Czynniki glebotwórcze - to elementy środowiska geograficznego wpływające na powierzchnię i rozwój gleb:

1. Organizmy żywe:

• Roślinność wyższa i jej rola:

  • Podstawowe źródło glebowej materii organicznej

  • Wydzielanie do środowiska glebowego różnych składników, wśród których dominuje C02, oddychanie korzeniowe, rozkład materii organicznej, ponadto kwasy organiczne, które przyspieszają rozkład wielu minerałów

  • Dzięki działaniu korzeni roślin, utrzymana jest ciągłość procesów glebotwórczych. Korzenie roślin pobierając z gleby wodę i rozpuszczone w niej składniki mineralne powodują ciągłe naruszanie równowagi chemicznej między ciekłą fauną gleby i stałą (z fazy stałej gleby musi przejść do fazy ciekłej równoważna ilość jonów, które pobrały rośliny)

  • Mechanizm działania korzeni roślin przyczynia się do pogłębienia gleby, tworzenia struktury agregatowej i polepszenia właściwości powietrznych w glebie.

  • Roślinność odgrywa dużą rolę w kształtowaniu stosunków wodnych w glebach. Największy wpływ na stosunki wodne mają stare drzewostany poprzez wyparowywanie ogromnych ilości wody, po wycięciu lasu często następuje zabagnienie i oglejenie gleby

  • Roślinność stwarza fitoklimat, czyli klimat o odmiennych cechach w różnych zespołach roślinnych (lasy iglaste, liściaste, łąki, pola uprawne)

  • Roślinność tworzy zespoły roślinne, którym odpowiadają specyficzne typy gleb

    • Lasy iglaste -> g. bielicoziemne

    • Lasy liściaste -> g. mieszane i płowe

    • Lasy tropikalne -> g. czerwone i żółte

    • Roślinność trawiasta, łąkowa -> mady

  • Nawet pojedyncze drzewa i krzewy (edyfikatory) wpływają na morfologię i właściwości gleb występujące w zasięgu ich występowania np. ( Kaurii trees –wiecznie zielone drzewa w Nowej Zelandii, Tasmanii; szpilki drzewa iglastych zakwaszają gleby i powstają wtedy bielice)

  • Roślinność chroni glebę przed erozją wodną i eoliczną

• Fitoedafon:

• Bakterie – najliczniejsza grupa organizmów wśród fitoedafonów, w 1 g. gleby jest kilka miliardów bakterii, co stanowi biomasę ponad 500 kg*ha ^-1

  • B. tlenowe – aerobowe

  • B. beztlenowe – anaerobowe

  • B. samożywne – autotroficzne

  • B. cudzożywne – heterotroficzne

Grupy funkcjonalne:

• Bakterie wiążące azot

• Bakterie rozkładające ligniny i krzemiany

• Bakterie utleniające siarkę i żelazo

• Promieniowce – to grupa organizmów stanowiących przejście pomiędzy bakteriami a grzybami

  • Wymagania:

  • Gleby gliniaste o odczynie zbliżonym do zasadowego, dobrze przewietrzone i bogate w materię organiczną

  • Są odporne na suszę

  • Duża rola w procesie rozkładu resztek organizmów, niektóre maja zdolność do asymilacji azotu z powietrzem atmosferycznym

• Grzyby – występują przede wszystkim w glebach leśnych

• Wymagania:

• Gleby piaszczyste o odczynie kwaśnym (ph 4,5 – 5,5)

• Rozkładają resztki organizmów, powodują powstanie grubego poziomu organicznego zbudowanego ze słabo rozłożonych szpilek, kory itp…

• Glony – to najpospolitsze samożywne rośliny plechowe bytujące na powierzchni gleb lub kilka centymetrów pod jej powierzchnią

• Wymagania:

• Różnorodne warunki glebowe, maja bardzo duże znaczenie, bo jako pionierskie organizmy wkraczają na świeże skały

• W wyniku obumierania glonów następuje akumulacja części organicznych, co umożliwia wkroczenie organizmów bardziej wymagających (roślinności wyższej)

• Zdolność do wiązania azotu

• Rola fitoedafonu:

• Udział w procesie rozkładu, humifikacji i mineralizacji resztek organicznych

• Udział w biochemicznym procesie przetwarzania mineralnej części gleby (procesy wietrzenia, procesy glejtowania)

• Udział w biologicznym krążeniu wielu pierwiastków niezbędnych dla życia roślin (np. węgla, azotu, fosforu, siarki)

• Zooedafon:

• Mikrofauna – 0, 002 – 0, 2 mm: niciowce, korzenionóżki, orzęski

• Mezofauna – 0, 2 – 2 mm: wrotki, nicienie (przestwory wypełnione wodą) roztocza i skoczogonki (przetwory wypełnione powietrzem)

• Makrofauna – 2 -20 mm: ślimaki, pająki, chrząszcze i ich larwy

• Megafauna - >20 mm: dżdżownice (gleby próchnicze, średnio ciężkie, odczyn od słabo kwaśnego do obojętnego, ph 6, 5 – 7) kręgowce, krety, susły, chomiki, myszy.[W glebach kwaśnych dżdżownic nie ma, są one wyznacznikiem, jakości gleb].

• Rola zoo edafonu:

• Udział w rozdrabnianiu resztek organizmów

• Przyspieszenie procesu humifikacji materii organicznej dzięki przepuszczaniu przez przewód pokarmowy resztek organicznych

• Pogłębianie poziomu próchniczego dzięki wędrówkom w glebie

• Poprawianie fizycznych właściwości gleb: spulchnianie, przewietrzenie, tworzenie struktury agregatowej (kopnolitowej) poprawianie warunków wodnych

Skład gatunkowy i liczebność organizmów występujących w glebie zależy od warunków ekologicznych panujących w danej glebie. Jest on dobrym wskaźnikiem, jakości siedliska oraz bardzo dobrym wskaźnikiem degradacji gleb.

1. Klimat:

Elementy klimatu wywierają największy wpływ na powstanie i rozwój gleb.

• Oddziaływanie bezpośrednie:

• Termiczne i wodne

• Oddziaływanie pośrednie:

• Poprzez roślinność

1. skład i biologiczna produktywność roślinności

2. ilość resztek organicznych dostających się do gleb

3. tempo rozkładu resztek organicznych

4. ilość pierwiastków chemicznych wprowadzonych do obiegu biologicznego

Klimatyczno – glebowe pasy poziome (szerokościowe)	Roczna suma średnich temp. Dobowych >10 ^oC	Powierzchnia
Polarne (chłodne)	< 6000oC	7%
Borealne (umiarkowane chłodne)	600 – 2000^oC	16%
Subborealne (umiarkowanie ciepłe)	2000 – 3800^oC	18%
Subtropikalne (ciepłe)	3800 – 8000^oC	17%
Tropikalne (gorące)	> 8000oC	42%

Wysokość pasów klimatycznych związana jest z szerokością geograficzną.

• Wskaźnik wilgotności klimatu wg. Iwanowa:

Roczna suma opadów/potencjalne parowanie roczne

• Strefy wilgotnościowe klimatu:

• Wilgotne 44%: bardzo wilgotne >3 i wilgotne 3-1

• Przejściowe 31%: półwilgotne 1-0, 5 i półsuche 0,5-0,3

• Suche 25%: suche 0, 3-0, 1 i bardzo suche <0,1

Prawo Van’t Hoffa – wzrost temperatury o 10^oC powoduje 2-3 krotne przyspieszenie reakcji chemicznych.

	Hawaje	Alaska
klimat	Tropikalny, opady > 2000 mm, śr. Temp. Roczna 22oC	Arktyczny, opady 180 mm, śr temp. Roczna 3oC, wieczna zmarzlina
roślinność	Bujna tropikalna	Skąpa, mchy, porosty
wietrzenie	Chemiczne	fizyczne
gleby	Głębokie (do 3 m) barwy czerwonej, ubogie w próchnicę (szybki rozkład i mineralizacja) ubogie w składniki pokarmowe (szybkie wymywanie)	Bardzo płytkie, barwy zielonej, materia organiczna słabo rozwinięta

Pas polarny	Obszar arktyczny, grunty (gleby) poligonalne i strukturalne
	Obszar tundrowy gleby glejowe
	Bazmarzłociowa strefa Tajgi PN. (gleby bielicowe, opadowo-glejowe, bielicowe, iluminowo-humusowe Podstawa Tajgi środkowej (gleby bielicowe, bielice) Podstawa Tajgi PD. (gleby darniowo-bielicowe, płowe)	Marzłociowa strefa Tajgi

	Stref a wilgotna	Strefa przejściowa	Strefa sucha
Pas subpolarny	brunatne gleby leśne, płowe, rdzawe, bielicowe, bielice	czarne ziemie, gleby preri, szare, leśne, czarnoziemy, brunatne	brunantnoziem półpustyń, szarobrunatne gleby pustynne
Pas subtropikalny	gleby żółtobrunatne, żółtoziemy, czarnoziemy, rudoziemy	cynamonowe, szaro cynamonowe	szaroziemy prymitywnych gleb pustynnych
Pas tropikalny	czerwono żółte, feralitwe, czarne gleby feralitowe	cynamonowo-czerwone, czerwono bure, czarne gleby tropikalne	czerwonawy brunatno ziem, prymitywne gleby pustynne

• Gleby strefowe (zonalne):

1. Tworzą areały wykazujące związek z określonymi warunkami bioklimatycznymi

2. Są glebami autonomicznymi (ich uwilgotnienie pochodzi z opadów atmosferycznych)

3. Kształtują się ze skał macierzystych (o dowolnym uziarnieniu), które pod względem cech geochemicznych odpowiadają warunkom hydrotermicznym danej strefy (kwaśne w wilgotnych, węglanowe w suchych)

4. Zajmują dostatecznie dużą część areału danej strefy

5. Mają dobrze rozwinięty i nienaruszony profil

• Gleby pozastrefowe (ekstrazonalne):

1. Gleby, które poza własna strefą występowania mają jeszcze wspólne zasięgi w innej, nie typowej dla siebie strefie.

2. Do poza strefowych gleb w Polsce należą czarnoziemy i analogi śródziemnomorskich gleb cynamonowych (występują na silnie nasłonecznionych zboczach i południowych dolinach rzecznych np. Dolina Wisły)

• Gleby śródstrefowe (intrazonalne):

1. Gleby o dobrze rozwiniętym profilach, których nie można zaliczyć do strefy ze względu na ich nieautonomiczność lub niezgodność skał macierzystych z hydrotermicznymi warunkami danej strefy, albo z powodu zajmowania przez nie zbyt małego areału.

2. Do najważniejszych gleb śródstrefowych na kuli ziemskiej należą

• Bagienne

• Aluwialne (mady rzeczne) [bliskość poziomu wody]

• Czarne ziemie

• Wertisole – zawierają minerały ilaste (montmorylonit), który pod wpływem wody pęcznieje tworząc spękania zwane smolnicami

• Rędziny – związane ze skałami węglanowymi

• Sołonczaki, sołońce, sołodzie (sołodź powstaje w wyniku nawadniania Kołońców, mają strukturę słupową)

• Takiry – mają charakterystyczne spekania

• Andosole (gleby wulkaniczne)

• Mangrowe (namorzynowe) – na wybrzeżu w obszarach tropikalnych

• Marsze (mady morskie)

• Gleby niestrefowe (azonalne):

  1. W ich rozmieszeniu brak prawidłowości

  2. Do nie strefowych gleb zalicza się:

• gleby inicjalne

• gleby słabo wykształcone

• gleby antropogeniczne

1. Skała macierzysta:

• Skały Macierzyste – to utwory geologiczne różnego wieku, które występują na powierzchni Ziemi i stanowią tworzywa, z którego powstają i rozwijają się gleby.

• W ujęciu Jenney’ego – skała macierzysta to fizyczne ciało glebowe o określonych cechach chemicznych i mineralnych w początkowym momencie działania na nie innych czynników glebotwórczych.

• Współczesne gleby większość cech zawdzięczają:

• Składowi chemicznemu i mineralnemu powierzchniowej warstwy osadów na powierzchni oddziaływania czynników glebotwórczych zmiana wpływów czynników glebotwórczych w czasie:

• Im dana gleba jest młodsza tym jej skład mineralny i chemiczny, a także właściwości fizyczne są bardziej zbliżone do właściwości skały macierzystej

• Gleba niezależnie od wieku dziedziczy pewne właściwości skały macierzystej

• Gleby zaliczane do tego samego typu, lecz powstałe z odmiennych skał zawsze różnią się między sobą, np. gleby brunatne ukształtowane są z glin i lessów lub granitów

Uziarnienie skał, ich gęstość i porowatość, stosunki wodne i powietrzne, skład mineralny i właściwości chemiczne w znacznym stopniu determinują szybkość i kierunek procesu glebotwórczego.

Pierwotna zawartość w skale wapienia, fosforu, potasu, siarki, innych pierwiastków określa poziom i trwałość naturalnej żyzności gleby, zwłaszcza w warunkach klimatu wilgotnego.

Głębokość gleb zależy także od skał macierzystych – lito sekwencje gleb.

1. Rzeźba terenu:

Wpływ rzeźby terenu na gleby przejawia się pośrednio poprzez modyfikację pozostałych czynników glebotwórczych.

• Rzeźba górska – pionowa strefowość gleb (piętrowość gleb, strefowość górska) związana ze zmianą warunków klimatycznych i roślinności wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza masywu górskiego

• Liczba stref oraz ich rodzaj zależą:

  • Wysokość masywu górskiego nad poziomem morza

  • Położenia w określonym pasie i strefie klimatyczno – glebowej

  • Litologii utworów macierzystych

• Pionowa strefowość górska jest analogiczna do poziomych strefowości glebowych na terenach równinnych

• Specyficzne cechy pokrywy glebowej w obszarach górskich:

• Gleby płytkie szkieletowe

• Fragmentaryczność (ażurowość) pokrywy glebowej (obok gleb znajdujących się w różnym stadium rozwoju – nagie skały i gołoborza)

• Obecność pokryw stokowych o różnej miąższości (procesy morfogenetyczne)

• Boczny ruch roztworów glebowych uwarunkowany rzeźbą górską

• Pionowa strefowość (piętrowość) gleb w wyższych masywach górskich

• Wzrost zawartości próchnicy w glebach wraz z wysokością

• Rzeźba nizinna i wyżynna:

Na półkuli północnej zbocza o ekspozycji południowej są cieplejsze i suchsze niż zbocza o wystawie północnej.

Na północy gleby zimniejsze, wilgotniejsze, ograniczona fauna glebowa i powierzchniowa akumulacja kwaśniej materii organicznej.

Na południu gleby są cieplejsze, suchsze, fauna glebowa jest zróżnicowana a materia organiczna połączona mineralną częścią gleby. Przykłady wpływu ekspozycji południowej to gleby cynamonowe (Płutowo, Kulin – dolina Wisły oraz Bielinek – dolina Odry) rośliny na tych glebach mają charakter kserotermiczny.

Różna intensywność procesu bielicowania gleb na wydmach (wzrastające ługowanie w obniżeniach.

• Zestawy gleb charakterystyczne dla poszczególnych krajobrazów Polski:

• Krajobraz górski – górskie gleby brunatne, górskie gleby inicjalne,(litosole), gleby słabo wykształcone (rankery)

• Krajobraz wyżynny wapienny – różne podtypy rędzin

• Krajobraz wyżynny lessowy – czarnoziemy z udziałem gleb brunatnych i płowych

• Krajobraz moreny dennej i płaskiej – czarne ziemie z udziałem gleb płowych, brunatnych i organicznych.

• Krajobraz sandrowy – gleby rdzawe i bielicowe z udziałem gleb murszastych i organicznych

• Krajobraz moreny dennej falistej – gleby płowe i brunatne z udziałem czarnych ziem i gleb organicznych

• Krajobraz wydm nadmorskich – bielice i gleby bielicowe z udziałem glejobielic, gleb glejobielicowych, murszastych i organicznych

• Krajobraz wydm śródlądowych – gleby bielicowe i bielice z udziałem glejobielic, gleb glejobielicowych, murszastych i organicznych

Wymienione ugrupowania gleb tworzą w terenie swoją konfigurację, a po odwzorowaniu na mapie – charakterystyczny rysunek konturów glebowych.

• Fridland – twórca koncepcji struktury pokrywy glebowej w badaniach pedogeograficznych.

• Toposekwencje gleba zwane także katenami glebowymi.

• Katena to ugrupowanie gleb, których rytmiczny układ przestrzenny jest uwarunkowany analogiczną rytmiką rzeźby terenu. Zazwyczaj zmiany rzeźby pociągają za sobą zróżnicowanie stosunków wodnych i roślinności (np. w krajobrazie wydmowym)

1. Warunki wodne:

• Znaczenie wody w glebie:

• Rozpuszczalnik wielu substancji mineralnych, organicznych i gazów

• Bezpośrednie źródło składników pokarmowych dla roślin

• Przy udziale wody glebowej odbywają się wszystkie procesy glebowe

• Przebieg niektórych procesów glebowych nie jest możliwy bez udziału wody np. proces glejowy, bielicowanie, lessiważu, torfienia, murszenia, zasolenia (solinizacji)

• Źródła wody w glebie:

• Opady atmosferyczne (gleby autogeniczne, autonomiczne)

• Woda gruntowa (gleby hydrogeniczne)

• Opady i woda gruntowa (gleby semihydrogeniczne)

• Rozchód wody:

• Spływ powierzchniowy

• Odpływ wgłębny

• Parowanie z powierzchni gleby

• Transpiracja roślin

• Typy gospodarki wodnej gleb:

wg Pallmanna	wg Prusinkiewicza
Gleby endoperkolatywne (strefy wilgotne) [perkolat to woda i rozpuszczone w niej składniki]	Typ przemywany Typ zastojowo-przemywny Typ podsiąkowo-przemywny
Gleby egzoperkolatywne (strefy suche) np. gleby słone	Typ ewaporacyjny
Gleby amfiperkolatywne (strefy przejściowe)	Typ przemywano-ewaporacyjny Typ ewaporacyjno-przemywny Typ okresowo-przemywny
Gleby periperkolatywne np. torfowe	Typ przemywano-podsiąkowy Typ podsiąkowy Typ półwodny (gleby podtopione

1. Czas:

Wiek gleb to pewien okres, w ciągu, którego skała macierzysta podlegała działaniu czynników glebotwórczych przechodząc przeobrażenia prowadzące do wykształcenia profilu glebowego.

• Gleby monogenetyczne – tworzyły się w warunkach nie zmiennego środowiska geograficznego, kierunek procesu glebotwórczego nie ulegał zmianom.

• Gleby poligenetyczne – rozwijają się w kilku etapach spowodowanych zmianami zachodzącymi w środowisku geograficznym (zmiany klimatu, roślinności, warunków wodnych)

• Wiek bezwzględny i względny gleb:

• Wiek bezwzględny wyraża się w latach i datuje od momentu osadzenia skały i wkroczenia na nią pierwszej roślinności – do chwili obecnej.

• Lata BP (before prezent) – przed współczesnością, lata wstecz od 1950 roku.

• Lata BC (before Christ) – przed Chrystusem, lata przed naszą erą.

• Lata BC + 1950 = lata BP

• Najczęściej stosowane metody datowania wieku bezwzględnego gleb:

• Radiowęglowa C¹⁴

• Termoluminescencyjna

• Polinologiczna

• Wiek względny gleb – określa się na podstawie stopnia rozwoju profilu glebowego.

• Regowa – gleba młoda

• Gleba płowa – gleby dojrzałe (klimalusowe) w pełni rozwinięty profil glebowy

• Oxisol – gleby stare – występują w tropikach

• Paleopedologia to nauka o glebach ukształtowanych w przeszłości.

• Obiekty badań paleopedologicznych (poleosole):

• Gleby kopalne – gleby utworzone w przeszłości, a następnie odcięte od bezpośrednich wpływów czynników glebotwórczych przez przykrycie osadami różniej miąższości i genezy (np. deluwialnymi, eolicznymi, antropogenicznymi).

• Gleby ekshumowane – gleby, które w przeszłości były przez jakiś czas przykryte osadami (tj. były glebami kopalnymi) a następnie zostały obniżone przez procesy erozyjne.

• Gleby reliktowe – gleby występujące na obecnej powierzchni terenu, lecz utworzone w środowisku różnym od współczesnego np. trzeciorzędowa zwietrzelina terra rosa w Górach Świętokrzyskich.

• Reliktowe cechy gleb – to właściwości gleb (morfologiczne, fizyczne, chemiczne), które współczesna gleba uzyskała w wyniku działania w przeszłości innego niż dziś układu czynników glebotwórczych.

• Struktury mrozowe powstałe w środowisku peryglacjalnym

• Poziomy orsztynowi w bielicach przybałtyckich (przełom procesu subborealnego i subatlantyckiego)

• Cechy oglejenia w glebach rozwijających się obecnie bez udziału wody gruntowej.

1. Działalność człowieka:

• Bezpośrednia:

• Zmiany fizyczne, chemiczne i biologiczne:

• Nawożenie

• Zabiegi agrotechniczne zmierzające do podniesienia produktywności i żyzności gleb

Jeśli są umiejętnie prowadzone mają charakter pozytywny.

• Efektem bezpośredniej działalności człowieka są gleby antropogeniczne:

• Hortisole – gleby ogrodowe (duża zawartość materiał organicznego, nawodnione, duża żyzność) przypominaja czarnoziemy.

• Rigosole – gleby regulówkowe tj. gleby związane z głęboką orką.

• Urbisole – gleby terenów o wieloletniej zabudowie (zawierają materiały budowlane.

• Industriole – gleby terenów o silnie rozwiniętym przemyśle ( gleby zniekształcone mechanicznie lub zmienione chemicznie)

• Plaggosole – gleby powstałe w wyniku wieloletniego nakładania na powierzchnię ubogich gleb piaszczystych, darni pochodzącej z łąk i wrzosowisk.

• Heilutu – gleby powstałe wskutek „nawożenia” materiałem lessowym zerodowanym i zdegradowanym długotrwałą uprawą gleb czarnoziemnych (miąższość dochodzi nawet do 2 metrów)

• Replantosole – występują na skwerach, na stadionach

• Nekrosole – na cmentarzach, odczyn lekko zasadowy

• Konstruktosole – na obiektach fortecznych

• Ekranosole – gleby uszczelnione, występują pod nawierzchniami betonowymi (liczebność bakterii i fitoedafonu jest znacznie niższa pod pokrywą betonową).

• Działanie pośrednie:

• Odbywa się poprzez modyfikacje innych czynników glebotwórczych

• Zmiana szaty roślinnej – wycinanie lasów, powstanie obszarów lotnych piasków, erozja wodna, eoliczna.

• Wprowadzanie monokultur sosnowych lub świerkowych – degradacja gleb leśnych

• Zmiana stosunków wodnych – nieumiejętna melioracja gleb torfowych – murszenie i degradacja gleb.