Przeczytaj
Geneza gleb zależy od przebiegu procesu glebotwórczego będącego zespołem procesów fizycznych, chemicznych, biochemicznych i biologicznych zachodzących w wierzchniej warstwie zwietrzeliny, skały luźnej albo skały organicznej. Obejmuje on przemiany mineralnej części gleby, przemiany materii organicznej, a także przemieszczanie składników mineralnych i organicznych oraz ich wytrącanie w obrębie profilu glebowegoprofilu glebowego. Jego przebieg jest uzależniony od wpływu czynników glebotwórczych – skały macierzystej, rzeźby terenu, warunków wodnych, elementów klimatu, pokrywy roślinnej, antropopresji. Jednak w skali globalnej wpływ klimatu jest tak dominujący, że niejednokrotnie zaciera cechy wynikające z oddziaływania innych czynników. Energia promieniowania słonecznego określa bowiem typ i intensywność procesów życiowych zachodzących w glebie, opady są głównym źródłem wilgoci glebowej, a w połączeniu z temperaturą i wiatrem decydują o typie i intensywności wietrzenia podłoża skalnego.
Z tego względu przestrzenny układ stref glebowych nawiązuje do przebiegu granic stref klimatycznych. W Azji, Europie Wschodniej i częściowo w Afryce gleby strefowegleby strefowe są rozmieszczone w postaci równoleżnikowych pasów, na pozostałych kontynentach ich układ jest modyfikowany głównie przez przebiegające południkowo pasma górskie Kordylierów i Andów.
Opracowanie własne na podstawie H. Uggla, Gleboznawstwo rolnicze, PWN, Warszawa 1978.
Wyróżnia się pięć głównych stref glebowych świata, odpowiadających strefom klimatyczno‑roślinnym:
Pas polarny
Pas umiarkowanie chłodny (borealny)
Pas umiarkowanie ciepły (subborealny)
Pas subtropikalny
Pas tropikalny
Pas polarny
Procesy glebotwórcze występujące w pasie polarnym zależą od występowania wieloletniej zmarzlinywieloletniej zmarzliny. Dominuje tu wietrzenie fizyczne, zwłaszcza mrozowe oraz grawitacyjna, wietrzna i mrozowa segregacja produktów wietrzenia. Gruba zwietrzelina składa się przede wszystkim z rumowiska skalnego. Na tym podłożu wykształcają się prymitywne gleby arktyczne, bardzo płytkie z powodu wieloletniej zmarzliny. Ich fizyczne właściwości są zbliżone do gleb inicjalnych. Na skutek pęcznienia, kurczenia się i spełzywania wielokrotnie zamarzającego i rozmarzającego materiału skalnego powstają kamieniste gleby strukturalne i poligonalne, mające kształt wieloboków o średnicy kilku metrów. Gleby te charakteryzują się bardzo płytkim, słabo zróżnicowanym profilem. Porasta je skąpa roślinność (głównie mchy, porosty i nieliczne trawy, krzewy i krzewinki) nietworząca ciągłej pokrywy.
Przykładowe profile gleb pasa polarnego
Pas umiarkowanie chłodny
Procesy glebotwórcze występujące w pasie umiarkowanie chłodnym są w części północnej zdeterminowane występowaniem wieloletniej zmarzliny, która zajmuje ponad 30% całego pasa umiarkowanie chłodnego (środkowa i wschodnia Syberia, północne tereny Kanady). Ujemna temperatura gruntu utrzymuje się przez 7–8 miesięcy w roku. W okresie letnim, w zależności od położenia i ekspozycji na promieniowanie słoneczne, odmarza on do głębokości 50–70 cm, lokalnie 150 cm. Charakterystyczne dla tego obszaru są więc różne typy gleb marzłociowych. Kształtują się one głównie pod wpływem procesu bielicowego, glejowego, częściowo także torfotwórczego. Dominują gleby bielicowo‑glejowe, kwaśne o małej zasobności w składniki pokarmowe, zawierające około 2–3% próchnicy. Głębokość profilu glebowego zależy od głębokości odmarzania gruntu.
W południowej, bezmarzłociowej części pasa umiarkowanie chłodnego, gdzie w podłożu nie występuje już wieloletnia zmarzlina, różnorodność gleb jest znacznie większa. O przebiegu procesów glebotwórczych decyduje dodatni bilans wodny, charakteryzujący się wyraźną przewagą opadów nad parowaniem. Powstają tu bezmarzłociowe gleby tajgi, wykształcone na utworach polodowcowych pod lasami iglastymi. Dominującymi, strefowymi procesami glebotwórczymi są tu procesy: bielicowania, polegającego na wymywaniu z górnego poziomu substancji organicznej i niektórych produktów rozkładu minerałów glebowych i osadzaniu się ich w środkowej części profilu, oraz przemywania, powodującego zubożenie powierzchniowych poziomów w substancje ilaste. W ich wyniku powstają gleby bielicowe, bielice, gleby darniowo‑bielicowe i gleby płowe o zróżnicowanych właściwościach fizycznych i chemicznych. W większości są to gleby o małej i średniej zawartości próchnicy (1–3%), kwaśne i słabokwaśne (pH 4–5), niektóre, bardziej wilgotne, wykazują objawy oglejenia.
Przykładowe profile gleb pasa umiarkowanie chłodnego
Pas umiarkowanie ciepły
Procesy glebotwórcze występujące w pasie umiarkowanie ciepłym zależą od warunków wilgotnościowych, modyfikowanych lokalnie przez cechy skały macierzystej. Dominującymi procesami glebotwórczymi w północnej, wilgotnej części pasa, są przede wszystkim procesy brunatnienia i przemywania gleb, w wyniku których powstają przeważające w omawianej strefie gleby brunatne i płowe o wyraźnie wykształconych poziomach glebowych. Wyższa niż w pasie północnym temperatura powietrza i gruntu oraz dostatek wilgoci powoduje bowiem zwiększenie aktywności procesów wietrzenia chemicznego minerałów krzemianowych, będących głównym składnikiem utworów polodowcowych w tej strefie. Wytworzone z nich gleby brunatne i płowe charakteryzują się przeciętną zawartością próchnicy (2–5%), odczynem zbliżonym do obojętnego (pH 6–7,5) i znaczną zasobnością w składniki mineralne. Tylko gleby bielicowe i rdzawe, związane z podłożem piaszczystym, mają z reguły odczyn kwaśny, małą zawartością próchnicy (1–3%) i składników mineralnych.
W przejściowej strefie pasa umiarkowanie ciepłego (subborealnego) wykształciły się najbardziej żyzne gleby świata. Jest to zasługą współwystępowania warunków klimatycznych sprzyjających wegetacji zbiorowisk trawiastych i zasobnej w związki mineralne skale macierzystej (less) o bardzo dobrych cechach wodno‑powietrznych. Dominującym procesem glebotwórczym jest tu proces darniowy, prowadzący do powstania grubych, sięgających 100 cm poziomów próchnicznych. Największą powierzchnię w tej strefie zajmują czarnoziemy i czarnoziemne gleby prerii oraz szare gleby leśne o bardzo dużej zawartości próchnicy (pow. 8%, w skrajnych przypadkach nawet do 20%), odczynie obojętnym i znacznej zawartości składników mineralnych. Mniejszą zawartość próchnicy (2–5%) mają gleby kasztanowe występujące na południe od pasa czarnoziemów, co jest efektem ich okresowego przesuszenia.
W południowej części pasa umiarkowanie ciepłego obniżenie opadów i wzrost temperatury powietrza powoduje, że maleje intensywność wietrzenia chemicznego, natomiast wzrasta fizycznego oraz procesów erozji wietrznej i deflacji. W związku z tym dużą powierzchnię zajmują obszary bezglebowe, piaszczyste, kamieniste i ilaste. Dodatkowo proces tworzenia gleb spowalnia niedostatek wody ograniczający wegetację roślin. Zimowe, niewielkie opady deszczu i śniegu nie są w stanie wyrównać tego niedoboru. Występują tu gleby zawierające minimalną ilość próchnicy – buroziemy i szarobure gleby pustynne. Wskutek intensywnego parowania w ich warstwie powierzchniowej gromadzą się związki sodu, wapnia, magnezu i in. Na zasolonych gruntach rozwijają się gleby słone, np. sołonczaki.
Przykładowe profile gleb pasa umiarkowanie ciepłego
Pas subtropikalny
O charakterze procesów glebotwórczych zachodzących w pasie subtropikalnym obszarów podzwrotnikowych i zwrotnikowych także decydują warunki termiczno‑wilgotnościowe, powodujące zróżnicowany przebieg procesów glebotwórczych. Zaznaczająca się w części suchej pasa wyraźna przewaga parowania nad opadami warunkuje podobną genezę gleb, jak w suchym pasie strefy umiarkowanej ciepłej. Warunki pogarsza trwający miesiącami, a nawet latami brak opadów uniemożliwiający wegetację roślin i znaczące nasilenie procesów wietrzenia fizycznego, erozji i deflacji niszczące powierzchniową warstwę gruntu. W związku z tym dużą powierzchnię zajmują obszary bezglebowe, piaszczyste, kamieniste i ilaste. Gleby, jeśli powstają, są płytkie, często zasolone i zawierają znikomą ilość próchnicy. Występują tu szaroziemy, prymitywne gleby pustynne (aridisole) oraz sołonczaki zajmujące łącznie niemal połowę powierzchni pasa subtropikalnego. Skrajna suchość klimatu powoduje, że na powierzchni gleby powstają wykwity solne zwane „pancerzami” lub „skorupami” oraz „lakier pustynny”.
Znacznie lepsze warunki tworzenia się gleb istnieją w pasie przejściowym i wilgotnym strefy subtropikalnej. W rejonie występowania najwyższych opadów (ok. 1000 mm), w warunkach stałego, znacznego uwilgotnienia, powstają żółtoziemy i gleby żółtobrunatne. Niedobór tlenu powoduje redukcję związków żelaza i ich uruchomienie, co nadaje glebie żółtą barwę. Żółtoziemy występują w kompleksach z czerwonoziemami i rubroziemami, w przypadku których także zachodzi intensywne chemiczne wietrzenie minerałów i przemywanie profilu glebowego, powiązane z ługowaniem składników chemicznych (z wyjątkiem związków glinu i żelaza). Podczas okresów suchszych zachodzi odwodnienie (dehydratacja) związków żelaza i ich unieruchomienie. Nadają one glebom intensywnie czerwoną barwę. Czerwonoziemy są na ogół kwaśne i mają zróżnicowaną zawartość próchnicy.
Tam, gdzie roczna suma opadów jest niższa, w podłożu niskich kserotermicznych lasów podzwrotnikowych powstają gleby cynamonowe i szarocynamonowe (czasem nazywane glebami brązowymi oraz szarobrązowymi) o odczynie obojętnym (pH ok. 7,0) i przeciętnej zawartości próchnicy (2–4%, zasobniejsze 4–7%). Tworzą się one na zwietrzelinie skał wapiennych. Procesy wietrzenia chemicznego uaktywniają się przede wszystkim w czasie wilgotnej i stosunkowo ciepłej zimy. Niektóre produkty wietrzenia, np. krzemionka, chlorki i siarczany są wymywane z profilu przez wody opadowe inne, głównie węglan wapnia, gromadzą się na głębokości około 50 cm. W czasie gorącego i bezdeszczowego lata procesy wietrzenia chemicznego ulegają zahamowaniu szczególnie w górnym, najbardziej przesuszonym poziomie.
Przykładowe profile gleb pasa subtropikalnego
Pas tropikalny
W granicach pasa tropikalnego temperatura przez cały rok jest wysoka, w związku z czym cechy gleb są związane przede wszystkim z warunkami wilgotnościowymi.
Duża wilgotność i wysoka temperatura stwarzają warunki do intensywnego wietrzenia chemicznego i biologicznego. W wyniku procesów wietrzenia chemicznego powstają m.in. zwietrzeliny i pokrywy laterytowe o dużej miąższości. Niekiedy w warstwie przypowierzchniowej tworzą się żelaziste, silnie scementowane skorupy laterytowe odsłaniające się na skutek procesów erozji. Lateryt jest skałą macierzystą czerwonożółtych i czerwonych gleb ferralitowych (dawniej nazywanych laterytowymi), silnie kwaśnych (pH 2,5–3,0), zawierających konkrecje związków glinu, manganu i żelaza. To właśnie one nadają glebom tropikalnym czerwoną, ceglastą barwę.
W warunkach dużej wilgotności i wysokiej temperatury szybkiemu rozkładowi i niemal całkowitej mineralizacji ulegają szczątki organiczne, wskutek czego w glebach nie gromadzi się próchnica. Wysokie opady powodują silne przemywanie gleb, co dodatkowo ogranicza ilość próchnicy i powoduje spadek zawartości składników mineralnych w glebie. Z tego względu czerwonożółte i czerwone gleby ferralitowe mają słabo wykształcony poziom próchniczny (zawartość próchnicy pon. 1%), silnie kwaśny odczyn i są ubogie w składniki mineralne. Zbliżoną genezę mają charakterystyczne dla strefy sawann gleby cynamonowoczerwone i czerwonobure. Mniejsze opady powodują ograniczenie ich przemywania, dzięki czemu gleby te zawierają nieco więcej próchnicy (ok. 2%) i mają lekko kwaśny odczyn.
Niewątpliwie osobliwością pasa tropikalnego są czarne gleby tropikalne. Już sama ich nazwa informuje o obecności próchnicy. Gleby te powstają na zwietrzelinach zasadowych skał magmowych oraz skał osadowych niezawierających kwarcu. Miąższość poziomu próchnicznego tych gleb może przekraczać 100 cm i jest spowodowana łatwym przenikaniem (wmywaniem) próchnicy w głąb szczelin przecinających gęsto całą powierzchnię gleby. Natomiast zawartość próchnicy jest niewielka, waha się w granicach 1,5–2%.
Przykładowe profile gleb pasa tropikalnego
Słownik
gleby, których występowanie uzależnione jest głównie od warunków klimatycznych i pokrywy roślinnej występujących na danym obszarze
pionowy przekrój przez glebę, odsłaniający jej budowę – rodzaj, miąższość i wzajemny układ poziomów glebowych
inaczej marzłoć, warstwa gruntu o różnej grubości, zamarznięta przez długi czas, w którego porach i szczelinach znajduje się wieloletni lód gruntowy