhưỡng

1.3.1.1 Thành phần vật chất của thổ nhưỡng

a) Thành phần khoáng vật trong đất

Tất cả các loại đất đều được hình thành từ các sản phẩm phong hóa đá gốc Đá gốc

có thể do một hoặc nhiều loại khoáng vật tạo nên, vì thế khoáng vật tạo đá cũng chính

là khoáng vật hình thành đất

Về nguồn gốc, có thể phân ra hai loại khoáng vật: khoáng vật nguyên sinh và khoáng vật thứ sinh.Khoáng vật nguyên sinh của đất là những khoáng vật được hình thành cùng với đá gốc và hầu như chưa bị biến đổi về thành phần và trạng thái.Khoáng vật nguyên sinh bị biến đổi về mặt hóa học sẽ trở thành khoáng vật thứ sinh

b) Thành phần cơ giới

Thành phần cơ giới đất (hay thành phần cấp hạt) của đất là tỉ lệ % của những phần tử

cơ giới có kích thước khác nhau trong đất khi đoàn lạp đất ở trạng thái bị phá vỡ

1.3.1.2 Thành phần hữu cơ

a) Nguồn gốc chất hữu cơ trong thổ nhưỡng

Trong các loại thổ nhưỡng tự nhiên, hầu hết lượng chất hữu cơ (4/5) đều do các loại lá xanh sinh sống trên mặt đất sinh ra bởi vì chỉ có các thực vật lá xanh mới có khả năng tạo ra chất hữu cơ thông qua tác dụng quang hợp

b) Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong thổ nhưỡng

Các hợp chất hữu cơ có thể phân ra thành các nhóm sau:

- Nhóm các chất đường và axit hữu cơ gồm có những loại đường đơn giản (monosaccarit), đường kép (đisaccarit)

- Nhóm các chất tinh bột, xenluyloda và hêmixenluyloda cũng là những hyđrat cácbon đa đường

- Linhin là chất có trong xác thực vật với số lượng đáng kể

- Nhóm các chất tanin, chất béo, chất sáp, chất nhựa

1.3.1.3 Nước trong thổ nhưỡng

a) Các dạng nước trong thổ nhưỡng

Nước trong đất không riêng rẽ mà có quan hệ chặt chẽ với các phần tử rắn của đất, với không khí trong đất và với khe hở trong đất Nước trong đất tồn tại ở 4 dạng cơ bản: thể rắn, thể hơi, nước liên kết và nước tự do

b) Sự cân bằng nước và các kiểu chế độ nước trong đất

- Sự cân bằng nước trong đất:

Nguồn cung cấp nước chủ yếu cho đất là mưa, hơi nước ngưng kết từ không khí (sương, tuyết) và nước ngầm

Quá trình tiêu thụ nước gồm:

xuống đất tạo thành dòng chảy trên mặt

+ Sự hút nước (R) do rễ thực vật đảm nhận trong quá trình sinh dưỡng của chúng

quản, trọng lực, lực hấp thụ…

->sự cân bằng nước trong đất được biểu thị qua phương trình tổng quát sau:

- Chế độ nước đông giá

1.3.1.4 Không khí trong thổ nhưỡng

Không khí trong đất chủ yếu do lớp không khí sát mặt đất của khí quyển thâm nhập vào, do đó thành phần khí trong đất và trong khí quyển về cơ bản là giống nhau nhưng tỉ lệ thành phần có sự khác nhau nhất định

1.3.2 Một số đặc tính chủ yếu của thổ nhưỡng

1.3.2.1 Keo đất và khả năng hấp thụ

- Khái niệm: phần tử cơ giới đất có kích

thước từ 1nm đến 200 nm được gọi là hạt keo

đất.Những phần tử nhỏ hơn 1nm nghĩa là nhỏ hơn

một phần triệu mm là các phân tử còn những phần

tử lớn hơn 200 nm là hạt thô

- Cấu tạo: keo đất có cấu tạo như sau:nhân

keo, lớp tạo điện thế, lớp iôn cố định, lớp iôn

khuyếch tán, lớp iôn trao đổi

a) Nguồn nhiệt trong thổ nhưỡng

Nguồn cung cấp nhiệt chính cho thổ nhưỡng là bức xạ Mặt Trời Các tia sáng Mặt Trời khi chiếu xuống mặt đất biến thành nhiệt năng, một phần bị mặt đất hấp thụ, một phần bị phản xạ lại không trung

Các loại vi sinh vật khác nhau khi phân giải xác hữu cơ cũng tỏa những lượng nhiệt khác nhau Các vi sinh vật ưa khí tỏa nhiều nhiệt hơn các vi sinh vật kị khí Ngoài ra, khi hạt nảy mầm đất hút nước cũng đều tỏa nhiệt

b) Những nhân tố ảnh hưởng đếnnhiệt độ của thổ nhưỡng

Nhiệt độ thay đổi ở từng nơi, từng thời kì và từng loại đất khác nhau Những nhân

tố ảnh hưởng đến chế độ nhiệt của thổ nhưỡng là:

- Điều kiện khí hậu khu vực và địa hình

-Đặc tính, tỉ lệ và cách kết hợp giữa 3 thành phần rắn, lỏng và khí trong thổ nhưỡng cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ của của thổ nhưỡng

- Sự lồi lõm, độ gồ ghề của đất cũng ảnh hưởng nhiều đến sự phản xạ, bức xạ Mặt đất càng phẳng thì sẽ càng dễ phản xạ, bức xạ của Mặt Trời.Ngược lại, nếu mặt đất càng gồ ghề, mấp mô thì sự hấp thụ nhiệt càng lớn

- Lớp phủ thực vật cũng làm cho nhiệt độ thổ nhưỡng cũng không tăng lên quá cao hoặc hạ xuống quá thấp

c) Chế độ nhiệt của thổ nhưỡng

Chế độ nhiệt của thổ nhưỡng khá phức tạp.Nhiệt độ không những thay đổi giữa các mùa, giữa ngày đêm mà còn cả ở những độ sâu khác nhau.Tuy nhiên, sự biến động

đó còn phụ thuộc vào các đặc điểm của điều kiện tự nhiên ở từng nơi

- Chế độ nhiệt ngày

- Chế độ nhiệt năm

d) Sự cân bằng nhiệt của đất

Tương quan giữa tổng lượng nhiệt được đất hấp thụ và tổng lượng nhiệt chi phí cho các quá trình xảy ra trong đất trong một thời gian nào đó gọi là sự cân bằng nhiệt của đất

1.4 Quy luật phân bố và sự phân bố thổ nhưỡng trên thế giới

1.4.1 Quy luật phân bố thổ nhưỡng

Sự hình thành thổ nhưỡng là kết quả tổng hợp của các nhân tố Các nhân tố hình thành đất đều bị chi phối bởi các quy luật phân bố của tự nhiên Do vậy, sự hình thành đất cũng có sự phân bố theo các quy luật chung đó Các quy luật phân bố đất trên thế giới là:

1.4.1.1 Sự phân bố đất theo vĩ tuyến

Vào những năm 1890 - 1900 sau nhiều công trình nghiên cứu, V.V.Đôcusaep đã nhận thấy rằng một số loại đất trên Trái Đất được phân bố theo đới (ít nhiều song song theo chiều vĩ tuyến) Các đới đất phản ánh sự khác nhau về các điều kiện nhiệt - ẩm và biểu hiện quy luật địa đới theo chiều ngang

Trên thực tế, ở bán cầu bắc, trong dải vĩ độ gần bắc cực do khí hậu lạnh thường có băng giá nên thực vật chỉ có địa y và rêu mọc thưa thớt Đất ở vùng này là đất đài

rét nhưng lượng mưa khá hơn, thực vật rừng lá kim thống trị, đất điển hình cho đới là pôtzôn Trong dải vĩ độ thuộc cận nhiệt đới và nhiệt đới với khí hậu nóng ẩm, thực vật rừng lá rộng rụng lá hoặc thường xanh, hình thành các loại đất có hàm lượng sắt và nhôm cao, đó là các loại đất đỏ, vàng cận nhiệt và feralit

1.4.1.2 Sự phân bố đất theo chiều cao

Địa hình núi cao làm cho khí hậu thay đổi Các vành đai khí hậu khác nhau sẽ tạo nên các vành đai thực vật tương ứng Do tác động của các nhân tố chủ đạo này mà các vành đai đất theo chiều cao hình thành

Sự thay đổi các vành đai đất theo chiều thẳng đứng cũng có quy luật tương tự như

sự thay đổi của các đới đất theo chiều ngang từ xích đạo tới cực Tuy nhiên, do ảnh hưởng của hướng sườn đón gió hay khuất gió, sườn nhận được nhiều nhiệt hay ít nhiệt,

mà chiều rộng của các vành đai đất, cũng như độ cao xuất hiện và kết thúc của từng vành đai theo chiều cao không hoàn toàn giống nhau

Sự phân bố đất theo chiều cao còn chịu sự chi phối của quy luật địa đới theo chiều ngang Thí dụ: dãy núi Capca ở vùng cận nhiệt nên vành đai đất ở chân núi là đất đỏ cận nhiệt (sườn tây), trong khi đó vành đai đất ở chân núi Hoàng Liên Sơn - thuộc miền nhiệt đới ẩm lại là loại đất feralit đỏ vàng của vùng nhiệt đới ẩm

Ngoài ra, sự phân bố đất theo chiều cao còn phụ thuộc vào điều kiện địa phương Thí dụ trên cùng một dãy núi Cáp ca, ở sườn tây có khí hậu ẩm nên có vành đai đất đỏ cận nhiệt (ranh giới phía trên lên tận độ cao 500m), trong khi đó, phía sườn đông có khí hậu khô nên xuất hiện vành đai đất nâu và hạt giẻ cận nhiệt (tới độ cao 400m)

1.4.1.3 Sự phân bố đất theo địa phương

Trong thực tế, có những loại đất không tuân theo quy luật địa đới hoặc quy luật đai cao, chúng được hình thành do tác dụng quyết định của nhân tố ưu thế nào đó Những nhân tố này có thể xuất hiện trong nhiều vùng Địa lí khác nhau Thí dụ: xa hay gần biển, địa hình trũng và thừa nước, nước ngầm giàu muối, phù sa bồi tụ…Các loại đất địa phương như đất lầy, đất mặn, đất phù sa…có ở nhiều đới Địa lí khác nhau

Ba quy luật phân bố đất thế giới nêu trên được biểu hiện rõ nét trên bản đồ đất thế giới Tuy vậy, chỉ có các loại đất mang tính địa đới thì sự hình thành và tính chất của chúng có sự khác nhau rõ rệt Điều đó được quyết định bởi điều kiện khí hậu, sinh vật

ở từng vĩ độ địa lí Chính mối liên hệ đó đã tạo nên các đới khí hậu – sinh vật – đất khác nhau và có tính chất quy luật

1.4.2 Sự phân bố các loại thổ nhưỡngchínhtrên thế giới

1.4.2.1 Đất thuộc đới Bắc cực và đài nguyên

a Phạm vi phân bố

Phân bố ở rìa bắc của các lục địa ÂU - Á, Bắc Mĩ và một số đảo trong Bắc Băng

b Điều kiện hình thành

trung bình tháng 7 cũng không quá + 100C Thời gian tuyết phủ kéo dài: ở đài nguyên

là từ 200 - 260 ngày, ở vùng cực gần như quanh năm, chỉ khoảng 12 - 14 ngày không

- Sinh vật: ở những vùng khí hậu khắc nghiệt, lớp thực bì chỉ che phủ từ 5% đến 10% diện tích đất Các loại cây thân gỗ ở đài nguyên thưa thớt do nhiều nguyên nhân như nhiệt độ thấp, độ ẩm quá cao, gió mạnh…Số lượng các vi khuẩn tương đối nhiều nhưng do đất ẩm nên đa số là vi sinh vật kị khí, quá trình phân giải các chất hữu cơ chậm Ở vùng đài nguyên, thực vật chủ yếu gồm rêu và địa y Ở phía nam đới có các cây bụi và cỏ hòa thảo xuất hiện như: liễu lùn, thùy dương lùn…Thời kì sinh trưởng của thực vật rất ngắn ngủi Sự phát triển của thực vật rất chậm chạp vì thế lượng xác thực vật rơi rụng hàng năm không đáng kể (10tạ/ha) Điều kiện thực vật nghèo nàn đã làm cho sự tuần hòan sinh vật chậm chạp, sự tích mùn và khoáng hóa chất hữu cơ kém

c Đặc điểm

Do khí hậu lạnh nên nên trong đất có tầng băng kết vĩnh viễn, hàng năm về mùa

hạ, khi băng tan, đất lộ ra một tầng hoạt động có độ dày từ 1.2m đến 1.6m ở những chỗ đất cát, từ 0.7 đến 1.2m ở những chỗ đất sét Ở những chỗ than bùn thì độ dày đó giảm xuống rõ rệtchỉ còn 20 - 40cm

- Đất bắc cực:

Đất này được hình thành trong điều kiện băng giá quanh năm, thực vật rất nghèo nàn và thưa thớt Quá trình hình thành đất mới ở dạng phôi thai, các quá trình sinh - hóa xảy ra hết sức chậm chạp, quá trình phong hóa vật lí là chủ đạo Đất rất mỏng, nghèo chất dinh dưỡng

- Đất đài nguyên:

Quá trình hình thành đất đài nguyên diễn ra trong điều kiện thừa nước và nhiệt độ thấp Hoạt động của vi sinh vật rất chậm chạp do khí hậu lạnh và thừa ẩm Sự thừa ẩm

gây ra quá trình phân hủy kị khí, hình thành nên tầng than bùn với sự có mặt của mùn chua, thô

Đặc điểm hình thành đất và sự tích lũy mùn thô đã tạo điều kiện phát triển cho kiểu đất glây đài nguyên Cấu trúc, phẫu diện của kiểu đất này như sau:

Tầng glây (G): có sét, màu xanh xám ở giữa phẫu diện

Tầng đông kết

Trong vùng cực do sự khác biệtcủa vị trí Địa lí, điều kiện và nhân tố hình thành,

mà đất đài nguyên có nhiều loại: đất đài nguyên glây, đất đài nguyên cây bụi - rêu, đất đài nguyên - rừng

d Sử dụng

Đới đài nguyên trước đây chỉ là nơi chăn nuôi tuần lộc Hiện nay, ở Nga, Canada, Hoa Kì, Na Uy đất đài nguyên đã được khai thác để trồng rau Nghề chăn nuôi hươu được coi là nghề chủ yếu trong việc sử dụng kinh tế ở đất đài nguyên

Để sử dụng được đất ở các vùng này, người ta phải cải thiện tầng than bùn, thực hiện các biện pháplàm tăng nhiệt độ của đất và giảm độ ẩm quá thừa Người ta cũng phải bón thêm nhiều loại phân vô cơ và hữu cơ, đặc biệt là phải sử dụng một cách tích cực các loại phân vi lượng và phân vi sinh vật

1.4.2.2 Đất thuộc đới rừng lá kim

trung bình năm khoảng 600mm, chủ yếu rơi vào mùa hạ

tây từ 400 - 600mm, ở phía đông từ 150 - 250mm

+ Ở phía nam lãnh thổ Canađa thuộc đới này, về mùa đông thời tiết rất lạnh, nhiệt

- Địa hình chủ yếu là địa hình băng hà gồm các miền núi, cao nguyên, hồ và đồng bằng châu thổ

- Đá mẹ thành tạo đất rất khác nhau nhưng đá trầm tích băng hà Đệ tứ là phổ biến + Vùng tây bắc của bộ phận châu Âu thuộc Liên Xô, đá mẹ phổ biến là trầm tích băng hà sét pha đá tảng Đặc trưng của loại đá này là có lượng đá tảng đáng kể, nguồn gốc macma

+ Ở phía nam có các trầm tích sa thạch và phù sa cổ giàu thạch anh nhưng nghèo chất dinh dưỡng ở dạng dễ tiêu

+ Ở đồng bằng đông và trung Xibia các đá sét pha dạng lớtsơ và các trầm tích phù

sa hồ lại là thành phần chủ yếu của đá mẹ

- Sinh vật: thực vật chủ yếu là các loài cây lá kim như vân sam, tùng rụng lá, thông, lãnh sam…Ở phía nam đới rừng lá kim có xuất hiện rừng hỗn giao như sồi, bồ đề…Trong rừng dưới tán cây thân gỗ là thảm cỏ

Khối lượng thực vật của đới rừng lá kim tương đối lớn từ 1000tạ/ha vật chất ở các rừng lá kim ở phía bắc đến 3000tạ/ha ở rừng hỗn giao ở phía nam Tuy nhiên, lượng cành lá rơi rụng lại không lớn chỉ chiếm vài phần trăm khối lượng sinh vật Lượng nguyên tố tro chỉ từ 0.5 - 2tạ/ha

+ Quá trình rửa trôi: trong mùn có thành phần chủ yếu là axit phunvovic dễ hòa tan trong nước Axit phunvovic bão hòa dung dịch đất làm cho nó có phản ứng chua (pH ≥ 5) Axit phunvovic có tác động lớn tới các nguyên tố tro và thành phẩn khoáng, nó phá hủy các silicat hình thành các phunvat dễ bị rửa trôi xuống các tầng lớp sâu Đồng thời giữa dung dịch đất và các hạt keo cũng xảy ra các phản ứng trao đổi làm cho canxi và các chất kiềm tách ra, tiếp tục bị rửa trôi Hiện tượng tán keo xuất hiện làm cho cấu tượng đất bị phá vỡ và các hạt đất mịn cũng bị cuốn đi do độ ẩm của đất quá thừa Kết quả của quá

d Đặc điểm, tính chất

- Đặc điểm phẫu diện:

quả…đang phân hủy ở các mức độ khác nhau Chiều dày thường từ 1 - 2cm đến 7cm

hoặc xẫm tùy theo lượng mùn nhiều hay ít, có cấu tượng viên và một khối lượng lớn rễ cây

+ Tầng A2 là tầng rửa trôi Chiều dày của tầng thay đổi tùy theo loại đất, thường thường không quá 35cm Tầng này có màu tro nhạt Nếu trong thành phần đá mẹ có nhiều cát thì hoàn tòan không có cấu tượng, nếu là sét pha thì có cấu tượng phiến Ở bộ phận dưới của tầng, thường có các hạt kết von nhỏ của sắt và mangan Chính trong tầng này, các nguyên tố tro bị rửa trôi mạnh nên người ta gọi loại đất có đặc điểm đó là pôtzôn + Tầng B là tầng tích tụ Chiều dày của tầng không ổn định, có thể từ vài cm đến 50cm hoặc hơn nữa Tầng này thường có màu nâu hoặc đỏ - vàng xẫm, lác đác có những đốm hoặc vệt màu đen Nều thành phần đá mẹ có nhiều cát thì có cấu tượng dạng phiến, nếu có nhiều cát pha thì có cấu tường hình trụ Bao quanh các khối kết hạt

là những màng mỏng do các phần tử mịn mang từ trên xuống Trong khe hổng, giữa các khối, có lớp phủ bụi silic màu sáng Trong tầng cũng có các hạt kết von sắt và mangan Ranh giới trên của tầng tích tụ thường không bằng phẳng Nếu thành phần cơ giới là sét pha thì ranh giới đó càng không rõ rệt

+ Tầng C là tầng đá mẹ, gồm có nhiều mảnh đá vụn thô, đa số là sản phẩm phong hóa của trầm tích băng hà kỉ Đệ tứ

người ta phân ra:

- Tính chất:

+ Đất pôtzôn chủ yếu là chua, càng xuống sâu, độ chua càng giảm do việc tích tụ các chất kiềm ở dưới

không có kết cấu, nghèo mùn, các chất dinh dưỡng đều nghèo

e Các kiểu phụ của đất pôtzôn

- Đất pôtzôn glây: ở phía bắc, nơi đới taiga tiếp giáp với đới đài nguyên, cac điều kiện nhiệt ẩm ở đây đã tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình yếm khí phát triển, sinh ra hiện tượng glây (hiện tượng khử oxi của oxit sắt 3) trong các tầng trên mặt của

trong điều kiện thoáng khí ở từng chỗ có thể xuất hiện các vật vàng đỏ của oxit sắt 3)

- Đất pôtzôn - mọc cỏ: ở phía nam, dưới đới rừng hỗn giao có lớp cỏ phủ thì hình thành đất pôtzôn - mọc cỏ Đặc điểm của loại đất này là có lượng chất hữu cơ lớn hơn,

hủy, được thay thế bằng thảm cỏ

- Đất pôtzôn glây - than bùn: trong đới taiga, ở những vùng giữa các sông, thường xuất hiện kiểu đất này Hiện tượng này thường có quan hệ với các hoạt động phá rừng, đốt rừng và nhiều nguyên nhân khác Rừng bị phá làm cho độ bốc hơi giảm, đất trở thành đầm lầy, các quá trình yếm khí xuất hiện Lớp cỏ phủ được thay thế bằng một lớp rêu Kết quả là trong lớp đất, dưới lớp rêu hình thành một tầng than bùn gồm có xác thực vật lá kim và xác rêu bị phân hủy dở dang, màu xẫm, có chiều dày có khi tới trên

f Sử dụng

Nói chung, đất pôtzôn là loại đất kém phì nhiêu, cần cải tạo mới có thể trở thành đất trồng lúa mì, mạch, khoai tây, táo… Trong nông nghiệp, đất trong đới này được sử dụng nhiều nhất là đất pôtzôn - mọc cỏ Hiện nay, về mặt kinh tế, đất pôtzôn chủ yếu được tập trung vào việc trồng rừng và chăn nuôi gia súc

1.4.2.3 Đất thuộc đới rừng lá rộng ôn đới

Đới rừng cây lá rộng ôn đới nằm ở phía nam đất rừng taiga bao gồm nhiều khu vực rộng lớn của lục địa Bắc Mĩ (phía đông Hoa Kì), của Tây Âu, Trung Âu và Bắc châu Á (trong lãnh thổ Liên Xô - Trung Quốc)

Các loại đất chính: đất điển hình cho đới đất này là đất nâu xẫm và đất xám

a Đất nâu xẫm đới rừng cây lá rộng ôn đới

- Điều kiện hình thành:

+ Khí hậu: khí hậu của đới rừng cây lá rộng ôn đới là khí hậu có tính chất ôn đới đại dương ẩm và ấm Độ ẩm điều hòa quanh năm Nhiệt độ trung bình năm từ 4 -

phong phú từ 500 - 1000mm do ảnh hưởng của gió tây ôn đới từ đại dương thổi vào + Đá mẹ: có nhiều loại, từ đá giàu kiểm đến các loại đá không cacbonat

+ Sinh vật: thực bì chủ yếu có các rừng cây lá rộng rụng lá theo mùa như dẻ gai, sồi, bồ đề, thùy dương…

- Đặc điểm về hình thái của phẫu diện đất nâu xẫm:

Trong phẫu diện đất nâu xẫm, sự phân hóa ra các tầng phát sinh thể hiện không rõ rệt Các tầng như sau:

dưới Cấu tượng có dạng viên, từ vài cm đến 20 - 25cm Từ tầng A chuyển sang tầng

B, ranh giới khó phân biệt Có thể coi như có tầng chuyển tiếp A/B dày vài cm

Thành phần cơ giới đa số là sét, khi khô có cấu tượng viên Độ dày vào khoảng 50 -

60cm Dưới tầng tích tụ thường có tầng chuyển tiếp B/C, dày độ vài cm, màu sắc giống như đá mẹ

- Các quá trình hình thành đất nâu xẫm:

Đất nâu xẫm hình thành trong đới rừng lá rộng, điều kiện nhiệt ẩm đầy đủ, không

có thời kì đóng băng dài.Điều kiện đó rất thuận lợi cho quá trình phân hủy các khoáng nguyên sinh để hình thành các sản phẩm sét thứ sinh Thành phần cơ giói của đất do

đó giàu thành phần sét Đồng thời các oxit sắt được giải phóng, một số hợp chất muối đơn giản bị rửa trôi, phần lớn là các muối canxi.Tuy nhiên, quá trình rửa trôi ở đây yếu hơn quá trình rửa trôi của đất pôtzôn rất nhiều

Lượng vật chất hữu cơ rơi rụng trên bề mặt đất có chứa lượng các nguyên tố tro rất lớn (đặc biệt là canxi) Vì vậy, tuy chịu tác động của quá trình rửa trôi, nhưng tầng A vẫn giàu kiềm và có phản ứng trung tính

Thời kì nóng và ẩm của khí hậu kéo dài ảnh hưởng lớn đến quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ, vì vậy trong đất nâu xẫm lượng mùn không cao, thường chỉ từ 3 - 4%

Ở ngay sát dưới tầng thảo mục, tỉ lệ đó có thể lên tới 6 - 7% Các chất muối khoáng khi bị rửa trôi xuống sâu, phần lớn bị rễ thực vật lá rộng hút lên, rồi nhanh chóng trả

về cho đất trong vòng tuần hoàn sinh vật

Trong đất nâu xẫm, quá trình pôtzôn hóa có thể xảy ra nếu độ chua của dung dịch thổ nhưỡng tăng lên do điều kiện thay đổi của lớp phủ thực vật (rừng lá km thay thế rừng lá rộng) hoặc của khí hậu (khí hậu lạnh thay thế khí hậu ẩm)

b Đất xám đới rừng cây lá rộng ôn đới

- Phân bố: ở giữa các đới taiga (phía bắc) và thảo nguyên đất đen (phía nam) trên lãnh thổ Liên Xô, ở phía nam Canada, ở phía bắc Hoa Kì

- Điều kiện hình thành:

+ Khí hậu ở đây có tính chất lục địa, nhiều khi khắc nghiệt, nhiệt độ trung bình

chỉ có 350mm, tập trung vào mùa hè

+ Đá mẹ đa số là trầm tích sét có cacbonat

+ Thực vật chủ yếu là sồi, bồ đề, dẻ gai…

- Đặc điểm hình thái phẫu diện đất xám:

đáng kể khoảng từ 1 - 2cm

+ Tầng tích mùn dày từ 20 - 30cm có màu xám hoặc xám xẫm, chứa một lượng lớn rễ cỏ, có cấu tượng viên nhỏ, trung bình, không bền vững Ở phía dưới tầng có các vết tích tụ bụi phấn oxit silic

có cấu tượng hòn Thể mới sinh có các hạt kết von nhỏ (sắt, mangan)

+ Tầng tích tụ B có chiều dày khá lớn từ 80 - 100cm màu sắc chuyển từ nâu sang nâu xẫm Cấu tượng hòn biểu hiện khá rõ rệt.Các khối kết hạt có màng phủ mỏng màu nâu xẫm + Tầng C là đá mẹ

Chất mùn trong đất chứa nhiều nguyên tố tro vì nguồn cung cấp là xác thực vật

lá rộng và cỏ

- Sử dụng: đất xám có độ chua thấp, lượng Ca, Mg lớn và mức độ bão hòa kiềm cao nên có độ phì cao hơn đất pôtzôn - mọc cỏ Trong nông nghiệp người ta sử dụng đất xám để trồng cây lương thực như lúa mì, củ cải đường, các loại rau và cây ăn quả

1.4.2.4 Đất thuộc đới thảo nguyên

+ Khí hậu: hình thành trong điều kiện khí hậu lục địa nửa khô hạn của đới thảo

mùa hạ dưới dạng mưa rào Điều đó chỉ lảm tăng dòng chảy trên mặt và làm cho lượng nước thấm ít Về mùa hạ, do nhiệt độ cao cộng với gió khô đông và đông nam thổi tới nên lượng bốc hơi lớn, độ ẩm không khí thấp Do vậy, quá trình rửa trôi không xảy ra được + Sinh vật: chủ yếu gồm các loại thực vật thân cỏ, thuộc họ hòa thảo sống lâu năm như cỏ voi, cỏ vũ mao, cỏ mục dịch…

+ Đá mẹ: có vai trò quan trọng đối với việc hình thành đất secnodiom Đá mẹ chứa nhiều canxi và manhê

+ Địa hình: chủ yếu là địa hình bình nguyên tương đối bằng phẳng

- Đặc điểm phẫu diện đất:

Hình thái đặc trưng quan trọng nhất là tầng tích tụ mùn phát triển mạnh và có màu đen xẫm

Quá trình rửa trôi không xảy ra trong đất cũng tạo điều kiện cho một số hợp chất ít hòa tan khác nữa tích tụ lại trong phẫu diện như thạch cao

- Sử dụng: hiện nay, miền đất đen secnodiom là miền chính sản xuất lúa mì và các cây công nghiệp có giá trị Tuy nhiên, ở miền đất đen cũng hay sinh ra hạn hán Trong những năm gần đây, người ta đã áp dụng nhiều biện pháp nhằm cải thiện chế độ nước của loại đất này như: xây dựng hệ thống bồn chứa nước, điều chỉnh các dòng chảy trên mặt, ngăn chặn tác dụng bốc hơi do gió khô…

- Đặc điểm:

Các tầng phát sinh trong phẫu diện của loại đất này như sau:

trên, càng xuống dưới càng to dần

+ Tầng tích tụ B thường có màu nâu xẫm, gần đen, có cấu tượng dạng hòn, thành phần cơ giới hơi chặt Chỗ ranh giới giữa hai tầng có màu hơi xẫm hơn do sự tích tụ vật chất mùn từ tầng trên di chuyển xuống Tầng này không có cacbonat, cấu trúc khá

chặt, kéo dài đến độ sâu 150 - 160cm

Về thành phần hóa học có thể thấy đất đen preri có các đặc điểm: lượng mùn ở tầng trên khá lớn (3 - 5%), càng xuống sâu càng giảm; đất có phản ứng chua ở trên, trung tính ở phía dưới tầng B và kiềm ở sát tầng đá mẹ; các thành phần khoáng mịn và setxkioxit được tích tụ nhiều ở tầng B

c) Đất hạt giẻ và đất nâu thảo nguyên ôn đới

đó hàng năm cung cấp cho đất khoảng 40tạ/ha xác thực vật.Trong thành phần của các xác hữu cơ có một lượng lớn các nguyên tố tro, nhiều silic, canxi và natri

- Đặc điểm phẫu diện đất:

Hai loại đất này có hình thái phẫu diện gần giống nhau:

+ Tầng tích mùn A có chiều dày từ 15 - 25cm ở đất hạt giẻ, còn đất nâu mỏng hơn (10 - 15cm) Màu sắc cũng biến đổi từ màu hạt đến màu nâu xẫm.Cấu tượng có dạng hình viên; ở đất nâu, trên mặt có lớp vỏ mỏng còn đất hạt giẻ đôi khi không rõ

+ Tầng tích tụ B dày 20 - 30cm (ở đất hạt giẻ), khoảng 20cm ở đất nâu, có màu nâu xẫm,cấu tượng có dạng viên ở trên và hình lăng trụ ở dưới Trong tầng này có các thể mới sinh cacbonat dạng hạt màu trắng

+ Tầng đá mẹ C màu vàng - nâu có chứa nhiều hạt cácbonat màu trắng Ở đất nâu,

độ sâu 500cm có các tinh thể thạch cao.Ở đất hạt giẻ tinh thể thạch cao thường tích lũy dưới dạng bột ở độ sâu 1 - 1.5m

- Quá trình phát sinh:

Do đặc điểm của chế độ nước ở đới khí hậu khô nên trong phẫu diện đất hầu như không diễn ra quá trình rửa trôi các muối dễ hòa tan, đặc biệt là muối Na, có nhiều trong xác thực vật ưa mặn Na nhiều tạo điều kiện cho quá trình tán keo phát triển, phá hoại cấu tượng đất.Ở một mức độ nhất đinh, một số phần tử khoáng mịn di chuyển nên tầng B trở nên chặt

Lượng muối Natri cao là nguyên nhân sinh ra các loại đất mặn (xôlônsăc) và đất kiềm mặn (xôlônet, xôlốt)

- Sử dụng: đối với nông nghiệp, tuy đất hạt giẻ có và nâu có tuy có độ phì khá cao nhưng lại ở khu vực khô hạn, thiếu nước nên việc sử dụng loại đất này phải gắn với công tác thủy lợi

d) Các đất kiềm mặn (xôlônet, xôlôt)

- Phân bố ở trong đới thảo nguyên, ở nhiều nơi trên lục địa Á - Âu, Phi, Mĩ, Ôxtrâylia, trong đới thảo nguyên khô hạn, các loại đất này chiếm những diện tích hàng nghìn ha

- Quá trình hình thành:

Đất kiềm mặn chủ yếu hình thành trong những vùng đất đen và đất hạt giẻ của thảo nguyên ôn đới.Đất xôlônet có quan hệ chặtchẽ với đất hạt giẻ còn đất xôlôt thường thấy trong dải đất đen secnodiom

Quá trình rửa mòn và rửa trôi đất đã làm cho các dòng chảy trên mặt và chảy ngầm chứa nhiều hợp chất dễ hòa tan như các clorua, sunfat, nitơrat, cacbonat của các chất kiềm và kiềm thổ, trong đó nhiều hơn cả là muối natri, các muối canxi thường có tỉ lệ thấp hơn vì có độ hòa tan không cao

- Đặc điểm phẫu diện:

* Đất xôlônet

Đặc tính rõ nét nhất là trong phẫu diện có phản ứng kiềm rất mạnh (pH = 10), tầng tích tụ B rắn chắc Cấu trúc phẫu diện như sau:

+ Tầng B: tích muối hay tầng xôlônet, có màu nâu xẫm, rất rắn chắc và có cấu tượng dạng trụ Ở phía trên tầng thường tích lũy bụi oxit silic còn ở phía dưới có các hạt cacnonat trắng và tinh thể thạch cao

* Đất xôlốt

Hình thành ở những chỗ địa hình trũng khép kín, dưới các mảng rừng nhỏ trong đới đất thảo nguyên

Đất xôlôt có những đặc điểm gần giống với đất xôlônet nhưng sự phân bố các vật

Sử dụng: nhìn chung, các loại đất kiềm mặn đều không thích hợp với sự sinh trưởng của thực vật, cần được cải tạo bằng cách trung hòa chất kiềm tạo điều kiện cho các vi sinh vật hoạt động

1.4.2.5 Đất thuộc đới hoang mạc

- Những vùng hoang mạc cận nhiệt và nhiệt đới chiếm một diện tích rất lớn trên bề mặt Trái Đất

- Điều kiện hình thành:

trời luôn trong xanh do ảnh hưởng của áp cao cận nhiệt hoạt động quanh năm

Trong điều kiện đó, thực vật sinh trưởng rất khó khăn, thực bì ở đây chỉ có một số loài cây bụi nhỏ có bộ rễ rất phát triển và ăn rất sâu xuống đất để hút nước Ở những nơi mực nước ngầm nông, có các loại cỏ ưa mặn và một số loại cây đặc biệt như chà là (có ở các ốc đảo của châu Phi).Vào thời kì có mưa, nước đọng lại ở những nơi trũng thấp, tạo điều kiện cho một số thực vật ngắn ngày thuộc loại tảo phát triển

- Đặc điểm:

Nhìn chung, đất chỉ mới bắt đầu hình thành Qua các quá trình phong hóa vật lí và hóa học, trên hoang mạc thường thấy xuất hiện các lớp vỏ khoáng được hình thành từ các loại muối như cácbonat, oxit sắt, thạch cao…sự tích lũy các muối đó làm cho đất trở nên mặn

- Sử dụng: hoang mạc nhìn chung không có giá trị sản xuất nông nghiệp, ở những vùng có thể cải thiện được vấn đề thủy lợi có thể cải tạo để trồng bông

1.4.2.6 Đất thuộc đới cận nhiệt khô

Đất thuộc đới rừng cận nhiệt khô là đất nâu - đỏ đới rừng - cây bụi Ở châu Mĩ đất

đỏ nâu hình thành ở những vùng có khí hậu Địa Trung Hải rõ rệt ở bờ Thái Bình Dương như ở Bắc Mĩ, Chi Lê…Ngoài ra còn có ở tây nam và đông nam Ôxtrâylia và phía đônng Trung Quốc

- Điều kiện hình thành:

Hình thành trong vùng có khí hậu Địa Trung Hải có mùa hạ khô, nóng, mùa đông

ấm, mưa tương đối lớn, không có tuyết hoặc chỉ có một thời gian ngắn Lượng mưa trung bình từ 700 - 800mm phân bố không đều trong năm Do chế độ ẩm không trùng với chế độ nhiệt nên quá trình rửa trôi đất diễn ra vào vào thời kì mùa đông Vào mùa

hạ, quá trình xảy ra ngược lại, dung dịch đất từ dưới đất sâu chuyển lên mặt đất

- Quá trình hình thành:

Trong mùa đông ẩm và tương đối nóng, các quá trình phong hóa các khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh được tiến hành rất mạnh.Các sản phẩm phong hóa bị rửa trôi xuống phía dưới Thông thường, các muối dễ hòa tan bị cuốn trôi ra khỏi phẫu diện trước, trong khi đó, các muối khó tan hơn như cacbonat canxi tích tụ lại ở độ sâu 50cm tạo thành tầng tích tụ cacbonat Quá trình mùn hóa và quá trình khoáng hóa được tiến hành trong môi trường trung tính và hơi kiềm

Trong thời kì nóng khô vào mùa hạ, quá trình phong hóa giảm yếu ở tầng bên trên, trong khi đó ở bên dưới nơi đất còn ẩm, quá trình đó vẫn tiếp tục Do đó, tầng đất bị sét hóa nhiều nhất không phải là tầng trên mặt mà là ở độ sâu 15 - 30cm

Các thể cacbonat canxi mới sinh có dạng màng mỏng màu trắng Đến thời kì mưa mùa đông, trong quá trình rửa trôi, những màng canxi lại bị hòa tan và bị cuốn xuống sâu Quá trình này diễn ra theo chu kì nhất định nên đất luôn luôn có độ pH trung tính Trong thời gian khô và nóng vào mùa hạ, quá trình khoáng hóa chất hữu cơ yếu làm cho đất có một lượng mùn dự trữ dao động từ 4 - 7%,chủ yếu là axit humin

1.4.2.7 Đất thuộc đới xavan

- Phân bố: ở cả hai bán cầu bắc và nam trên các vùng rộng lớn của lục địa Phi, Nam Mĩ, bắc Ôxtrâylia và Đông Nam Á Thổ nhưỡng trong đới này chủ yếu là đất đỏ phát triển dưới thảm thực vật cỏ cao có xen rừng cây rụng lá theo mùa

- Điều kiện hình thành:

+ Đặc trưng của đới khí hậu này là có sư thay đổi theo mùa: mùa hạ có gió mùa xích đạo, biên độ nhiệt ngày và đêm nhỏ, lượng mưa lớn; mùa đông có các khối khí nhiệt đới khô, nóng, biên độ nhiệt ngày đêm tăng lên, lượng mưa nhỏ Càng xa xích đạo, thời kì khô hanh càng kéo dài.Có khi tới 9 - 10 tháng, lượng mưa thay đổi từ 1000

- 1500mm ở xavan ẩm tới 500 - 600mm ở xa van khô

+ Thực vật: vào mùa mưa, thực vật phát triển mạnh, khối lượng sinh vật có thể tới

600 - 700tạ/ha, lượng vật chất rơi rụng khoảng 100tạ/ha Do điều kiện nhiệt ẩm tương

đối đầy đủ nên quá trình phân giải các chất hữu cơ diễn ra rất tích cực

+ Quá trình đá ong hóa: do sự vận chuyển các mạch nước ngầm chứa các oxit sắt, nhôm, từ nơi cao xuống nơi thấp như các sườn đồi xuống chân đồi Ở đây là do các quá trình oxit hóa và bốc hơi, chất sắt bốc khỏi dung dịch và hình thành tầng đá ong

1.4.2.8 Đất thuộc đới nhiệt đới ẩm và rừng xích đạo

- Phân bố: có một diện tích rộng lớn (khoảng 1/5 diện tích các lục địa) ở châu Á, Phi, Mĩ, Ôxtrâylia

- Điều kiện hình thành:

+ Khí hậu: hình thành trong điều kiện nhiệt ẩm của khí hậu nhiệt đới ẩm và xích đạo ẩm rất thuận lợi cho các quá trình lí hóa, sinh học xảy ra trong thổ nhưỡng Nhiệt

dồi dào đạt trên 1500mm/năm và phân bố tương đối đều trong năm Đặc điểm mưa đó rất dễ gây ra quá trình rửa trôi trong đất

+ Sinh vật: rừng nhiệt đới ẩm có khối lượng rất phong phú Trung bình trên 5000tạ/ha và thậm chí tới 17000tạ/ha (rừng Brazin) Lóp phủ thực vật, ngoài các loại cây lá rộng thường xanh, phân ra nhiều tầng lớp theo độ cao của tán cây, có nhiều loài thực vật phụ sinh Lượng xác thực vật rơi rụng hàng năm trên mặt đất trung bình đạt 250tạ/ha Mặc dù lượng vật chất rơi rụng khá lớn, nhưng phần lớn chúng bị phân hủy liên tục suốt năm do hoạt động tích cực của các vi sinh vật và động vật sinh sống trong đất nên lượng mùn không cao Trong tro thực vật, những nguyên tố có lượng chứa nhiều hơn cả là: silic, sắt, nhôm, canxi và kali

+ Đá mẹ: đá mẹ tạo thành đất nhiệt đới nói chung, chủ yếu là các dạng vỏ phong hóa hóa khác nhau Lớp vỏ phong hóa nhiệt đới, khác với lớp vỏ phong hóa của các đới khác trên Trái Đất, có độ dày rất lớn, hàng chục met, có khi hàng trăm met

- Quá trình hình thành đất:

Trong lớp vỏ phong hóa, các silicat nguyên sinh trong đá gốc thường bị biến đổi một cách sâu sắc, tạo ra một lượng lớn các chất di động của silic, nhôm, sắt.Các hợp chất này một phần bị nước cuốn trôi, một phần tham gia vào vòng tuần hoàn sinh vật

để trở về mặt đất với lượng tập trung lớn hơn.Quá trình phong hóa làm giàu lớp mặt của vỏ phong hóa với các khoáng vật thuộc nhóm hiđroxit sắt và nhôm này, gọi là quá

trình feralit hóa.Mức độ feralit hóa được biểu hiện một cách trực quan trong màu đỏ vàng của phẫu diện đất

- Đặc điểm:

Trong phẫu diện đất nhiệt đới nói chung, sự phân hóa các tầng phát sinh không rõ rệt Tuy nhiên có thể chia ra:

+ Tầng mùn: màu nâu đỏ hoặc hơi vàng có cấu tượng viên vụn bở

+ Tầng chuyển tiếp: có độ dày không ổn định Tầng này chuyển tiếp dần sang đá mẹ (lớp

vỏ phong hóa) Trong lớp vỏ phong hóa có thể thấy các tầng sau (từ trên xuống):

cơ giới nặng Các khoáng vật nguyên sinh trong tầng này đã hòan toàn bị phân giải ra thành các khoáng vật sét các hiđroxit sắt, nhôm và mangan

đá gốc vẫn giữ nguyên hình dạng nhưng bị biến đổi về thành phần hóa học, chủ yếu là các chất kiềm và kiềm thổ bị mang đi

- Sử dụng: trên đất rừng nhiệt đới ẩm thực vật xanh tốt quanh năm, số loài cây rất phong phú Trong rừng có nhiều loại lâm sản và gỗ quí có giá trị kinh tế cao

Đất feralit thích hợp với việc trồng các lọai cây công nghiệp nhiệt đới như cao su,

cà phê, canhkina, quế…

Bản đồ thổ nhưỡng thế giới là loại bản đồ có tính chất đại cương Nội dung chính của nó bao gồm:

- Đơn vị phân loại đất cơ sở dùng cho các khoanh đất (thông thường hay dùng loại đất) Loại đất được xác định căn cứ vào điều kiện và mức độ phát triển của quá trình hình thành đất

- Các khoanh đất biểu thị giới hạn phân bố của từng đơn vị phân loại

- Tên gọi đất

- Màu đặc trưng cho từng loại đất; đôi khi có những kí hiệu bổ sung

1.5.2 Đọc và phân tích bản đồ thổ nhưỡng

Đọc bản đồ thổ nhưỡng là miêu tả một cách tổng hợp tình hình lớp phủ thổ nhưỡng của khu vực được biểu thị trên bản đồ (về sự phân bố, diện tích, điều kiện thành tạo )

Muốn đọc bản đồ nói chung hay bản đồ thổ nhưỡng nói riêng, nhất thiết phải nắm vững bảng chú giải, vì thông qua các kí hiệu và cách biểu hiện, ta mới có được những hiểu biết cần thiết về nội dung bản đồ Việc làm này cũng ví như muốn đọc sách để hiểu nội dung cần phải học chữ vậy

Phân tích các đặc điểm phát sinh trên cơ sở của các điêu kiện thành tạo sẽ giúp ta hiểu rõ quá trình thành tạo nào là chủ yếu để tạo nên loại đất đó? Với quá trình thành đạo đó thì đặc điểm chính của đất sẽ ra sao? Sự phân bố của chúng sẽ biểu hiện quy luật nào?

1.5.3 Bài tập thực hành

a) Dựa vào bản đồ phân bố các loại đất chính trên thế giới, hãy cho biết kinh tuyến

Sự phân bố của các loại đất đó tuân theo quy luật phân bố đất nào?

b) Căn cứ kết quả xác định các loại đất câu 1, hãy cho biết điều kiện thành tạo, quá trình thành tạo, đặc điểm chủ yếu của từng loại đất và điền vào bảng dưới đây:

TT Tên loại đất

Điều kiện thành tạo Tên quá

trình thành tạo đất

Đặc điểm chính của đất

Đới khí hậu Quần

xãthực vật

c) Thu thập tài liệu để viết một báo cáo về ảnh hưởng của đất đến sản xuất nông nghiệp, kinh nghiệm sử dụng và cải tạo đất ở địa phương

Câu hỏi ôn tập chương 1

1.Thế nào là phong hóa đá, quá trình phong hóa đá diễn ra như thế nào?

2 Phân biệt các hình thức phong hóa đá Ở nước ta, hình thức phong hóa nào là chủ yếu?

3 Thổ nhưỡng được hình thành như thế nào?

4 Phân tích vai trò và mối quan hệ giữa tiểu tuần hoàn sinh vật và đại tuần hoàn địa chất trong quá trình hình thành đất

5 Trình bày các nhân tố hình thành thổ nhưỡng, vai trò của từng nhân tố trong việc hình thành thổ nhưỡng, nhân tố nào quyết định tính chất của đất?

6 Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong thổ nhưỡng diễn ra như thế nào?

7 Thế nào là keo đất, nêu vai trò của keo đất?

8 Phân tích những nguồn cung cấp nhiệt của thổ nhưỡng, hãy vẽ và trình bày chế

độ nhiệt của thổ nhưỡng

9 Giải thích vì sao ranh giới của các đường phân chia các loại đất không trùng với các đường vĩ tuyến?

10 Trong các đới đất trên, điều kiện hình thành nào có tác dụng tạo nên sự khác biệt về thành phần của chúng?

Chương 2 SINH QUYỂN 2.1 Khái niệm, thành phần, phạm vi, đặc tính và vai trò của sinh quyển

2.1.1 Khái niệm sinh quyển

Sinh quyển – quyển của sự sống – là quyển trẻ nhất của lớp vỏ Địa lý

Khái niệm đầu tiên về sinh quyển được đưa ra vào năm 1875 do nhà bác học

người Áo – E.Ziux Sinh quyển được hiểu là thế giới sinh vật sống trên Trái Đất Theo

cách hiểu này sinh quyển chỉ mang nội dung sinh học

Đến đầu thế kỉ XX, nhà bác học Nga – viện sĩ V.I Vernadxki (1863 - 1945) định

nghĩa“Trong sinh quyển của hành tinh chúng ta, sự sống không tồn tại độc lập với

hoàn cảnh xung quanh, mà chất sống – nghĩa là toàn bộ sinh vật - có quan hệ hết sức chặt chẽ với môi trường xung quanh của sinh quyển”

Năm 1970, viện sĩ Nga – X.V Kalexnik đã nêu ra một định nghĩa cụ thể về sinh

quyển: “Sinh quyển là một bộ phận của vỏ hành tinh chứa đầy vật chất sống và các

sản phẩm do hoạt động sống của chúng sinh ra”

Trong “Bách khoa toàn thư Địa lý Xô viết” (1988) định nghĩa: “Sinh quyển là một

trong những quyển của lớp vỏ Trái Đất mà thành phần, cấu trúc và năng lượng của nó chủ yếu được xác định bởi hoạt động của các cơ thể sống Khái niệm về “sinh quyển” gần với khái niệm “Lớp vỏ Địa lý” bao gồm phần khí quyển gần bề mặt đất, thủy quyển và phần trên của thạch quyển, chúng tương tác với nhau bằng chu trình sinh địa hóa phức tạp của dòng vật chất và năng lượng, có giới hạn trên xâm nhập vào tầng khí quyển ở độ cao 30km, vào sâu trong thạch quyển tới 4-5km dưới đất và đến đáy sâu của đại dương thế giới”

2.1.2 Thành phần vật chất của sinh quyển

Thành phần vật chất của sinh quyển

Sinh quyển là một hệ thống vật chất phức tạp bao gồm các thành phần chủ yếu sau:

- Vật chất sống: bao gồm toàn bộ các sinh vật sống trong sinh quyển

- Vật chất có nguồn gốc sinh vật như than đá, đá vôi, dầu mỏ, khí đốt

- Vật chất được hình thành do tác động của các sinh vật và các quá trình tạo ra vật chất khác Ví dụ như lớp vỏ phong hóa, thổ nhưỡng, không khí tầng đối lưu

- Vật chất mà sinh vật không tham gia vào việc hình thành như đá mẹ, khí hiếm

- Các chất phóng xạ phát sinh từ bên trong Trái Đất

không thể xâm nhập vào tầng ôzon, vì ôzon hấp thụ tia tử ngoại, ngăn chặn không cho tia tử ngoại tới bề mặt đất

- Giới hạn bên dưới ở đại dương tới tận đáy sâu các hố đại dương (độ sâu 11 km),

ở đất liền tới lớp vỏ phong hóa

2.1.4 Đặc tính và vai trò sinh quyển trong lớp vỏ địa lý

Khối lượng sinh chất trong sinh quyển nhỏ hơn nhiều so với khối lượng vật chất của các quyển khác trong lớp vỏ Địa lý

Sinh quyển có đặc tính tích lũy năng lượng

Các cơ thể sống của sinh quyển tham gia tích cực vào các vòng tuần hoàn vật chất tức là chu trình sinh – địa – hóa giữa lớp vỏ phong hóa – đất – sinh vật

Trước hết, sự có mặt của sinh quyển đã làm thay đổi thành phần hóa học của khí quyển Sinh vật cũng góp phần tạo ra các đá trầm tích có giá trị lớn như đá vôi, đá phấn, than đá, dầu mỏ…

Đối với sự hình thành thổ nhưỡng thì thực vật, động vật và vi sinh vật đã đóng một vai trò hết sức quan trọng Nếu không có sinh vật sẽ không có quá trình hình thành đất Sinh quyển cũng ảnh hưởng đến thủy quyển thông qua quá trình trao đổi vật chất giữa các thủy sinh vật với môi trường nước

2.2 Nguồn gốc và sự sống trên Trái Đất

Vào thế kỉ thứ 4 trước Công nguyên, Aristotle đã trình bày dựa trên những điều

mà con người thờiđó biết được, ít nhất là ở châu Âu, rằng những vật thể sống phát sinh

từ những vật thể không sống Cuộc sống, nói ngắn gọn hơn, là bắt nguồn từ sự phát triển tự nhiên

Pasteur đã chứng minh rằng những sinh vật bậc cao không thể phát sinh một cách

tự nhiên

Lý thuyết về tiến hóa của Charles Darwin đã đưa ra một cơ chế để giải thích điều này: sinh vật phải mất hàng ngàn năm để tiến hóa từ những dạng cơ bản, nhưng nó sẽ không mang những đặc điểm như lúc trước nữa, nhưng những sinh vật cơ bản ấy sẽ từ đâu ra?

Tiếp theo đó, Darwin tìm cách lí giải luận điểm của mình "vào bây giờ, những điều kiện như thế nếu tồn tại sẽ bị biến mất ngay lập tức, ngoại trừ trước khi tất cả các sinh vật sống được sinh ra"

Năm 1936, Aleksandr Ivanovich Oparin, trong cuốn sách nổi tiếng của mình "The

Origin of Life on Earth" (Nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất), đã cho thấy rằng sự

hiện diện của không khí chứa ôxy và những hình thái sống phức tạp đã ngăn cản những chuỗi phản ứng có thể tạo nên sự sống

Theo Oparin sự sống đã trải qua các giai đoạn phát triển sau:

Giai đoạn thứ nhất: vào buổi sơ khai trên Trái Đất đã diễn ra vô số những phản ứng của các tác động tương hỗ giữa cacbon, amôniắc và hơi nước làm xuất hiện các

axit amin và nuclêôtit Các chất này được tổng hợp nhờ các hiện tượng phóng điện trong không trung, các hoạt động núi lửa và tia tử ngoại bức xạ từ Mặt Trời

Giai đoạn thứ hai: từ axit amin và nuclêôtit sinh ra các hợp c hất phức tạp hơn, đó

là các giọt keo có dạng sắt, tên gọi là coaxecva Các giọt này có đặc trưng hấp thụ rất mạnh, nghĩa là có khả năng thu hút các vật chất có sẵn trong môi trường xung quanh Đây chính là hiện tượng trao đổi vật chất ban đầu Có thể nói, sự kiện này là một bước nhảy vì chính nhờ đó mà thành tạo vô cơ là giọt côaxecva biến thành chất sống

Các cơ thể đầu tiên chưa hoàn chỉnh Chúng không có cấu trúc tế bào Phải mãi một thời gian dài về sau cấu trúc này mới ra đời và đánh dấu một bước quan trọng trong sự phát triển của sinh quyển

Rồi đến một giai đoạn nhất định của sự sống mới xuất hiện những cơ thể có khả năng tổng hợp các chất ấy từ giới vô cơ dựa vào năng lượng ánh sáng thông qua hiện tượng quang hợp

Giai đoạn phát triển tiếp theo của sinh quyển liên quan đến sự phân dị của bộ máy cơ- thần kinh ở động vật và sự ra đời của cơ quan cảm giác

Ngoài hiện tượng tự phát triển của sinh vật theo quy luật tiến hóa hình thành nên quyển của sự sống, bản thân sinh quyển cũng cũng phát triển tùy thuộc vào hướng thay đổi của các điều kiện Địa lý tự nhiên mà lịch sử địa chất đã chứng minh

2.3 Các nhân tố sinh thái và tính thích nghi sinh vật

Sinh vật muốn tồn tại phải dựa vào một môi trường nhất định Môi trường sinh sống hay nói cụ thể hơn, môi trường của chỗ ở là toàn bộ các điều kiện trong đó các sinh vật sinh sôi nảy nở một cách bình thường

Những yếu tố cấu trúc nên môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, thức ăn được gọi là các yếu tố môi trường Khi các yếu tố môi trường tác động lên đời sống của sinh vật mà sinh vật phản ứng lại một cách thích nghi thì chúng được gọi là các nhân tố sinh thái

Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái, chúng được chia làm 2 nhóm các nhân tố vô sinh và các nhân tố hữu sinh

- Các nhân tố vô sinh: là những nhân tố sinh thái không sống của tự nhiên như ánh sáng, nhiệt độ, gió, độ ẩm, nước, đất, đá…

- Các nhân tố hữu sinh bao gồm các cơ thể sống như thực vật, động vật, vi sinh vật, bao gồm trong đó cả con người và quan hệ tương tác giữa chúng với nhau

2.3.1 Các nhân tố vô cơ

- Ánh sáng:

Ánh sáng là nhân tố sinh thái quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của sinh vật Ánh sáng ảnh hưởng tới sự trao đổi chất và năng lượng cùng nhiều hoạt động sinh

lí của các cơ thể sống, nhất là thực vật Ánh sáng điều khiển chu kì sống của động vât

và thực vật Một số sinh vật dị dưỡng như nấm, vi khuẩn trong quá trình sinh trưởng

và phát triển cũng sử dụng một phần ánh sáng Ngoài ra ánh sáng còn ảnh hưởng đến các nhân tố sinh thái khác như nhiệt độ, độ ẩm không khí, đất, địa hình…

- Nhiệt độ:

Nhiệt độ là yếu tố sinh thái của môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sinh vật, tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng, phát triển và phân bố của sinh vật

sinh vật chỉ tồn tại và phát triển được trong một giới hạn nhiệt độ nhất định Khi nhiệt độ tăng lên hoặc hạ thấp quá giới hạn chịu đựng của sinh vật thì sẽ làm cho quá trình trao đổi chất tăng lên và tốc độ sinh trưởng cũng tăng, tuổi thành thục sẽ đến sớm hơn

Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến các nhân tố khác của môi trường như độ ẩm, đất… Nhiệt độ của môi trường có sự khác nhau theo thời gian và không gian đã tạo ra những nhóm sinh vật có khả năng thích nghi khác nhau Sự khác nhau này được thể hiện ở hình thái, cấu tạo, hoạt động sinh lí và cả tập tính của sinh vật

- Nước và độ ẩm:

Nước và độ ẩm trong đất, trong không khí có ý nghĩa sinh thái rất lớn đối với sinh vật Nước là thành phần không thể thiếu của tất cả các tế bào sống Nước tham gia vào hầu hết các hoạt động sống của sinh vật Nước là nguyên liệu cho cây quang hợp, là phương tiện vận chuyển và trao đổi khóng và chất hữu cơ trong cây, vận chuyển máu

và chất dinh dưỡng ở động vật Nước tham gia trao đổi năng lượng và điều hòa nhiệt

độ cơ thể, Nước giữ vai trò quan trọng trong sinh sản và phát tán nòi giống, nước là môi trường sống của nhiều loài sinh vật

Độ ẩm không khí ảnh hưởng nhiều đến sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật Yêu cầu về độ ẩm không khí của các loài sinh vật không giống nhau Có loài sinh trưởng tốt ở những nơi có độ ẩm tương đối thấp như phi lao, thông…

- Đất:

Đất là môi trường sống, là nguồn dinh dưỡng phong phú cho nhiều loài sinh vật Đất vừa là giá thể giữ cho cây đứng vững, vừa cung cấp nước, các chất khoáng, các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây Nhiều loài vi sinh vật, động vật thường xuyên sống trong đất, nhiều loài động vật lấy đất làm nơi cư trú ẩn tráng các điều kiện bất lợi (khí hậu, kẻ thù) Đất có vai trò quan trọng trong sự phân bố sinh vật Đất ở các vùng, các đới khí hậu khác nhau có những đặc điểm khác nhau về độ dày, độ thoáng khí, lượng nước, các chất kháng, độ chua… dẫn đến sự phân bố khác nhau của các loài sinh vật Môi trường đất ảnh hưởng tới sinh vật chủ yếu thống qua: nước và độ ẩm trong đất, thành phần cơ giới, thành phần hóa học và phản ứng dung dịch đất

Nước và độ ẩm đất có tầm quan trọng quyết định sự tồn tại và phát triển của thực vật

Thành phần cơ giới đất liên quan đến độ thoáng khí, độ ẩm, kết cấu đất… do đó ảnh hưởng đến đời sống thực vật thông qua hoạt động của bộ rễ, ảnh hưởng đến sự phân bố của động vật sống ở trong đất

Thành phần hóa học và phản ứng dung dịch đất liên quan đến các chất dinh dưỡng, muối khoáng, độ chua đất… ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố của sinh vật sống trong đất

- Không khí:

Không khí có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh vật Nó cung cấp ôxi cho sinh vật hô hấp, cung cấp khí cácbônic cho cây xanh quanh hợp – tổng hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng ánh sáng Mặt Trời Không khí là một thành phần rất quan trọng của các hệ sinh thái Không khí chính là vật cản các dòng bức xạ tới và bức xạ phản xạ trong khí quyển làm cho nhiệt độ trên trái đái được ổn định, tạo điều kiện cho sinh vật tồn tại Không khí chuyển động tạo thành gió Gió có ảnh hưởng đến nhiệt độ, độ ẩm của môi trường Gió làm tăng sự thoát hơi nước, do đó ảnh hưởng tới sự sinh trưởng vả phát triển của sinh vật Gió nhẹ và dòng khí đối lưu thẳng đứng có vai trò quan trọng trong việc phát tán vi sinh vật, bào tử, phấn hoa, quả, hạt thực vật, trong việc phát tán và di chuyển của nhiều côn trùng và động vật

Tuy nhiên khi không khí bị ô nhiễm hoặc gió thổi quá mạnh cũng gây tổn hại cho

cơ thể sinh vật và các hệ sinh thái trên Trái Đất

2.3.2 Các nhân tố sinh học

Các sinh vật cùng sống trong môi trường có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến nhau Ảnh hưởng của các nhân tố hữu sinh lên đời sống của sinh vật phụ thuộc nhiều vào mật độ cá thể trong môi trường Các sinh vật cùng sống trong môi trường có thể có 8 kiểu tương tác chính:

- Bàng quang (hay trung tính)

- Tiền hợp tác (hay hợp sinh)

- Cộng sinh (hay hỗ sinh)

Trong 8 kiểu quan hệ trên, có thể gộp thành 3 nhóm lớn: quan hệ bàng quan (hay trung tính), các mối tương tác âm (hãm sinh, cạnh tranh, vật ăn thịt – con mồi, kí sinh – vật chủ) và các mối tương tác dương (hội sinh, hợp sinh, cộng sinh)

Các mối quan hệ tương tác đó có thể xảy ra giữa các cá thể trong cùng loài hoặc giữa các các thể khác loài

- Quan hệ tương tác giữa các cá thể cùng loài: Giữa các cá thể cùng loài sống

trong môi trường thường có quan hệ hỗ trợ và quan hệ cạnh tranh

- Quan hệ tương tác giữa các cá thể loài khác

Quan hệ giữa các cá thể khác loài thể hiện chủ yếu ở hai mặt: quan hệ dinh dưỡng

và quan hệ nơi ở Mối quan hệ giữa các cá thể khác loài rất đa dạng và phức tạp, gồm

cả 8 kiểu tương tác chính đã nêu ở phần trên Trong đó, những mối quan hệ cần thiết phải đề cập tới đây là: quan hệ giữa các sinh vật làm thức ăn với động vật, quan hệ cạnh tranh giữa các sinh vật khác loài, quan hệ tương hỗ giữa động vật và thực vật

2.3 Quần xã sinh vật và hệ sinh thái

2.3.1 Quần xã sinh vật

a Khái niệm

Quần xã sinh vật là một tập hợp các loài sinh vật cùng sống trong một không gian nhất định (gọi là sinh cảnh), được hình thành trong một quá trình, liên hệ với nhau do tính chất chung nhất các đặc trưng sinh thái, biểu hiện đặc tính thích nghi giữa sinh vật và ngoại cảnh

b Các đặc trưng của quần xã

- Cấu trúc của quần xã: Mỗi quần xã đều

có cấu trúc đặc trưng, giúp cho nó thực hiện

đầy đủ chức năng sống để tồn tại và phát

triển ổn định Cấu trúc của quần xã được thể

hiện ở: cấu trúc về thành phần loài và số

lượng cá thể của từng loài, cấu trúc về không

gian và cấu trúc về dinh dưỡng

- Chuỗi thức ăn: Là một dãy bao gồm

nhiều loài sinh vật, mỗi loài là một “mắt

xích” thức ăn, mắt xích thắc ăn này tiêu thụ

mắt xích ở phía trước, rồi nó lại bị mắt xích ở

phía sau tiêu thụ

- Lưới thức ăn: Trong quần xã, mỗi loài

không phải chỉ tham gia vào bậc dinh dưỡng

của một chuỗi thức ăn mà có thể tham gia vào

các bậc dinh dưỡng của một số chuyễi thức ăn,

tạo nên mối quan hệ dinh dưỡng phức tạp, tổ

hợp các chuỗi thức ăn tạo nên mối quan hệ

dinh dưỡng phức tạp, tổ hợp các chuỗi thức ăn

trong quần xã tạo nên lưới thức ăn

2.3.2 Hệ sinh thái

a Khái niệm:

Hệ sinh thái là tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lí mà quần xã

đó tồn tại, trong đó có sự tương tác giữa các sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường thông qua chu trình vật chất và năng lượng

Có thể nói hệ sinh thái là một tổ chức sống cao nhất của sinh vật bao gồm quần xã sinh vật và sinh cảnh của nó

b Cấu trúc của hệ sinh thái

Một hệ sinh thái hoàn chỉnh thường bao gồm 4 thành phần chủ yếu với các chức phận sau:

- Môi trường

- Sinh vật sản xuất (producer)

- Sinh vật tiêu thụ (Consumer)

- Sinh vật phân hủy (Saprophy)

c Đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái

Các hệ sinh thái được đặc trưng bởi sự sắp xếp các chức năng hoạt động của chúng một cách xác định Các hệ sinh thái tồn tại và phát triển nhờ 2 chức năng cơ bản: tuần hoàn vật chất (chu trình vật chất) và chuyển hóa năng lượng (dòng năng lượng) giữa bốn thành phần tạo nên hệ sinh thái

- Sự tuần hoàn vật chất

- Sự chuyển hóa năng lượng trong hệ sinh thái

- Sự tiến hóa của hệ sinh thái:

- Sự tự điều chỉnh, tự lặp lại cân bằng của hệ sinh thái

2.4 Quy luật và sự phân bố sinh vật trên thế giới

2.4.1 Các quy luật phân bố sinh vật

2.4.1.1 Quy luật địa đới

Nhà khoa học vĩ đại người Nga - V.V Đôcutsaep (1846 - 1903) là người đầu tiên phát biểu tính địa đới như là một quy luật địa lí chung (1898) Đó là sự thay đổi một cách có quy luật của tất cả các thành phần và cảnh quan địa lí theo vĩ độ (từ xích đạo

về hai cực) Do sự phân bố có tính địa đới của năng lượng bức xạ Mặt Trời mà các yếu

tố, các quá trình tự nhiên phụ thuộc vào nguồn năng lượng này cũng mang tính địa đới (khí hậu, thủy văn, thổ nhưỡng, các kiểu thực bì )

Các quần xã sinh vật, các hệ sinh thái tồn tại và phát triển chủ yếu dựa vào nguồn năng lượng bức xạ mặt trời.Sự tồn tại, phát triển và phân bố của chúng phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái của môi trường, nhất là điều kiện nhiệt - ẩm của khí hậu Do đó,

sự phân bố của sinh vật cũng mang tính địa đới, biểu hiện ở sự phân bố của các đới sinh vật theo vĩ độ Trong mỗi đới khí hậu thường có một đới sinh vật đặc trưng