GLEBA: CHARAKTERYSTYKA, UKSZTAŁTOWANIE, SKŁAD, WARSTWY, RODZAJE - ŚRODOWISKO - 2026

Gleba jest górna warstwa litosfery spowodowane przez wietrzenia skały macierzystej w wyniku działania jednostek biologicznych i klimatu. Zrozumienie przez wietrzenie fragmentacji skały tworzącej nieskonsolidowany materiał o określonej strukturze i teksturze.

Agregacja cząstek stałych tworzących glebę determinuje jej strukturę, a względny udział cząstek mniejszych niż 2 mm określa teksturę. Cząsteczki te są podzielone na trzy ogólne klasy, od większej do mniejszej średnicy: piasek, muł i glina.

Gleba. Źródło: Road to Gaia

Za formowanie się gleby odpowiedzialne jest działanie czynników klimatycznych, takich jak opady i temperatura, a także organizmy żywe. Czynniki te wywierają wpływ na materiał rodzicielski lub podłoże skalne, powodując jego fragmentację przez długi czas.

W procesie tym powstaje złożona porowata struktura złożona z różnych minerałów, wody, powietrza i materii organicznej. Struktura ta występuje w mniej lub bardziej określonych horyzontach lub warstwach o charakterystycznym kolorze, kompozycji, fakturze i strukturze.

Istnieje duża różnorodność typów gleb, które są opisywane i klasyfikowane według różnych systemów klasyfikacji. Gleba jest podstawą utrzymania szaty roślinnej, zarówno naturalnej, jak i rolniczej, będącej podstawowym elementem ekosystemu.

Jednak gleba ulega degradacji i utracie na skutek erozji będącej konsekwencją czynników klimatycznych i działalności człowieka. Podczas gdy zanieczyszczenie degraduje glebę, wprowadzając do niej substancje toksyczne lub wpływające na jej właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Charakterystyka gleby

Gleba jest matrycą zbudowaną z pierwiastków abiotycznych, takich jak minerały, woda i powietrze, z czynnikami biotycznymi, w określonych warunkach klimatycznych i rzeźby terenu. Matryca ta ma określoną teksturę, strukturę, gęstość i porowatość oraz stanowi ekosystem z charakterystyczną fauną i florą.

- tekstura

Teksturę gleby determinuje względna zawartość piasku, mułu i gliny. Stanowi to drobną frakcję gleby (drobnoziarnistą ziemię), w której piasek zawiera grubsze cząstki o średnicy od 2 do 0,08 mm. Drugi składnik o średnicy to muł o grubości od 0,08 do 0,02 mm i wreszcie glina o grubości mniejszej niż 0,02 mm,

Skład ten zależy od materiału macierzystego lub podłoża skalnego, z którego powstała gleba, a także czynników, które brały udział w jej tworzeniu. Każdy fragment o średnicy większej niż 2 mm jest już uważany za grubą frakcję gleby lub żwiru.

Piasek

Skład piasku to w większości krzemionka, ponieważ jest to najobficiej występujący minerał w skałach na Ziemi. Istnieją jednak również piaski wapienne powstałe w wyniku erozji korali lub wulkaniczny piasek ze skał wulkanicznych.

Limuzyna

Jest to niejednorodny osad frakcji pośrednich, złożony zarówno z pierwiastków nieorganicznych, jak i organicznych.

Glina

Gliny są uwodnionymi krzemianami glinu i są uważane za aktywne chemicznie w glebie. Mają właściwości koloidalne, naładowane elektrycznie i są ważne w zatrzymywaniu wilgoci i pierwiastków mineralnych.

- Struktura

Struktura gleby jest nadana przez połączenie stałych cząstek gleby tworzących bryły lub jednostki strukturalne zwane pedami. Tworzenie tych struktur jest wynikiem procesu flokulacji lub agregacji spowodowanego zdarzeniami fizyko-chemicznymi.

Struktura gleby. Źródło: nie podano autora do odczytu maszynowego. Założono Pastranec (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich).

Dzieje się tak z powodu przyciągania przeciwnych ładunków elektrycznych między cząstkami, w tym wody, próchnicy oraz tlenków glinu i żelaza.

Kompleksy humusowe

Humus to substancja koloidalna spowodowana rozkładem materii organicznej w wyniku działania rozkładających się bakterii i grzybów. Agregaty próchnicy tworzą kompleksy, które aglutynują cząsteczki gleby, tworząc łodygi.

Żywe organizmy dodające glebę

Korzenie roślin i wydzielane przez nie substancje również przyczyniają się do aglutynacji cząstek tworzących strukturę w glebie. W ten sam sposób organizmy takie jak dżdżownice mają fundamentalne znaczenie w przetwarzaniu gleby i określaniu jej struktury.

- Gęstość i porowatość

Tekstura i struktura gleby determinują występowanie w niej porów o zmiennej średnicy. Skład i porowatość gleby determinują również zmienną gęstość, ponieważ im mniejsza porowatość, tym większa gęstość gleby.

Pory gleby są ważne, ponieważ stanowią system przestrzeni, przez które krąży woda i powietrze w glebie. Zarówno woda, jak i powietrze w glebie są niezbędne do rozwoju życia na niej i wewnątrz niej.

- Interfejs i ekosystem

W glebie oddziałują na siebie mineralne elementy litosfery, woda hydrosfery, powietrze z atmosfery i żywe istoty biosfery. Gleba utrzymuje wymianę pierwiastków chemicznych z wodą, a także gazy z atmosferą, takie jak O2 i CO2.

Z drugiej strony żywe istoty pozyskują z gleby składniki odżywcze i wodę, dostarczając materii organicznej i minerałów. W tym kontekście gleba jest ekosystemem, w którym czynniki abiotyczne i abiotyczne są ze sobą powiązane.

Rhizosphere

Jest to środowisko, które otacza korzenie roślin w glebie i tworzy w glebie określony stan. W tym środowisku korzenie pozyskują wodę i składniki mineralne z gleby i zapewniają różne wydzieliny, a także ustanawiają symbiotyczne relacje.

Ryzosfera to miejsce, w którym większość życia w glebie ma miejsce, ponieważ tam jest więcej węgla.

- Płodność

Podstawową właściwością gleby jest jej żyzność, ponieważ zawiera składniki mineralne niezbędne do rozwoju roślin lądowych. Wśród tych minerałów znajdują się makroskładniki pokarmowe, takie jak azot, fosfor i potas, a także mikroelementy (m.in. żelazo, bor, cynk, mangan, nikiel, molibden).

- Woda

Woda cyrkuluje w porowatej części jej struktury, przylega do cząstek koloidalnych (iłów) i odgrywa zasadniczą rolę w kształtowaniu struktury gleby. Głównym źródłem wody dla roślinności jest gleba, w której rozpuszczają się niezbędne dla roślin minerały.

Tworzenie gleby

Proces powstawania gleby lub pedogenezy jest wypadkową kilku czynników. Obejmują one od skały, która ją tworzy, po czynniki, które ją warunkują.

- Materiały dla rodziców

Podłoże, które tworzy litosferę, jest ciągłą warstwą o zróżnicowanym składzie mineralogicznym w zależności od jej charakteru. Mogą to być skały osadowe, metamorficzne lub magmowe powstałe w wyniku różnych procesów.

Widok na podłoże skalne. Źródło: Road to Gaia

Regolit

Pod wpływem czynników klimatycznych i biologicznych skała stopniowo ulega dezagregacji lub fragmentacji, tworząc zmienną warstwę grubego materiału zwanego regolitem. Klimat i żywe istoty nadal oddziałują na ten materiał, dopóki nie utworzą gleby.

- Pogoda

Powierzchnia ziemi podlega różnym warunkom klimatycznym, generując gradient temperatury i wilgotności. W każdym regionie występują różne opady, wiatry i temperatury, które różnią się w ciągu dnia i roku.

Warunki te oddziałują na materiał macierzysty, degradując go i nadając mu określoną strukturę, tworząc różne rodzaje gleb.

Opad atmosferyczny

Woda wpływa na tworzenie się gleby zarówno poprzez fizyczny wpływ erozyjny na skałę, jak i przez samo zaopatrzenie w wodę. Woda, jako uniwersalny rozpuszczalnik, jest podstawowym pierwiastkiem w reakcjach chemicznych zachodzących podczas tworzenia się gleby.

Ponadto nadmiar wilgoci i przemijanie okresów mokrych i suchych wpływa na rodzaj tworzącej się gleby.

Temperatura

Wysokie temperatury sprzyjają różnym procesom chemicznym, które przyczyniają się do powstawania gleby. Podczas gdy ekstremalne wahania temperatur sprzyjają naprężeniom strukturalnym w skale, powodując pęknięcia.

- Czynniki biotyczne

Aktywność istot żywych, które zamieszkują glebę i na niej, ma decydujący wpływ na tworzenie gleby.

Wegetacja

Obecność szaty roślinnej wpływa na stabilność podłoża, zapewniając środowisko sprzyjające tworzeniu się gleby. Bez pokrywy roślinnej erozja wzrasta, a co za tym idzie utrata gleby podczas formowania.

Z drugiej strony korzenie roślin i ich wydzieliny przyczyniają się do fragmentacji materiału rodzicielskiego i są substancjami wiążącymi glebę.

Inne organizmy

Mikroorganizmy i makroorganizmy zamieszkujące glebę w znacznym stopniu przyczyniają się do jej powstawania. Substancje rozkładające, takie jak bakterie, archeony, grzyby i pierwotniaki, przetwarzają materię organiczną i tworzą próchnicę.

Dżdżownice wiercą tunele i połykają glebę, przetwarzając materię organiczną w taki sposób, aby przyczyniała się do tworzenia struktury w glebie. Zwiększa to porowatość gleby, a tym samym przepływ wody i powietrza.

Istnieje również wiele większych zwierząt kopiące, które również przyczyniają się do tworzenia gleby, takich jak krety, ryjówki i inne.

- ulga

Jest to bardzo ważne przy formowaniu gleby, ponieważ strome nachylenie zapobiega trwałości gleby w formowaniu. Z drugiej strony, wypłukany materiał glebowy otrzyma równina lub zagłębienie w pobliżu obszaru górskiego.

- Pogoda

Tworzenie się gleby wymaga długiego procesu wietrzenia podłoża skalnego i przetwarzania regolitu. Dlatego czynnik czasu ma fundamentalne znaczenie dla ewolucji gleby, aż do jej punktu kulminacyjnego.

- piętro climax

Po osiągnięciu równowagi w procesie formowania się w odniesieniu do warunków środowiskowych, powstał punkt kulminacyjny. W tym momencie uważa się, że przedmiotowa gleba osiągnęła najwyższy poziom ewolucyjny.

Skład gleby

Skład gleby różni się w zależności od skały, z której się wywodzi, oraz procesów glebotwórczych.

Minerały

W glebie można znaleźć prawie wszystkie znane minerały, z których najliczniejsze są krzemiany, tlenki, wodorotlenki, węglany, siarczany, siarczki i fosforany.

Materiał organiczny

W zależności od biomu, w którym się rozwija, gleba będzie miała wyższą lub niższą zawartość materii organicznej. Zatem w tropikalnym lesie deszczowym większość materii organicznej znajduje się w powierzchniowej ściółce (poziom 0), a leżąca poniżej gleba jest uboga w próchnicę.

W lasach liściastych o klimacie umiarkowanym występuje większe tempo akumulacji rozłożonej materii organicznej, a na obszarach pustynnych akumulacja materii organicznej jest bardzo niska.

woda

W porowatej matrycy gleby woda krąży zarówno w postaci płynnej, jak i pary wodnej. Część wody jest silnie związana z koloidalnymi cząsteczkami gleby.

Powietrze

Porowata matryca zawiera powietrze, a więc tlen, dwutlenek węgla i azot atmosferyczny. Powietrze w glebie jest ważne dla utrzymania życia w glebie, w tym radykalnego oddychania.

Warstwy (poziomy)

Podczas tworzenia się gleby grawitacja, infiltracja wody, wielkość cząstek i inne czynniki tworzą warstwową strukturę. Te poziome warstwy ułożone są w pionowym nachyleniu i nazywane są poziomami glebowymi, tworząc razem tak zwany profil glebowy.

Horyzonty glebowe. Źródło: Mariiana QM

Tradycyjnie w glebie identyfikuje się 3 podstawowe poziomy w glebie oznaczonej od góry do dołu literami A, B i C. Podczas gdy personel Departamentu Badań Gleby Stanów Zjednoczonych definiuje 5 podstawowych horyzontów i 2 możliwe warstwy.

Horyzont 0

Jest to obecność warstwy powierzchownej materii organicznej o składzie mineralnym poniżej 50% objętości. W tym przypadku stopień rozkładu obecnej materii organicznej nie ma znaczenia.

Horyzont A

Jest to poziom powierzchniowy lub poniżej poziomu 0, charakteryzujący się zawartością próchnicy zmieszanej ze składnikiem mineralnym. Ma ciemną barwę i ma korzenie, a także zmiany spowodowane aktywnością biologiczną.

Horizon E

Na skutek ubytku glin dominuje piasek i muł o jasnym zabarwieniu.

Horyzont B

Jest to horyzont bogaty w minerały, z nagromadzeniem glin i innych substancji, które mogą tworzyć nieprzepuszczalne bloki lub warstwy gliny.

Horyzont C

Jest to horyzont najbliżej podłoża skalnego, a zatem mniej podlegający procesom pedogenezy. Tworzą go między innymi fragmenty skał, nagromadzenia tynku lub rozpuszczalnych soli.

Warstwa R

Zidentyfikuj warstwy twardej skały, które wymagają użycia ciężkiego sprzętu do wiercenia.

Warstwa W

Ta warstwa została ostatnio dodana, aby odnieść się do obecności warstwy wody lub lodu na dowolnym poziomie. Oznacza to, że ta warstwa może znajdować się między dowolnym z wyżej wymienionych poziomów.

Rodzaje gleb

Istnieją różne kryteria klasyfikacji gleb, od bardzo prostych schematów opartych na fakturze lub klimacie po złożone systemy. Wśród tych ostatnich są USDA (Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych) i FAO-UNESCO.

- Zgodnie z teksturą

Opiera się na fakturze gleby, zgodnie z zawartością piasku, mułu i gliny. Aby to zdefiniować, używa się trójkąta tekstury gleby (FAO lub Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych).

W ten sposób tworzone są klasy teksturalne, przedstawiające gleby piaszczyste, gliniaste lub ilaste oraz różne kombinacje, na przykład gleby gliniasto-piaszczyste.

- Według pogody

Klasyfikacja ta dotyczy gleb, w których powstawaniu podstawowym elementem jest klimat i powstają tzw. Gleby strefowe.

Wilgotne gleby klimatyczne

Wysoka wilgotność przyspiesza procesy glebotwórcze, rozpuszczając węglan wapnia i niszcząc krzemiany i skalenie. Dominuje żelazo i glin, będące glebami o niskiej żyzności i dużej zawartości materii organicznej, takimi jak laterytowe typy lasów tropikalnych.

Gleby o klimacie suchym

Niska wilgotność opóźnia proces tworzenia się gleby, więc są one cienkie i zawierają mało zwietrzałego materiału rodzicielskiego. Przedstawiają niewiele materii organicznej, biorąc pod uwagę rzadką roślinność, którą podtrzymują i obfity węglan wapnia, taki jak aridizole.

Gleby o klimacie umiarkowanym

Wilgotność i temperatura są umiarkowane i głębokie, a żyzne gleby tworzą się z czasem. Zawierają znaczne ilości materii organicznej i nierozpuszczalnych minerałów, takich jak żelazo i glin, jak w alfizolach.

- USDA

Jest to system taksonomii gleby Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, który uznaje 12 rzędów za kategorię nadrzędną. Podąża za kategorią podrzędną z 64 klasami, grupami z ponad 300 klasami i podgrupami z ponad 2400 klasami.

Charakterystyka diagnostyczna

System ten wykorzystuje jako elementy diagnostyczne do przypisania gleby do klasy, rodzaju wilgotności gleby, a także reżimu temperaturowego. Podobnie obecność pewnych horyzontów zarówno na powierzchni (epipedony), jak i wewnątrz gleby (endopedony).

FAO-UNESCO

Najwyższą kategorią w tym systemie, odpowiadającą zamówieniu w systemie USDA, jest Major Soil Group i obejmuje 28 klas. Kolejnym poziomem w hierarchii jest Soil Unit i obejmuje 152 klasy.

Role i znaczenie

Gleba jest podstawowym składnikiem ekosystemów lądowych i podstawą większości działań człowieka.

Wsparcie i odżywianie roślinności lądowej

Gleba zapewnia podporę, na której rośliny lądowe są osadzane poprzez system korzeniowy. Dodatkowo dostarcza mineralnych składników odżywczych i wody, których rośliny potrzebują do rozwoju.

Podstawy rolnictwa i hodowli

Jest to istotny czynnik produkcji w rolnictwie, chociaż istnieją nowoczesne techniki, które go nie stosują, takie jak hydroponika. Jednak masowa produkcja większości upraw jest możliwa tylko na dużych obszarach gleby.

Cykl węglowy i sekwestracja

Podczas wymiany gazowej z atmosferą gleba dostarcza i pochłania CO2. W tym sensie gleba przyczynia się do zmniejszenia efektu cieplarnianego, a tym samym do globalnego ocieplenia.

Wieczna zmarzlina

Jest to warstwa organicznej gleby zamarzniętej na szerokościach okołobiegunowych, która stanowi ważne rezerwy CO2 w glebie.

Fundament konstrukcyjny

Gleba jest podstawą podparcia dla konstrukcji ludzkich, takich jak między innymi drogi, kanały, budynki.

Erozja gleby

Erozja to utrata gleby w wyniku działania czynników klimatycznych lub działalności człowieka. Ekstremalna erozja gleby powoduje pustynnienie i jest jednym z największych zagrożeń dla gleb rolniczych.

Erozja gleby. Źródło: US Fish and Wildlife Service

Erozja wodna

Opady atmosferyczne powodują utratę gleby w wyniku oddziaływania kropelek wody na kruszywo i późniejszego spływu powierzchniowego. Im bardziej odsłonięty grunt i bardziej strome zbocze, tym większy opór spowodowany spływem.

Erozja eolowa

Wiatr przenosi cząsteczki gleby, szczególnie w suchych warunkach, gdzie jest sucho i słabo przylega. Roślinność działa jak bariera wiatrowa, dlatego jej brak przyczynia się do nasilenia skutków erozji wietrznej.

Erozja antropiczna

Do najbardziej erozyjnych działań należą wylesianie i intensywne uprawy, zwłaszcza w wyniku mechanizacji rolnictwa. A także górnictwo, zwłaszcza kopalnie odkrywkowe i budownictwo infrastrukturalne.

Zanieczyszczenie gleby

Gleby mogą być skażone zarówno przyczynami naturalnymi, jak i spowodowanymi przez człowieka, ale najpoważniejsze przypadki są spowodowane działalnością człowieka.

Agrochemikalia

Stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych jest jedną z głównych przyczyn zanieczyszczenia gleby. Wiele z tych produktów to pozostałości, których biodegradacja zajmuje dużo czasu.

Woda ściekowa i odpływowa

Przyczyną zanieczyszczeń są słabo odprowadzane i nieoczyszczone ścieki, a także wody spływające z terenów miejskich i przemysłowych. Spływające wody zawierają odpady, takie jak smary, oleje silnikowe i pozostałości farb, które zanieczyszczają glebę.

Górnictwo

Ta aktywność nie tylko fizycznie degraduje glebę, ale jest również źródłem zanieczyszczających chemikaliów. Tak jest w przypadku rtęci i arsenu wykorzystywanych do wydobycia takich metali jak złoto.

W ten sam sposób, użycie pomp hydropneumatycznych o dużej mocy do erodowania gleby w poszukiwaniu metalu, uwalnia zanieczyszczające metale ciężkie.

Przemysł naftowy

Wycieki ropy w obiektach wiertniczych i wycieki z wałów retencyjnych błota zanieczyszczają glebę.

Kwaśny deszcz

Mapa kwaśnych deszczy. Źródło: Alfredsito94

Kwaśne deszcze wytwarzane przez gazy przemysłowe reagując w atmosferze z parą wodną powodują zakwaszenie gleb.

Śmieci

Nagromadzenia stałych odpadów, zwłaszcza tworzyw sztucznych i odpadów elektronicznych, są źródłem zanieczyszczenia gleby. Między innymi tworzywa sztuczne uwalniają dioksyny, a odpady elektroniczne dostarczają do gleby metale ciężkie.

Bibliografia

1. FAO (2009). Przewodnik po opisie gleb. Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa.
2. INIA (2015). Dzień Otwarty Tygodnia Nauki i Technologii. Narodowy Instytut Badań Rolniczych, Tacuarembó.
3. Jaramillo, DF (2002). Wprowadzenie do gleboznawstwa. Wydział Nauk, National University of Colombia.
4. Lal, R. (2001). Degradacja gleby przez erozję. Degradacja i rozwój gruntów.
5. Morgan, RPC (2005). Erozja i ochrona gleby. Wydawnictwo Blackwell.