THỔ NHƯỠNG VÀ SINH VẬT
1. Thổ nhưỡng
1.1. Khái niệm
Thổ nhưỡng (đất) là lớp vật chất tươi xốp ở bề mặt lục địa, được đặc trưng bởi độ phì.
Khái niệm độ phì: là khả năng cung cấp thường xuyên và liên tục cho thực vật thức ăn, nước, không khí và các điều kiện sống khác để phát triển. Có các loại độ phì:
Độ phì tự nhiên được xác định bằng trữ lượng các chất dinh dưỡng, các chế độ nước, khí và nhiệt tự nhiên của Trái đất.
Độ phì nhân tạo hay độ phì hiệu lực là độ phì do con người tạo ra bằng các biện pháp nông hoá như : làm đất (để cải tạo các tính chất nhiệt, ẩm, khí của đất), bón phân (để tăng cường các chất dinh dưỡng cần thiết). Độ phì của đất càng cao thì năng suất của thực vật càng lớn.
1.2. Thành phần của thổ nhưỡng
Lớp đất nào cũng có 2 thành phần chính: thành phần khoáng và thành phần hữu cơ.
Thành phần hữu cơ chỉ chiếm một phần nhỏ so với thành phần khoáng vật nhưng đóng vai trò rất quan trọng. Thành phần hữu cơ tồn tại chủ yếu trong tầng trên cùng của lớp đất. Tầng này có màu xám thẫm hoặc đen là màu của chất mùn. Chất mùn là nguồn cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây, là chất keo làm cho đất có cấu tượng tốt. Chất mùn có giá trị to lớn đối với đất và sản xuất nông nghiệp. Vì vậy người ta phải tìm mọi biện pháp để tăng chất hữu cơ, tạo ra chất mùn cho đất.
Thành phần khoáng chiếm phần lớn trọng lượng của đất, quyết định tính chất của các loại thổ nhưỡng. Thành phần, kích thước của các khoáng chất có trong đất phụ thuộc vào mức độ phong hoá của đá mẹ, vì thế người ta có thể biết trước được tính chất của đất khi biết đá mẹ. Thí dụ: đất hình thành trên đá granít thường có tỷ lệ cát và sét ngang nhau, có tính chất vật lý tốt. Trong đất, các hạt khoáng này thường gắn lại thành những kết hạt có kích thước khác nhau. Đất có kết hạt gọi là đất có cấu tượng. Đất có cấu tượng tốt phải có một lượng keo đất cần thiết đủ để các hạt đất gắn vào nhau một cách bền vững, có khả năng hấp thụ, dự trữ các chất dinh dưỡng, không để các chất này rửa trôi một cách quá nhanh các đặc tính quan trọng của đất. Chính vì vậy đất có cấu tượng chính là đất có độ phì cao.
Ngoài ra trong đất còn có nước và không khí.
1.3. Các nhân tố hình thành đất
Đất là vật thể tự nhiên, được hình thành do tác động đồng thời của các nhân tố sau:
- Đá mẹ:
Mọi loại đất đều được tạo thành từ những sản phẩm phá huỷ của đá gốc (nham thạch). Những sản phẩm phá huỷ đó được gọi là đá mẹ.
Đá mẹ là nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, do đó quyết định thành phần khoáng vật, thành phần cơ giới và ảnh hưởng trực tiếp tới các tính chất hoá học của đất.
- Khí hậu:
Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành đất là nhiệt độ và độ ẩm. Tác động của nhiệt và độ ẩm làm cho đá bị phá huỷ thành các sản phẩm phong hoá. Những sản phẩm này tiếp tục phong hoá thành đất.
Khí hậu còn ảnh hưởng tới sự hình thành đất một cách gián tiếp được thể hiện rõ rệt thông qua nhân tố sinh vật; các yếu tố khí hậu còn ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất giàu hay nghèo của một số khu vực về sinh vật, đến tính chất, cường độ phát triển của giới sinh vật và đến tất cả các chức năng mà sinh vật hoàn thành trong đất. Điều kiện khí hậu còn quyết định một quy luật quan trọng của địa lí thổ nhưỡng là tính địa đới, trong hoàn cảnh nào đó nhân tố khí hậu biểu hiện rất rõ, gần như quyết định hơn những nhân tố khác. Nhưng quá trình hình thành đất vẫn là kết quả tác động đồng thời của các nhân tố.
- Địa hình:
Địa hình có ảnh hưởng đến kết quả tác động của các nhân tố khác trong sự hình thành thổ nhưỡng, sự di chuyển của các chất khoáng và hữu cơ, các chế độ nhiệt, ẩm, gió, các đặc điểm của sinh vật ở các địa hình khác nhau sẽ có các điều kiện không giống nhau, do vậy quá trình hình thành đất sẽ không đồng nhất ở các dạng địa hình.
- Sinh vật:
Có vai trò chủ đạo trong việc hình thành đất, thực vật cung cấp xác vật chất hữu cơ (cành khô, lá rụng) cho đất. Rễ thực vật bám vào khe nứt của đá làm phá huỷ đá vì sinh vật phân giải chất hữu cơ, xác sinh vật và tổng hợp thành mùn đó là vật chất hữu cơ chủ yếu của đất. Động vật sống trong đất như gián, kiến, mối cũng góp phần làm thay đổi một số tính chất vật lý, hoá học của đất.
- Thời gian:
Toàn bộ các hiện tượng xảy ra trong quá trình hình thành đất như quá trình phong hoá đá, quá trình di chuyển vật chất trong đất, quá trình hình thành vật chất hữu cơ đều cần có thời gian.
Thời gian từ khi bắt đầu hình thành một loại đất đến nay gọi là tuổi của đất. Đất có độ tuổi già nhất là đất ở miền nhiệt đới và cận nhiệt đới, vì quá trình hình thành chúng không bị gián đoạn. Các loại đất trẻ nhất là đất ở miền cực và miền ôn đới chúng mới được hình thành sau thời kỳ băng hà Đệ Tứ, cách đây chưa đến 1,5 triệu năm.
- Con người:
Con người tác động đến sự hình thành đất ở hai khía cạnh là tích cực và tiêu cực. Tác động tích cực của con người đến đất đai là làm cho đất ngày càng màu mỡ hơn còn tác động tiêu cực của con người đến đất đai là làm cho đất đai bị xói mòn, bạc màu, thoái hóa.
Trong các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành đất thì nhân tố con người có ảnh hưởng rất lớn, nhất là những tác động tiêu cực của con người lại càng có ảnh hưởng nhanh chóng và mạnh mẽ hơn cả.
2. Sinh quyển
2.1. Khái niệm
Sinh quyển là một quyển của Trái đất, trong đó có toàn bộ sinh vật sinh sống.
Chiều dày của sinh quyển tuỳ thuộc vào giới hạn phân bố của sinh vật.
Giới hạn phía trên là nơi tiếp giáp tầng ôzôn của khí quyển (22 - 25 km)
Giới hạn phía dưới xuống tận đáy đại dương (sâu nhất > 11 km) ở lục địa xuống tới đáy của lớp vỏ phong hoá.
Tuy vậy, sinh vật không phân bố đều trong toàn bộ chiều dày của sinh quyển mà chỉ tập trung vào nơi có thực vật mọc, dày khoảng vài chục mét ở phía trên và dưới bề mặt Trái đất.
2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố của sinh vật
- Khí hậu:
Khí hậu: ảnh hưởng trực tiếp sự phát triển và phân bố sinh vật chủ yếu thông qua các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm không khí, nước và ánh sáng.
Nhiệt độ: mỗi loài sinh vật thích nghi với một giới hạn nhiệt nhất định. Các loài ưa nhiệt thường phân bố ở các vùng nhiệt đới và xích đạo. Trái lại, các loài chịu lạnh chỉ phân bố ở các vĩ độ cao và các vùng núi cao. Nơi có nhiệt độ thích hợp, sinh vật sẽ phát triển nhanh và thuận lợi hơn.
Nước và độ ẩm không khí: những nơi có điều kiện nhiệt, nước và ẩm thuận lợi như vùng xích đạo, nhiệt đới ẩm, cận nhiệt gió mùa, ôn đới ẩm sẽ có nhiều loài sinh vật sinh sống. Còn ở hoang mạc, khí hậu rất khô nóng có ít loài sinh vật cư trú tại đó.
Ánh sáng quyết định quá trình quang hợp của cây xanh. Những cây ưa sáng thường sống và phát triển tốt ở nơi có đầy đủ ánh sáng. Những cây chịu bóng thường sống dưới tán lá của cây khác.
- Đất:
Các đặc tính lý, hoá học và độ phì của đất ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố của thực vật.
Đất đỏ vàng ở khu vực nhiệt đới ẩm và xích đạo thường có tầng dày, độ ẩm và tính chất vật lí tốt nên có rất nhiều loài thực vật sinh trưởng và phát triển.
Đất ngập mặn ở các bãi triều ven biển nhiệt đới có các loài cây ưa mặn như: sú, vẹt, đước, mắm.... Vì thế rừng ngập mặn chỉ phát triển và phân bố ở các bãi triều ven biển.
- Địa hình:
Độ cao, hướng sườn, độ dốc của địa hình ảnh hưởng đến sự phân bố của sinh vật ở vùng núi: nhiệt độ, độ ẩm không khí thay đổi theo độ cao của địa hình, dẫn đến hình thành các vành đai sinh vật khác nhau, do đó ảnh hưởng đến độ cao bắt đầu và kết thúc của các vành đai sinh vật.
- Sinh vật:
Thức ăn là nhân tố sinh học quyết định đối với sự phát triển và phân bố của động vật.
Động vật có quan hệ với thực vật về nơi cư trú và nguồn thức ăn. Nhiều loại động vật ăn thực vật lại là thức ăn của động vật ăn thịt. Vì vậy, các loài động vật ăn thực vật và động vật ăn thịt phải cùng sống trong một môi trường sinh thái nhất định. Do đó thực vật có ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố của động vật. Nơi nào thực vật phong phú thì động vật cũng phong phú và ngược lại.
- Con người:
Con người có ảnh hưởng lớn đến sự phân bố sinh vật. Điều này thể hiện rõ nhất trong việc làm thay đổi phạm vi phân bố nhiều loại cây trồng và vật nuôi.
3. Sự phân bố của sinh vật và đất trên trái đất
Trong tự nhiên, trên cùng một diện tích có tính đồng nhất nhất định, các loài thực vật thường sống chung với nhau. Toàn bộ các loài thực vật khác nhau của một vùng rộng lớn được gọi chung là thảm thực vật.
Sự phân bố của các thảm thực vật trên thế giới phụ thuộc nhiều vào khí hậu (chủ yếu là chế độ nhiệt, ẩm), chế độ nhiệt lại thay đổi theo vĩ độ và độ cao do đó các thảm thực vật cũng thay đổi theo vĩ độ và độ cao địa hình. Đất chịu tác động mạnh mẽ của khí hậu và sinh vật nên sự phân bố đất trên lục địa cũng tuân theo quy luật này.
3.1. Sự phân bố sinh vật và đất theo vĩ độ
Sự phân bố sinh vật và đất trong tự nhiên chịu ảnh hưởng chủ yếu của điều kiện khí hậu. Vì thế, tương ứng với các kiểu khí hậu sẽ có các kiểu thảm thực vật và nhóm đất chính sau đây:
3.1.1. Đới lạnh (nằm trong khoảng từ hai vòng cực đến cực)
3.1.1.1. Kiểu khí hậu chính là cận cực lục địa
Đây là kiểu khí hậu vô cùng khắc nghiệt. Mùa đông rất dài, hiếm khi thấy Mặt trời và thường có bão tuyết dữ dội kèm theo cái lạnh cắt da. Nhiệt độ trung bình luôn dưới -10oC, thậm chí xuống đến – 50oC.
Mùa hạ thật sự chỉ dài 2 - 3 tháng. Mặt trời di chuyển suốt ngày đêm ở đường chân trời, có nơi đến sáu tháng liền. Trong thời gian này, nhiệt độ có tăng lên nhưng ít khi vượt quá 10oC.
Lượng mưa trung bình hàng năm rất thấp (dưới 500 mm) và chủ yếu ở dạng tuyết rơi (trừ mùa hạ). Đất đóng băng quanh năm, chỉ tan một lớp mỏng trên mặt khi mùa hạ đến.
3.1.1.2. Kiểu thảm thực vật chính là đài nguyên
Ở vùng đài nguyên phương bắc, khí hậu lạnh quanh năm, thực vật chỉ phát triển được vào mùa hạ ngắn ngủi, trong những thung lũng kín gió. Cây cối còi cọc, thấp, lùn mọc xen lẫn với rêu, địa y…
Nhóm đất chính là đài nguyên
3.1.2. Đới ôn hoà (khoảng từ chí tuyến đến hai vòng cực ở hai bán cầu)
Có các kiểu khí hậu chính:
3.1.2.1.Kiểu khí hậu ôn đới lục địa
Lượng mưa ít, thường không quá 1000 mm. Mưa tập trung vào mùa hạ. Mùa đông lạnh và tuyết rơi nhiều, mùa hạ nóng.
Thảm thực vật chủ yếu là rừng lá kim.
Nhóm đất chính là đất pôtdôn.
3.1.2.2.Kiểu khí hậu ôn đới hải dương
Mưa nhiều và mưa quanh năm. Mùa hạ mát mẻ, mùa đông không lạnh lắm.
Thảm thực vật chủ yếu là rừng lá rộng và rừng hỗn hợp.
Nhóm đất chính là đất nâu và xám.
3.1.2.3. Kiểu khí hậu cận nhiệt Địa Trung Hải
Nhìn chung mưa ít, mưa tập trung vào mùa thu và đông. Mùa đông không lạnh, mùa hạ nóng khô.
Thảm thực vật chủ yếu là rừng và cây bụi lá cứng cận nhiệt.
Nhóm đất chính là đất đỏ vàng.
3.1.3. Đới nóng
3.1.3.1. Kiểu khí hậu xích đạo ẩm (từ 5oB đến 5oN)
Khí hậu nóng và ẩm quanh năm. Biên độ dao động nhiệt trong năm rất nhỏ khoảng 3oC. Lượng mưa trung bình năm lớn, dao động từ 1500 - 2500 mm, mưa quanh năm, càng gần xích đạo mưa càng nhiều.
Thảm thực vật chính là rừng rậm xanh quanh năm. Trong rừng cây mọc thành nhiều tầng từ mặt đất lên đến độ cao 40 - 50m.
Nhóm đất chính là đỏ vàng (Fe-ra-lít).
3.1.3.2. Kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa (điển hình là ở Đông Nam Á và Nam Á)
Khí hậu nhiệt đới gió mùa có hai đặc điểm cơ bản: nhiệt độ, lượng mưa thay đổi theo mùa gió và thời tiết diễn biến thất thường.
Thảm thực vật chủ yếu là rừng nhiệt đới ẩm.
Nhóm đất chính là đất đỏ vàng.
3.1.3.3. Kiểu khí hậu nhiệt đới
Khí hậu nhiệt đới được đặc trưng bởi nhiệt độ cao quanh năm. Tuy nóng quanh năm nhưng vẫn có sự thay đổi theo mùa. Thời kì nhiệt độ tăng cao là thời gian Mặt trời đi qua thiên đỉnh. Lượng mưa trung bình từ 500 - 1500 mm, chủ yếu tập trung vào mùa mưa. Càng gần chí tuyến lượng mưa càng giảm.
Thảm thực vật chủ yếu là đồng cỏ cao nhiệt đới (xa-van).
Nhóm đất chính là đất có màu đỏ vàng.
3.2. Sự phân bố sinh vật và đất theo độ cao
Hình 1.17 Các vành đai thực vật và đất ở sườn tây dãy Cap-ca
Ơ vùng núi, càng lên cao, nhiệt độ và áp suất không khí càng giảm, còn độ ẩm không khí lại tăng lên đến một độ cao nào đó rồi mới giảm. Chính sự khác nhau về nhiệt và ẩm này đã tạo nên sự thay đổi của thực vật và đất theo độ cao.
(ST)
