I. Élettelen (abiotikus) környezeti tényezők

Átírás

1 Környezeti tényezők Szerkesztette: Vizkievicz András I. Élettelen (abiotikus) környezeti tényezők Talaj A földkéreg legfelső, termékeny rétege. A benne élő élőlényeket (elsősorban növényeket) látja el táplálékkal, azaz termékeny. Vastagsága változó (pár cm sziklagyepeknél, több tíz méter agyagtalajoknál). Függőleges metszete a talajszelvény, amely változó szerkezetű, összetételű. 3 szint: A: élőlényekben a leggazdagabb (humuszos szint). B: átmeneti szint, C: alapkőzet (pl. homokkő, mészkő, dolomit, stb.). Talajképződés 3 szakasza van: 1. Fizikai mállás Lényege az aprózódás. A kőzetek felszíne napsütésben jobban felmelegszik, mint a belső részek, ezért az eltérő hőtágulás miatt repedések jönnek létre. Télen ezekbe csapadék szivárog, ami megfagyva tovább szélesíti a repedéseket. 2. Kémiai mállás Lényege, hogy a csapadék hatására kémiai oldódási folyamatok indulnak be. Fő hatótényezője a víz + CO 2, fő reakciótípusa a hidrolízis. Eredménye az agyag, amely bonyolult összetételű, főleg Al, Fe, szilikátok elegye. Oldódás: CaCO 3 + H 2 CO 3 --> Ca (HCO 3 ) 1- kalcit + szénsav --> kalciumion + bikarbonátion Oxidáció: 4FeO + 2H 2 O + O 2 --> 4FeO(OH) vasoxid + víz + oxigén --> goethit Dehidratáció: 2FeO(OH) --> Fe 2 O 3 + H 2 O goethit --> hematit + víz Hidratáció: CaSO 4 + 2H 2 O --> CaSO 4 2H 2 O anhidrit + víz --> gipsz Sziallitos mállás (agyagásványosodás): 4KAlSi 3 O 8 + 4H H 2 O --> 4K 1+ + Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 + 8SiO 2 káliföldpát + hidrogénion + víz --> káliumion + kaolinit + kova Allitos mállás (lateritesedés): Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 + 2H 2 O --> 2Al(OH) 3 + 2SiO 2 H 2 O kaolinit + víz --> gibbsit + víztartalmú kova 1

2 3. Biológiai mállás Lényege, hogy az agyagon pionír élőlények (baktériumok, gombák, zuzmók, mohák) telepednek meg, lebomló szerves maradványaikból képződik a humusz. A humusz bonyolult szerves vegyületek elegye, színe fekete, kémhatása enyhén savas (humuszsavak), a keletkezés sebessége függ az éghajlattól, a meleg, csapadékos klíma növeli a képződési folyamatok sebességét. A talajképződést meghatározó tényezők: éghajlat (hőmérséklet, csapadék, szél), földtani tényezők (alapkőzet), domborzati tényezők (kitettség), biológiai tényezők (baktériumok, gombák, növények, állatok), emberi tevékenység. A talaj fizikai tulajdonságai Szemcseméret Szemcseméret alapján a talajoknak három csoportját lehet megkülönböztetni: homokos talajok (a 2-0,02 mm-es), vályogos talajok (a 0,02-0,002 mm-es), agyagos talajok (a 0,002 mm-nél kisebb). Szerkezet, kötöttség A talaj lehet laza, morzsalékos szerkezetű, amely kedvező a talajélet szempontjából, a talajszemcsék közti pórusokat levegő és víz tölti ki. o A talajlevegő CO 2 - és páratartalma nagyobb, oxigéntartalma pedig kisebb a levegőénél. o A víztartalom: a talaj pórusait tölti ki, ez a kapilláris víz, amely a növények számára felvehető. A tömött talajok kedvezőtlen talajok, magas Na + tartalom (pl. szikesek). Hőmérséklet A talajok hőmérséklete függ a színüktől és a víztartalmuktól (minél alacsonyabb a víztartalom, annál nagyobb a talaj hőingadozása). Befolyásolja az állatok függőleges irányú mozgását. 2

3 A talaj kémiai tulajdonságai 1. Talajkolloidok A talajkolloidok 0,002 mm-nél kisebb részecskék, amelyek fénymikroszkóppal már nem láthatók. Nem anyagi minőséget, hanem mérettartományt jelent. Negatív töltésűek. Szervetlen kolloidok keveréke az agyag, a szerves kolloidoké a humusz. Legfontosabb tulajdonságaik a nagy víz- és tápanyagmegkötő képesség, mivel a kolloidok nagy felülettel rendelkeznek, különféle anyagokat (kationokat, pl. Ca 2+, Mg 2+, Na +, K +, vizet, gázokat) képesek megkötni, adszorbeálni a felületükön. A talaj víztartalma a talajkolloidok mennyiségétől függ, minél több van, annál nagyobb a vízmegkötő képesség. A talajkolloidok felületükön kötik meg a vizet, rossz vízmegkötés: pl. homoktalajok, jó vízmegkötés: pl. agyagtalajok, humuszban gazdag talajok. 2. A talaj kémhatása A talajok nagy része a humuszsavak és az élettevékenység (CO 2 ) hatására savas kémhatású. A meszes, dolomitos talajok bázikusak, fenyőerdők talaja az átlagosnál savasabb a lebomló tűlevelek miatt. 3. A talaj tápanyagtartalma A növények tápanyagaikat a talajból ionok formájában veszik fel. A talaj tápanyagai egyrészt agyagkolloidokban vagy azok felületén kötve, a talajoldatban oldva (kapilláris víz), a talaj szerves anyagaiban (humuszanyagok) találhatók. A talaj tápanyagai: Kalciumion o Különösen meszes talajokban van nagy mennyiségben. o Ca 2+ -ban gazdag talaj laza (morzsás) szerkezetű. Nátriumion o Túl sok nátriumion (Na 2 CO 3 ) esetén tömör, levegőtlen, rossz vízmegkötő képességű, ún. szikes talaj jön létre. Káliumion A nitrogén nitrit-, nitrát- és ammóniumionok formájában fordul elő. A foszfor, foszfát, hidrogén-foszfát és dihidrogén-foszfát ionok formájában található meg. 3

4 Talaj hatása az élőlényekre Növényekre A tápanyagtartalom, víztartalom, a talaj kötöttsége befolyásolja a gyökérzet fejlődését. Állatokra A hőmérséklet, a talaj kötöttsége befolyásolja az állatok mozgását. Talajerózió Talajeróziónak nevezik a csapadékvíz talajpusztító tevékenységét. Hatásának elsősorban a növényzettel nem borított talajfelület van kitéve, amit a domborzati viszonyok (pl. meredek lejtők) fokoznak. A növényzet nélküli területekről a termőréteg, a humusz lemosódik, így ott már mezőgazdasági művelés vagy erdőtelepítés már nem lehetséges. Talajerózió okai: erdőirtás, helytelen földművelés, talajok kimerülése, felszíni bányászat, erdősávok hiánya. Tágabb értelemben a talajdegradáció minden olyan folyamatot jelent, amely a talaj termékenységét csökkenti, minőségét rontja, ill. a talaj teljes lepusztulásához vezet. A talajdegradáció lehetséges formái: Víz és szélerózió, szikesedés, talajsavanyodás (savas esők), talajszerkezet romlása (pl. tömörödés közlekedési hatások miatt), elmocsarasodás, kiszáradás (bányászat hatásai), biológiai leromlás (humusz kimerülése). Haiti erdőirtások nyomai az űrből 4

5 Szikesedés A szikesedés a vízben oldódó különféle sók felhalmozódása a talajban. Ezek lehetnek: Nátrium, karbonátok, kálium, magnézium, kalcium, klór, szulfát. A sók feloldódnak a talajvízben, amikor a víz elpárolog, a sók hátramaradnak (sziksó nátrium-karbonát). Elsődleges szikesedés Az elsődleges szikesedés természetes folyamat. Okai: száraz, félsivatagos éghajlat, a talaj víztartalmának erős párolgása, sóban gazdag alapkőzet, a sóban gazdag felszín alatti víz a felszínre áramlik, a talajvíz fölé, majd elpárolog, vízlefolyás olyan területekről, ahol nagy mennyiségű sót kieresztő geológiai rétegek vannak. Másodlagos szikesedés A másodlagos szikesedést helytelen emberi beavatkozások okozzák. Helytelen öntözés (sókban gazdag vízzel), a talajvízszint megemelkedése a víztározók közelében, a talaj sótartalmát a mélyebb rétegekből a víz kioldja és a felszínre szállítja. A folyószabályozás és az árvédelmi töltések megakadályozták az árvizek kiöntését, a lecsapolt területeken a párolgás következtében jelentékeny sómennyiség halmozódott fel a talajban. Túlzott műtrágyázás. A szikesedés a Földön a legszélesebb körben elterjedt talajromlási folyamat. A sók felhalmozódása korlátozza a növények vízfelvételét, a talajok kémhatását lúgos irányba tolja, rontja a talaj mikroflórájának működését, és a talaj termékenységének jelentős csökkenéséhez vezet, a talajok szerkezete tömött lesz, a talajban oxigénhiány lép fel, a talaj szerkezetének romlása miatt a talajokat a víz és a szél könnyebben erodálja. 5

6 Talajszennyezés Emberi tevékenységhez köthető folyamat, melynek során a talaj tulajdonságai kedvezőtlen irányba változnak meg. Talajszennyezés forrásai Ipari szennyezések, légköri kiülepedés, csővezetéktörés, szivárgás, szakszerűtlen tárolás, növényvédő szerek, intenzív műtrágyázás, permetezés, mérgek, közlekedés, sózás, kipufogó gázok, hulladéklerakás, háztartási szennyvíz, elhibázott folyószabályozás, helytelen vízelvezetés (szikesedés). Talajjavítás Kitermeljük a szennyezett talajt, elszállítjuk talajcsere. Megszüntetjük a szennyeződést és helyreállítjuk a területet talajtisztítás. Talajtisztítás A szennyezés teljes lebontása biológiai és kémiai kezeléssel. Kémiai kezelés: talajmosás, oldószeres kivonás, adszorpció szénen, ioncsere, vagy ezek kombinációja. Szikes talajokon meszezés, Ca 2+ szétterítés. Zöldtrágyázás. Pillangósvirágúak telepítése, majd beszántása. Komposztálás. Vetésforgó. Talajoltás. Földlabdákkal baktérium tenyészetek kihelyezése. 6

7 Kiegészítő anyag Magyarországi talajtípusok I. Zonális talajok (elsődlegesen az éghajlati viszonyok következtében kialakult talajok) 1. Erdőtalajok Barna erdei talaj lombos erdeink jellemző talajtípusa, jelentős része mezőgazdasági művelés alatt áll. Legelterjedtebb, a talajok 40 %-a ilyen. 2. Mezőségi talajok (csernozjom) A mezőségi talaj lösz- és vályogterületeink igen jó termőképességű talaja. II. Azonális talajok (kialakulásukat elsősorban az alapkőzet és a vízviszonyok befolyásolták) 1. Váztalajok, ahol az alapkőzet erősen meghatározó. Köves, sziklás váztalaj: meredek sziklaoldalakon. Futóhomok váztalaj: homokbuckás vidékeinken. 2. Öntéstalaj: élő ártereken jellemző talajtípus. Folyópartjainkon gyakori áradások, üledék lerakódások jellemzik. 7

8 3. Réti talajok Magas ártereken, feltöltött mocsarak területén, pl. folyópartjaink magasabb partrészein, időszakosan vízzel borított, magas talajvízszintű területek. 4. Láptalajok Állandó, pangó vízborítás alatt képződnek. Az állandó vízhatás következményeként a növényzet elhalása után a szerves maradványok a víz alatt levegőtlen viszonyok között bomlanak el. A bomlás ilyen esetekben tőzegesedéssel társul. 5. Szikes talajok A szikes talajok kialakulásában és tulajdonságaiban elsősorban a nátriumsók játszanak döntő szerepet. A nátriumsók mennyisége, minősége és aránya szabja meg a szikes folyamatok jellegét és ezzel együtt a szikes talaj tulajdonságait. A szikesség mértékének növekedésével párhuzamosan csökken a talajok termékenysége. A föld talaj típusai Tundratalaj (ranker): sarkköri övben, a talajképződés kezdeti stádiuma jellemző, humusz szegény, savanyú (4 ph körüli) talaj. Podzol: hideg mérsékelt (tajga) övezetben, alacsony humusz tartalmú, savanyú, szürke színű, tápanyagban szegény talaj. Sivatagi váztalaj: sivatagos és félsivatagos területeken, tápanyagban, humuszban szegény, bázikus kémhatású. Barna erdőtalaj: mérsékelt övezeti lombos erdők talaja. Jó minőségű, humuszos, gyengén vagy erősen savanyú talaj. Feketeföld (csernozjom): a száraz éghajlat sztyepp területén, közel neutrális vagy enyhén lúgos kémhatás (ph 6,5-7,5), magas humusztartalom, sötét szín, anyakőzete általában lösz. A legjobb minőségű talaj. Művelésre kiváló. Terra rossa: mediterrán mészkőfelszíneken, humusz és tápanyagszegény, vas-oxidokban gazdag, vörös színű. Laterit (vörösföld): trópusi területeken, humuszban, tápanyagokban szegény, terméketlen, magas vasoxid tartalmú, semleges vagy enyhén lúgos kémhatású. 8