Gleboznawstwo. rozdział 5 (Wojciech Owczarzak)

Tytuł Gleboznawstwo. Rozdział 5 Podtytuł parametry fizyczne gleb Autorzy Wojciech Owczarzak, Ryszard Dębicki, Andrzej Mocek Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-18870-2 linia Minibook Rok wydania 2015 Warszawa Format epub, mobi Spis treści Przedmowa XIII 1. Definicja i funkcje gleby w środowisku (krajobrazie) Andrzej Mocek 1 1.1. Definicja 1 1.2. Funkcje gleby 1 2. Geologiczne podstawy gleboznawstwa Jerzy Weber, Zbigniew Zagórski 3 2.1. Wprowadzenie 3 2.2. Miejsce Ziemi we Wszechświecie, jej powstanie i historia 3 2.3. Budowa Ziemi 9 2.4. Procesy geologiczne i cykl skalny 10 2.4.1. Magmatyzm 12 2.4.2. Metamorfizm 13 2.4.3. Wietrzenie 15 2.4.4. Erozja, transport, sedymentacja i diageneza 24 2.5. Podstawy mineralogii 27 2.5.1. Systematyka minerałów 28 2.5.2. Budowa i podział krzemianów 30 2.5.3. Charakterystyka najważniejszych minerałów skałotwórczych 32 2.5.4. Minerały ilaste i ich znaczenie 35 2.6. Skały magmowe 44 2.6.1. Budowa skał magmowych 44 2.6.2. Systematyka skał magmowych 45 2.6.3. Charakterystyka ważniejszych skał magmowych występujących w Polsce 49 2.7. Skały osadowe 53 2.7.1. Podział skał osadowych 54 2.7.2. Charakterystyka ważniejszych skał okruchowych luźnych 55 2.7.3. Charakterystyka ważniejszych skał okruchowych scementowanych 59 2.7.4. Charakterystyka ważniejszych skał pochodzenia chemicznego i ekologicznego 60 2.8. Skały metamorficzne 64 2.8.1. Budowa skał metamorficznych 64 2.8.2. Charakterystyka ważniejszych skał metamorficznych 65 3. Czynniki i procesy glebotwórcze Renata Bednarek, Stefan Skiba 68 3.1. Wprowadzenie 68 3.2. Wpływ poszczególnych czynników glebotwórczych na powstawanie i rozwój gleb 69 3.2.1. Organizmy żywe 69 3.2.2. Klimat 72 3.2.3. Materiały macierzyste (skały macierzyste) 73 3.2.4. Rzeźba terenu 74 3.2.5. Warunki wodne 76 3.2.6. Czas 77 3.2.7. Działalność człowieka 80 3.3. Istota cyklu glebotwórczego i zjawiska składające się na proces glebotwórczy. 82 3.4. Elementarne (typologiczne) procesy glebotwórcze 83 3.4.1. Cykl inicjalny 83 3.4.2. Proces darniowy 85 3.4.3. Cykl brunatnienia 86 3.4.4. Proces lessiważu 87 3.4.5. Proces bielicowania 88 3.4.6. Cykl rdzawienia 89 3.4.7. Cykl glejowy 90 3.4.8. Proces torfienia 91 3.4.9. Proces murszenia 91 3.4.10. Cykl wertylizacji 92 3.4.11. Proces ferralityzacji 93 3.4.12. Proces salinizacji (zasolenia) 94 3.4.13. Proces sołonizacji 96 3.4.14. Cykl sołodyzacji 97 4. Morfologia gleb Cezary Kabała 99 4.1. Wprowadzenie 99 4.2. Pedon i profil glebowy 99 4.3. Główne stopnie glebowe (genetyczne) 105 4.3.1. Miąższość gleby 109 4.4. Kolor gleby 110 4.5. Oglejenie gleby 113 4.5.1. Identyfikacja oglejenia na podstawie kolorów redukcyjnych 113 4.5.2. Identyfikacja oglejenia na podstawie kolorów redukcyjnych i oksydacyjnych 114 4.6. Struktura gleby 115 4.6.1. Struktury proste (nieagregatowe) 115 4.6.2. Struktury agregatowe 116 4.6.2.1. Struktury sferoidalne 117 4.6.2.2. Struktury foremnowielościenne (blokowe) 118 4.6.2.3. Struktury wrzecionowate 118 4.6.2.4. Struktury dyskoidalne 118 4.6.2.5. Struktury soczewkowe 119 4.6.2.6. Stopień ukształtowania i trwałości struktury 119 4.6.3. Struktury włókniste 120 4.6.4. Stopnie rozkładu tworzyw torfowych 120 4.6.5. Poziomy rozkładu materiału ekologicznego w stopniach ektopróchnicznych 121 4.7. Układ gleby 122 4.7.1. Układ gleby w stanie suchym 123 4.7.2. Układ gleby w stanie wilgotnym 123 4.8. Nagromadzenia i wytrącenia substancji 124 4.9. Zarys mikromorfologii gleb 127 5. Parametry fizyczne gleb Wojciech Owczarzak, Ryszard Dębicki, Andrzej Mocek 131 5.1. Wprowadzenie 131 5.2. Gleba jako układ trójfazowy 131 5.3. Podział parametry fizycznych gleb 133 5.4. Podstawowe atrybuty fizyczne gleb 133 5.4.1. Skład granulometryczny gleb (uziarnienie) 133 5.4.1.1. Frakcje granulometryczne 133 5.4.1.2. Grupy granulometryczne 135 5.4.1.3. Zgodność klasyfikacji uziarnienia gleb i utworów mineralnych według PTG (2008 r.) ze standardem USDA 139 5.4.1.4. Kategorie ciężkości agrotechnicznej gleb według PTG (2008 r.) 143 5.4.1.5. Interpretacja wyników analizy składu granulometrycznego (uziarnienia) 143 5.4.1.6. Oznaczanie uziarnienia gleb w badaniach terenowych 147 5.4.2. Powierzchnia właściwa gleb 149 5.4.3. Gęstość gleb 152 5.4.3.1. Gęstość fazy stałej 152 5.4.3.2. Gęstość pojemnościowa 154 5.4.4. Wilgotność gleby 155 5.4.5. Porowatość gleb 156 5.4.5.1. Porowatość ogólna 156 5.4.5.2. Porowatość różnicowa 158 5.4.6. Plastyczność 159 5.4.7. Lepkość gleb 160 5.4.8. Zwięzłość gleb 161 5.4.9. Zmiany pojemnościowe gleby 161 5.4.9.1. Uwagi wstępne 161 5.4.9.2. Pęcznienie 161 5.4.9.3. Kurczliwość 163 5.4.9.4. Procesy mrozowe 163 5.4.10. Struktura gleb 164 5.4.10.1. Uwagi wstępne 164 5.5. Ergonomiczne właściwości fizyczne gleb 165 5.5.1. Obieg wody w przyrodzie 165 5.5.1.1. Źródła, typy i postaci wody glebowej 168 5.5.1.2. Siły wiązania wody w glebie (potencjał wody glebowej) 169 5.5.1.3. Objętość wodna gleby (retencja wodna) 172 5.5.1.4. Ruch wody w glebie 174 5.5.1.4.1. Infiltracja 174 5.5.1.4.2. Filtracja 175 5.5.1.4.3. Podsiąk kapilarny 177 5.5.1.5. Zapas wody glebowej 178 5.5.1.6. Gospodarka wodna gleby 180 5.5.1.6.1. Czynniki modelujące gospodarkę wodną 180 5.5.1.6.2. Bilans wodny gleb 183 5.5.2. Powietrzne i grzejne cechy gleb 184 5.5.2.1. Cechy powietrzne 184 5.5.2.2. Parametry grzewcze 187 6. Właściwości chemiczne gleb Sławomir Gonet, Halina Smal, Józef Chojnicki 189 6.1. Wprowadzenie 189 6.2. Materia organiczna gleb 189 6.2.1. Podstawowe definicje, źródła i zawartość materii naturalnej w glebach 189 6.2.2. Substancje humusowe 194 6.2.3. Funkcje i rola materii organicznej 199 6.3. Odczyn, kwasowość i cechy buforowe gleb 201 6.4. Właściwości sorpcyjne gleb 208 6.5. Skład chemiczny gleby 216 6.5.1. Pierwiastki konieczne do życia roślin 216 6.5.2. Makroskładniki (azot, fosfor, potas, wapń, magnez, siarka) 217 6.5.3. Mikroskładniki (żelazo, mangan, cynk, miedź, bor, molibden, kobalt, chlor) 226 7. Cechy biologiczne i biochemiczne gleby Jan Kucharski, Wiesław Barabasz, Elżbieta J. Bielińska, Jadwiga Wyszkowska 232 7.1. Wprowadzenie 232 7.2. Drobnoustroje glebowe 234 7.2.1. Wirusy 234 7.2.2. Bakterie 235 7.2.3. Grzyby 240 7.2.4. Glony 242 7.3. Mezo- i makrofauna 242 7.4. Mikrobiologiczne przemiany materii organicznej w glebie 248 7.5. Mikrobiologiczne przemiany azotu glebowego 253 7.5.1. Wiązanie azotu 253 7.5.2. Amonifikacja 256 7.5.3. Immobilizacja 258 7.5.4. Nitryfikacja 259 7.5.5. Denitryfikacja 261 7.6. Mikoryza 262 7.7. Rola mikroorganizmów w przemianach fosforu, siarki, żelaza i manganu 265 7.8. Mikroorganizmy i enzymy glebowe jako bioindykatory jakości i zdrowotności gleby 272 8. Systematyka gleb Polski Jerzy Marcinek, Jolanta Komisarek 281 8.1. Wprowadzenie 281 8.2. Założenia do systematyki gleb 282 8.2.1. Współczesna koncepcja gleby klasyfikowanej 282 8.2.2. Stopnie i warstwy glebowe wyznaczone w systematyce gleb Polski 283 8.2.3. Koncepcja indywiduum glebowego w klasyfikacji gleb 284 8.2.4. Ogólne zasady systematyki gleb Polski 285 8.3. Materiały, stopnie i atrybuty diagnostyczne gleb klasyfikowanych 287 8.3.1. Materiały glebowe 287 8.3.1.1. Mineralne diagnostyczne materiały glebowe 288 8.3.1.2. Organiczne diagnostyczne materiały glebowe 289 8.3.2. Powierzchniowe poziomy diagnostyczne (epipedony) 291 8.3.3. Podpowierzchniowe stopnie diagnostyczne (endopedony) 294 8.3.4. Mineralne warstwy i podłoża w glebach naturalnych 297 8.3.5. Diagnostyczne cechy gleb 298 8.4. Klasyfikacja i identyfikacja taksonomicznych jednostek glebowych 302 8.4.1. Opis wydzielonych jednostek taksonomicznych w systematyce gleb Polski 302 fotografie wybranych profili gleb Polski 359 9. Geografia gleb świata Renata Bednarek, Stefan Skiba 365 9.1. Wprowadzenie 365 9.2. Charakterystyka gleb strefowych kuli ziemskiej w ujęciu geograficzno-genetycznym 367 9.2.1. Gleby pasa polarnego 367 9.2.1.1. Gleby obszaru arktyczno-antarktycznego 367 9.2.1.2. Gleby obszaru tundrowego 369 9.2.2. Gleby pasa umiarkowanie chłodnego 373 9.2.2.1. Gleby marzłociowej strefy tajgi 373 9.2.2.2. Gleby bezmarzłociowej strefy tajgi 374 9.2.2.2.1. Gleby podstrefy tajgi północnej 375 9.2.2.2.2. Gleby podstrefy tajgi środkowej 375 9.2.2.2.3. Gleby podstrefy tajgi południowej 377 9.2.3. Gleby pasa umiarkowanie ciepłego 378 9.2.3.1. Gleby strefy wilgotnej 378 9.2.3.2. Gleby strefy przejściowej 380 9.2.3.3. Gleby strefy suchej 384 9.2.4. Gleby pasa subtropikalnego 385 9.2.4.1. Gleby strefy wilgotnej 385 9.2.4.2. Gleby strefy przejściowej 387 9.2.4.3. Gleby strefy suchej 389 9.2.5. Gleby pasa tropikalnego 392 9.2.5.1. Gleby strefy wilgotnej 392 9.2.5.2. Gleby strefy przejściowej 394 9.2.5.3. Gleby strefy suchej 397 9.3. Charakterystyka ważniejszych gleb śródstrefowych (intrazonalnych) kuli ziemskiej 398 9.3.1. Takyry 399 9.3.2. Andosole (gleby wulkaniczne) 399 9.3.3. Gleby mangrowe (namorzynowe) 401 9.3.4. Podbieły 402 9.4. Charakterystyka ważniejszych gleb niestrefowych (azonalnych) kuli ziemskiej 403 9.4.1. Plaggosole 403 9.4.2. Heilutu 403 9.4.3. Terra preta 404 9.4.4. Gleby chinampa (czinampa) 405 9.5. Gleby świata w ujęciu amerykańskiej klasyfikacji gleb 405 9.6. Gleby świata w ujęciu klasyfikacji gleb WRB (World Reference Base for Soil Resources 2007) 408 9.7. Geografia gleb Polski 411 9.7.1. Oryginalne właściwości pokrywy glebowej Polski 411 9.7.2. Główne dobrześci w geograficznym rozmieszczeniu gleb w Polsce 413 9.7.2.1. Gleby terenów nizinnych i wyżynnych 413 9.7.2.2. Gleby terenów górskich 418 9.7.2.2.1. Gleby Sudetów 419 9.7.2.2.2. Gleby Karpat 419 10. Podstawy kartografii i klasyfikacji użytkowej gleb Piotr Skłodowski, Bolesław Bieniek, Anna Bielska 430 10.1. Technologia terenowych prac gleboznawczych 432 10.2. Kartografia gleb siedlisk leśnych 439 10.3. Klasyfikacja bonitacyjna gleb 441 10.3.1. Klasyfikacja gruntów ornych 447 10.3.2. Klasyfikacja gleb użytków zielonych 451 10.3.3. Klasyfikacja gleb pod lasami 455 10.3.4. Klasyfikacja gruntów pod wodami 459 10.3.5. Klasyfikacja nieużytków 459 10.3.6. Klasyfikacja gruntów zrekultywowanych 460 10.3.7. Treść map klasyfikacyjnych (glebowo-bonitacyjnych) 462 10.3.8. Współczynniki przeliczeniowe i wskaźniki bonitacji gleb 465 10.4. Klasyfikacja glebowo-rolnicza 467 10.4.1. Kompleksy przydatności rolniczej gruntów ornych 467 10.4.2. Kompleksy trwałych użytków zielonych 474 10.4.3. Treść map glebowo-rolniczych 475 10.4.4. Aneks do mapy glebowo-rolniczej 475 10.5. Waloryzacja rolniczej przestrzeni produkcyjnej 478 10.5.1. Wycena gleb 480 10.5.2. Wycena agroklimatu 482 10.5.3. Wycena rzeźby terenu 482 10.5.4. Wycena stosunków wodnych 483 11. Zagrożenia, ochrona i rekultywacja gleb Anna Karczewska, Stanisław Baran, Mirosława Gilewska 485 11.1. Wprowadzenie 485 11.2. Główne zagrożenia i mechanizmy degradacji gleb w świetle Strategii Tematycznej Ochrony Gleb Unii Europejskiej 486 11.2.1. Erozja 486 11.2.1.1. Erozja wodna 487 11.2.1.2. Erozja wietrzna 491 11.2.2. Spadek zawartości materii naturalnej w glebach 492 11.2.3. Skażenie gleb (lokalne i rozproszone) 493 11.2.4. Zasklepianie gleb 497 11.2.5. Zagęszczanie gleb 498 11.2.6. Utrata bioróżnorodności gleb 500 11.2.7. Zasolenie gleb 501 11.2.8. Powodzie i osuwiska ziemi 502 11.3. Zagrożenie gleb degradacją na świecie 503 11.4. Zagrożenia i degradacja gleb w Polsce 504 11.4.1. Wyłączenia gleb z wykorzystywania 504 11.4.2. Erozja wodna i wietrzna w Polsce 504 11.4.3. Degradacja geomechaniczna 506 11.4.4. Degradacja hydrologiczna 510 11.4.5. Degradacja chemiczna 513 11.4.5.1. Zakwaszenie gleb 513 11.4.5.2. Zanieczyszczenie metalami ciężkimi 514 11.4.5.3. Podatność magnetyczna gleb jako wskaźnik skażenia 520 11.5. Ochrona gleb 520 11.5.1. Ochrona gleb w prawodawstwie polskim 521 11.6. Rekultywacja terenów zdegradowanych 523 11.6.1. Ogólne założenia rekultywacji 524 11.6.2. Kierunki zagospodarowania terenów zdegradowanych 524 11.6.3. Fazy rekultywacji 525 11.7. Rekultywacja i zagospodarowanie wybranych terenów zdegradowanych geomechanicznie 526 11.7.1. Zwałowiska górnictwa węgla brunatnego 526 11.7.2. Hałdy górnictwa węgla kamiennego 530 11.7.3. Kamieniołomy, piaskownie i żwirownie 532 11.7.4. Składowiska odpadów poflotacyjnych rud metali 535 11.8. Wybrane zagadnienia z zakresu rekultywacji (remediacji) gleb zdegradowanych chemicznie 537 11.8.1. Wapnowanie – metoda rekultywacji gleb zakwaszonych 537 11.8.2. Dobór strategii remediacji. Metody unieruchamiania i usuwania zanieczyszczeń 538 11.8.3. Zasady remediacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi 538 11.8.4. Znaczenie i zasady używania materii organicznej w rekultywacji 540 11.8.5. Przykłady metod dekontaminacji gleb 541 11.8.6. Metody fitoremediacji w rekultywacji gleb 543 Literatura 547 Indeks 558 Mapa: Typy gleb 572