Talajföldrajz
• A földfelszíni folyamatok a külső és belső erők hatására a különböző földtörténeti korokban különbözőképpen játszódtak le. A mai arculat kialakításában jelentős szerepet játszottak a jégkorszakok (glaciálisok) és a jelenkor (holocén folyamatai). • A klíma, a talaj és a rajta kialakult élővilág a a földrajzi zónáknak megfelelően rendeződött el, s csak bizonyos helyi tényezők (domborzat, kőzettípus stb.) változtathatják meg a zóna hatásokat. • A talajföldrajz és biogeográfia előadás ezt a három tényezőt kölcsönhatásában vizsgálja a tájban. A továbbiakban néhány talajföldrajzi és biogeográfiai fogalmat mutatok be s utána tárgyaljuk a zónákat.
Trópusi csapadékos klímák Száraz klímák
Humid mezotermikus klímák
trópusi nedves esőerdő (Af,Am) trópusi nedves és száraz szavanna (Aw) szemiarid vagy sztepp (BS) trópusi és szubtrópusi sztepp (BSh) száraz vagy sivatagi (BW) sivatagi (BWh) száraz nyár, szubtrópusi mediterrán (Cs) nedves szubtrópusi meleg nyár (Ca) óceáni hűvős nyár (Cb,Cc)
Humid mikrotermikus klímák
nedves kontinentális meleg nyár (Da) nedves kontinentális hideg nyár (Db) szubartikus(Dc,Dd)
Poláris klímák
tundra (ET) jég (EF)
Differenciálatlan magasföldi klímák
7. ábra. A Föld Klímaövei. Módosított és egyszerűsített KÖPPEN rendszer (G.T. Trewartha után, 1980)
Poláris és szubpoláris zóna
Száraz közepes szélességek
jégsivatagok tundra és fagytörmelékes zóna
sivatagok és félsivatagok füves sztyeppék
Trópusi és szubtrópusi száraz területek Boreális zóna Nedves közepes szélességek
sivatagok és félsivatagok tüskés szavannák tüskés sztyeppék (átmenet a mediterrán felé)
Az ökozónák kiterjedése
Télen nedves szubtrópusok Nyáron nedves szubtrópusok száraz szavannák nedves szavannák
Mindig nedves szubtrópusok Mindig nedves trópusok
tundra
csernozjom, csernozjom szerű
podzol
gesztenyebarna talaj
barna erdei talaj
sivatag
vörös és sárga talaj
hegyi talajok
laterit
A Föld felszín talaj zónái
• A talaj minden terület hasznosíthatóságának alapfeltétele, az anyagi kultúrák hordozója, olyan létfontosságú objektum, amely a földrajzi alapismeretek fontos része. • A földrajz tudományterületén belül a természeti földrajz tárgykörébe tartozó talajföldrajz a talajok földrajzi elterjedésére vonatkozó ismereteket foglalja magába. • A talaj fogalmához szorosan hozzátartozik a genetikai talajszelvény ismerete és a talajképző faktorok értelmezése.
• Az ismert talajféleségek nem homogén összetételűek - s mint az a talaj definíciójából kitűnik - szín, kötöttség és kőzettartalom alapján is különbözőek az egyes talajszintek. Ezek a talajszintek (horizontok), amelyek külsőleg is jól elkülöníthetők egymástól, adják a talaj morfológiai tulajdonságát. A talajszintek természetes sorrendjét a felszíntől a mállást szenvedett alapkőzetig talajszelvénynek vagy talajprofilnak nevezzük. • Hazánkban az erdőtalajoknál három fő genetikai horizontot (A, B, C) különböztetnek meg a kutatók, s a fejlett talajoknál a fő horizontok további alhorizontokra tagolhatók, sajátos esetekben pedig a negyedik (D) szint is meghatározható
A FAO-UNESCO világ-talajtérképén sok megnevezést az amerikaiból vettek át. Ez a talajosztályozási rendszer jobb, mint az amerikai, mivel az amerikai osztályozás szempontjait egyesíti a klímagenetikus csoportosítással. A fontosabb talajegységek a FAO-UNESCO térképeken: -regosol és glejsol: gyengén fejlett, szelvény nélküli talajok, pl. tundraglejtalajok, -podzol: podzolos , B szinttel rendelkező talajok, pl. típusos podzol, -luvisol: agyagbemosódásos szintjük van vas- és alumínimumfeldúsulással, pl. barna erdőtalajok, -cambisol: világos mull- vagy moderszinttel rendelkező talajok, pl. rankertalajok, -csernozjom: szerves anyagban gazdag sztyepptalaj, -kastanozjom: gesztenyebarna sztyepptalaj-változat, -xerosol: száraz területek gyengén fejlett talaja, -vertisol: magas agyagtartalmú, gyengén fejlett talajok, pl regurtalaj, -yermosol: száraz területek talajai, pl. yerma, a sivatagi homoktalaj, -andosol: gyengén fejlett talaj, jelentős felhalmozódási szint nélkül, pl. a vulkáni talajok, -acrisol: vörös színű, agyagbemosódásos szubtrópusi talajok, -ferralsol: vörös trópusi talajok, pl. trópusi lateritek, -histosol: tagolatlan láptalajok, pl. kotus láptalaj.
0 szint: 01 szint: 02 szint: A szint: Mollic A szint:
a felhalmozódó szerves anyagok szintje ha a növényi részek még felismerhetők ha a növényi részek már nem ismerhetők fel a humifikálódott szerves anyag szintje, ami már keveredik az ásványi alkotókkal általában füves vegetáció alatt jön létre, sötét színű, legalább 1%-os szervesanyag-tartalommal, bázistelítettsége: 50% felett van Umbric A szint: erdők alatt, sötét színű, bázistelítettsége 50% alatt van Ochric A szint: világos színű, alacsony szervesanyag-tartalmú, szemiarid növényzettel, általában fiatal talajoknál E szint: a 0 vagy az A szint alatt található, kilúgozódás miatt kevés szervesanyag- és szeszkvioxid(másfélszeres oxidok) tartalommal, kevés agyagos alkotóval, színe világos, a primer ásványi alkotók felhalmozódása jellemzi (A2 vagy Albic szintként is ismert) B szint: az eredeti ásványos összetétel nem ismerhető fel Argillic B szint: a szilikátagyag-tartalom magasabb, mint az A és E szintben. Az agyagásványok részben az A szintből áthalmozódtak a B szintbe, de a B szintben helyben is keletkezhettek, a szelvényben az ásványi szemcséket burkoló kolloidális agyagfilmek jól felismerhetők Natric B szint: oszlopos vagy prizmás szerkezetű szint, több mint 15% kicserélhető Na+-ion-tartalommal Spodic B szint: az E szint alatt található, a szerves anyagok és a a szeszkvioxidok felhalmozódási szintje Oxic B szint: az intenzív mállás szintje, ahol vas- és alumínium-hidroxidok nagy mennyiségben halmozódtak fel, a kvarc kivételével kevés a primer szilikát Cambic B szint:vörös színű, a primer ásványok szekunder ásványokká alakulásának szintje (a klasszikus B szint ez), a maximális oxidáció szintje K szint: karbonáttal átkeveredett szint, morfológiáját a karbonáttartalom határozza meg (a szint térfogatának 50%-át karbonát képezi) C szint: az alapkőzet mállásszintje, ahol oxidatív folyamatok is lejátszódhatnak, de bizonyos oldható sók és karbonátok is felhalmozódhatnak R szint: a szilárd, nem mállott alapkőzet szintje
A nemzetközileg elfogadott,s a Föld talajtérképén alkalmazott jelrendszer
INPUT szoláris energia csapadék
légköri gázok légköri szennyező anyagok
talajerózió
szén-dioxid növényzetből szerves anyagok
oxigén (gyökérlégzés során)
kapilláris víz tápanyagok
OUTPUT anyag, energia
talajvíz
elszívárgási veszteség
bevétel kiadás
9. ábra. A talaj és környezetének kapcsolata
Savanyú 4,5
5
Semleges 5,5
6
6,5
Lúgos 7
7,5
8
rozs, zab
kukorica, burgonya csillagfürt(édes)
búza, zab, takarmány répa
Repce retek,lucerna, cukorrépa
keserű csillagfürt lóhere, baltacim takarmány rozs, napraforgó
kosárfűz, silókukorica, len
tarlórépa
mák, dohány, szőlő
komló, káposzta
perje
kender krizantémum, gyöngyvirág
szegfű, rózsa, bükköny
begónia
ciklámen, primula, páfrányok
rododendon
azalea, hortenzia, hanga
káposztafélék
saláta, spenot, spárga
hagyma, zeller
petrezselyem
uborka, rebarbara paradicsom gyümölcsfák
bogyós gyümölcsű cserjék
A mezőgazdasági és kerti növények számára kedvező pH tartományok
Savas
Lúgos
Nitrogén Foszfor Kálium Kalcium Magnézium Kén Vas Mangán Bór Réz és cink Molibdén 4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10 pH
sarki sivatagok
mm 3000
tundra
tajgazóna
2400 1800 1200 600 0
0
szavanna
szavanna
sztyepp
trópusi erdő félsivatag sivatag
C 25 20 15 10 5 0
mállatlan kőzet
kismértékű kémiai átalakulás
Illit-montmorillonit
kaolinit
Al2O3
Fe2O3 + Al2O3
6. ábra. Különböző földrajzi zónák kőzetmállásának intenzítása (Strahov nyomán)
Klimazóna (Köppen szerint)
Hőösszeg
Nedvesség
Természetes vegetáció
Talajképződési folyamat jellege lejtőn
Talajképződési folyamat jellege síkságon
Poláris öv (EF)
Igen alacsony, tartós fagy
Nagyon kevés, epizodikus olvadás
Hiányzik, vagy foltokban
Tipikus talajképződési folyamat nincs, tartós fagy és jégborítás, kis intenzítású fizikai mállás
Szubpoláris öv (EF-ET)
Alacsony, többnyire tartós fagy
Kevés, rövid nyári olvadás
Kevés növény, többnyire csenevész, törpe formáció
Csekély valódi talajképződési tendencia, szoliflukció és kősávok
Szétfagyásos talajok, pl. poligonok, kőgyűrűk (talajszerű formák)
Tundra öv (ET)
Alacsony
Mérsékelt, nyári olvadás, erősen átnedvesedett talajok
Mohás, bokros és erdős tundra
Tundratalajok, szolifukció
Tundraláptalajok, tundraglejtalajok és podzolos láptalajok
Magasabb földrajzi szélesség, nedves öv (Df-Cfb)
Mérsékelten meleg
Bőséges, csapadék csaknem egész évben
Tűlevelű és lombos erdő
Podzolosodás(kelátosodási folyamat), agyagvándorlás
Glejpodzolosodás, félláptalajok
Magasabb földrajzi szélesség, száraz öv (D-BSK)
Mérsékelten meleg
Mérsékelt, több nyári csapadék
Sztyepp
Csernozjomosodás
Réti talajképződés
Passzátöv (BSh-VWh)
Magas
Kevés, csak periodikus vagy epizodikus csapadék
Perem- és félsivatagi növényzet, vagy vegetáció nélkül
Karbonátosodás, vagy hiányzik a talajképződés
szoloncsákosodásT
Szavannaöv (Aw)
Nagyon magas
Mérsékelt, hosszú csapadékos időszak
Szavanna és fás szavanna
Tírsesedés
Tirsesedés (vertisoltalajképződés)
Örökzöld trópusi esőerdők öve (Af-Am)
Egyenletesen magas az egész év folyamán
Egész évben egyenletesen nagyon magas
Örökzöld trópusi esőerdők
Deszilikátosodás (laterítesedés)
Trópusi láp- és podzoltalajok képződése
A talajképző tényezők és folyamatok a nagy klímazónákban
A tundra területek talajai • A poláris és szubpoláris területeken a veszteséges hőgazdálkodás szabja meg a felszíni, így a talajszférában lejátszódó folyamatokat is. A Föld felszinének leghidegebb területeit foglalják magukba. A Nap járása miatt itt hiányzik a meleg évszak. • A sarkkörökön ugyan a nyári napfordulókor 24 óra a besugárzás, a téli napfordulóig viszont ez az időtartam nullára csökken. A sarkokon fél évig nappal, fél évig éjszaka van. A besugárzási időszakban is nagyon kicsi a hőbevétel, mivel alacsony a napsugarak beesési szöge. A sarkoktól a sarkkörökig kissé nő a hőbevétel. A terület déli határát a legmelegebb hónap l0oC-os közép-hőmérsékletével lehet kijelölni
• A tundra összefüggő zónát képez a kontinensek legészakibb részein az északi pólus körül cirkumpoláris övként. Oroszország területének 14,7 %-át teszi ki. Észak-Amerikában is hatalmas területeket foglal el Kanada északi részén. • Klimájára jellemző, hogy a nyár igen rövid és hideg. Ahol a legmelegebb hónap közép-hőmérséklete fagypont körül van, a terület már a sarki hideg sivatagok közé sorolható. • A hőmérséklet mellett a növények fejlődésére döntő hatással van a vegetációs periódus tartama. A déli tundrában juniustól szeptemberig 3-3,5 hónap, a tundra területek nagyobb részén 2,0-2,5 hónap a vegetációs időszak.
• A másik jellemzője a tundra klímának a kevés csapadék, évi mennyisége ritkán haladja meg a 300 mm-t, de gyakran csak 150-200 mm. A hóborítás vastagsága 10-50 cm, s ez nem szolgálja a növényzet védelmét a hideg ellen. • Fontos sajátosság itt a tundrán a napsugárzás tartóssága amit borultság alig zavar meg. Ez azt jelenti, hogy a fotoszintézis folyamatosan megy végbe (a hőmérséklet amplitúdója kicsi). Ez lehetővé teszi azt, hogy a növények megfelelő mennyiségű anyagot raktározzanak el
• A szubpoláris klímaterületen a felszín rövid időszakra felenged, a talajszerű alkotók a málláskéregben átrendeződének, fagymintás talajok jönnek létre. • A felszínközelben időszakosan felengedő és megfagyó aktív rétegben (moliszol) konvekciós áramlások alakulnak ki. Egyik lehetséges magyarázat szerint, amikor a felszin felmelegszik, a felolvadó víz hőmérséklete eléri a 4oC - t, az lesüllyed a málláskéreg aljára, mivel a víz sűrűsége ezen a hőmérsékleten a legnagyobb. Ekkor a málláskéreg alján lévő 0oC - os víz felemelkedik, s magával hozza a talaj finom alkotóit is. A felszínen a viz szétterül, felmelegszik, majd újból leszáll a felolvadási mélységbe. • Ez a jelenség egy henger palástján lesüllyedő 4oC-os vízzel és a henger középpontjában felemelkedő 0oC-os vízmozgással képzelhető el. A folyamat mindaddig tart, amig a felszín felmelegedése (2-3 hónap) tart.
• A hengerek általában egymáshoz szorulva sokszögű hasábokká, poligonokká alakulnak. Ezt az átalakulást elősegíti a csonttá fagyott talajokon a fagynyomás hatására létrejött sokszögű repedések megjelenése is. • A talajszerű alkotók a moliszolban osztályozódnak, középen a finomabb, a peremek felé a durvább alkotók helyezkednek el. Ez az anyagmozgás gyűrűs és kőzethálózatos talajszerű formákat hoz létre. Anyaguk szerint lehetnek kő-, kavics-, iszap- és agyag fagymintás talajok. • A lejtőkön a szoliflukció következtében ezek az anyagok agyagos alapon girlandos formába, köves térszinen kőzetbarázdákba rendeződnek.
A
C
D
B A : kőzetgyűrűs B : kőzethálózatos C : girlandos D : kőzetsávos
23. ábra. A poláris területek talajszerű formái (Schaefer nyomán)
Kőzetgyűrűs tundra
Kőzethalmos fagytörmelékes tundra
Mohos tundra
• A tundra területeken szerves anyagok felhalmozódása lehetővé teszi valódi talajok kialakulását, bár a növényborítás még szegényes. Tartósan fagyott az altalaj, ezért impermeabilis. Az 1-2 dm mélységű talajszelvény teljesen elvizesedett, gyakori a szoliflukció, krioturbáció, permafrost stb. • A talajszelvényben könnyen migráló vas található, a növényzet magas alumínium tartalma miatt az egész talajöv gazdag alumíniumban, ugyanakkor szegény egyéb ásványi sókban. Az erős átnedvesedés, illetve az annak megfelelő oxigénhiány következtében a tundratalajok reduktív képessége nagy, legáltalánosabb talajképződési folyamat a glejesedés. A tundratalajok savanyúak (pH 4 körül), ami összefügg a tundranövényzet savanyú jellegével.
A0
posztmortális szerves hulladék szintje
A1
humuszos eluviális szint
A2
fakó, tényleges kilúgozási (eluviális) szint
B
kávébarna illuviális (felhalmozási) szint 50 homokos, kavicsos, glaciális üledék mint alapkőzet glejfoltokkal
C
100
állandóan fagyott altalaj
150 cm
24. ábra. A glejes tundratalaj szelvénye
A tundra területek talaj típusai: - a cserjés tundrában a tipusos glejes tundra talajok (glejsolok) találhatók, amelyeknél a szelvény A szintjét tőzegtartalmú szerves maradványok képezik, humusztartalma 2-3%, vastagsága 5-10 cm. Alatta a B szint 20-30 cm vastagságú, glejkarakterű, gyakoriak benne a kékes-szürke redukciós vas vegyületeinek foltjai. A glejesedés foka az állandóan fagyott C szintig csökken. - a déli tundrában a tőzeges-glejes tundra talajok (histosolok) válnak általánossá, mintegy 10 cm-es tőzeg felhalmozódással. Alatta még az A szintben egy okker színű, majd a szürkés színű glej horizont (B szint) következik.
- a folyók öntésterületein találhatók a réti-jellegű tundra talajok, melyeknek a szelvénye 25-30 cm mélységű. Az A szintben magas, 10%-os a szervesanyag-tartalom, kémhatásuk neutrális körüli. - az erdős tundrán a podzolos-glejes tundratalajok (regosolok) a zonálisak. Törpe podzoloknak (nano-podzol) is nevezik, mert szelvényük sekély. A tőzeges szervesanyagborítás alatt néhány cm vastagságú kilúgozási szint található, ami az 5-6 cm vastag mélybarna akkumulációs B szintbe megy át. Alsó részén a glejes C szint helyezkedik el.
Boreális területek talajai • A boreális tűlevelű erdők alkotják a legnagyobb összefüggő növényzónát az eurázsiai és amerikai kontinensen. A sarkkör mentén mintegy 7000 km, a 60° szélességi körnél 800 km hosszan, Észak-Amerikában 500 km hosszan, 100-1200 km széles sávban húzódnak a tűlevelű erdők. • A Föld felszín kitermelt famennyiségének 80 % tűlevelű fajokból származik, ennek 70 %-át boreális zóna adja.
• Ott ahol a nyár rövidül a tél időtartama növekszik, a lomblevelű erdőket tűlevelű erdők váltják fel. Ha a 10°C napi középhőmérséklet feletti napok száma kevesebb, mint évi 120 nap és a hideg évszak tartama 6 hónapnál nagyobb a zonális tűlevelű erdők kialakulásának van lehetősége. • Északi határa ott jelölhető ki, ahol a hideg évszak 8 hónapnál tovább tart. A klíma a boreális tartományban sem egységes, két jól elkülöníthető területe van: az egyik hideg-óceáni klíma terület, a másik a hidegkontinentális terület.
• Az eurázsiai hideg-óceáni klímaváltozat Skandináviától Nyugat-Szibérián át a Jenyiszej folyóig húzódik. Itt a csapadék évi mennyisége 4-500 mm között van, télen vastag hótakaró borítja, ami az atlantikus légtömegekből származik. • Nyugatról kelet felé haladva a havi középhőmérsékletek jelentősen csökkennek a téli hónapokban. A Skandináv félszigeten még -7 és -10°C a téli hónapok középhőmérséklete, a Jenyiszej folyónál ez az érték már - 30°C. • A hideg kontinentális klíma területeken a Jenyiszej folyótól a Csendes-óceánig már nemcsak a klímában mutatkoznak jelentős különbségek, hanem a relief és a vegetáció vonatkozásában is.
• A legjellemzőbb klíma sajátosság az igen nagy, szélső esetekben közel 100°C körüli hőmérsékleti amplitúdó. A nyári hónapok forró napjain néha 30-38°C-ra emelkedik a hőmérséklet, télen helyenként -60°C alá is süllyedhet a levegő hőmérséklete, de középértékben gyakori a -50°C. • A csapadék évi mennyisége 150-400 mm között van, ami a félsivatagi ill. sivatagi területek csapadék mennyiségének felel meg. Bár a csapadék alapján száraz területnek számít, az altalaj tartós megfagyása miatt a kevés csapadék a vékony talajrétegben marad, s így a növények vízigényét kielégíti.
• A talajfejlődésben jelentős szerepet játszik a növényzet, melynek fejlődését a klíma határozza meg. A vegetációs időszak északról dél felé haladva nő. A hosszú nappalos feltételek mellett a nyári hónapokban megnövekszik a biomassza produkció. A hektáronként 5,5 tonna évi szerves anyag produkcióból 3 tonna a fásszárú növényzetre jut. • Mivel a fagyott altalaj nem teszi lehetővé a felszinközelben felengedő víz mélyebb részekbe történő beszivárgását, a talajok erősen átnedvesedettek. A túlzott nedvesség következményeként a talajfejlődési folyamatokat a kilúgozás (kimosódás) jellemzi. Az erős kilúgozódás hatására alakulnak ki a zónára jellemző fakó színű podzol talajok (az elnevezés orosz eredetű, hamuszínűt jelent).
• Érett (3 szintű) talajok alakulnak ki nagymennyiségű és kedvezőtlen tulajdonságú humuszszal (fulvósavak). A talajban podzolosodás (agyagásvány szétesés) és kelátosodás (kelátképzés) megy végbe. (A kelátok olyan gyűrűs vegyületek, amelyekben a gyűrűt alkotó atomok egyike hidrogén vagy fématom.) • A talajképződési folyamatok intenzitása a tundrához viszonyítva megnövekedik. Alacsony pH mellett (a felsőszint pH-ja 4-5) először a szelvényben a könnyen migráló mésztartalmú anyagok vándorolnak lefelé, majd az agyagásványok átalakulása és áthelyeződése is végbemegy. A szerves anyagból létrejövő nitrogénszegény fulvósavak szabad H+-je oldja az alkáli földek kationjait, s velük kelátokat képez. Egyidejűleg az alumínium és vas ionok a szerves savak vegyértékein megkötődnek.
• A kelátok molekuláris formában vízben oldódnak, s az alkáliföldfémek kationjainak kilúgozódása után savas közegben vándorolnak lefelé a dinamikus egyensúly beálltáig. Ez a folyamat a tulajdonképpeni podzolosodás, ami az agyagásványok teljes széteséséhez vezet. A huminanyagok és a vaskötések eltávozása után a felső A szint fehéres szürke lesz, mivel csak a nem migráló kovasav marad vissza. •
A podzolosodás során a típusos podzol talaj A szintjében a primér és szekundér agyagásványok szétesnek. A B szint felső részén az oldott kelátok, a sötétbarna szerves és szervetlen alkotók halmozódnak fel, ami alatt egy vörösbarna elszíneződésű vas és alumínium kicsapódási szint található, ami tulajdonképpen a borsóvas (Ortstein) kéreg kialakulásához vezet. Ez a kéreg a mechanikai behatásokkal szemben igen ellenálló. A B szint alatt a mállatlan alapkőzet C szintje következik.
A0
növényi maradványok (nyershumusz) szintje
A1
humuszos kilúgozási szint
A2
fakó. fehérszürke kvarcmaradványos kilúgozási szint
B1
humuszgazdag akkumulációs szint 50 vas- és aluminium oxid-feldúsulás (vaskéreg, Orstein keletkezési helye)
100 C
glaciális homok mint alapkőzet
150 cm
25. ábra. A podzoltalaj szelvénye
Podzol talaj szelvénye
Podzol talaj futóhomokon
Podzol szelvény kialakulása a Frank Albban
• Ha az oldható szerves, valamint ásványi anyagok igen savas közegben helyeződnek át, az intrazonális szology talajok alakulhatnak ki. • A szology talajok létrejöttének feltétele az, hogy a talajkolloidok adszorbeáló felületén Na kötődjön meg (ez klímaváltozás eredménye is lehet, amikoris a talaj időszakosan túlságosan átnedvesedik). A Na-ionok helyébe később H-ionok lépnek be, ami fokozatosan elsavanyítja az eredetileg lúgos kémhatást. • Az A szintben az ásványi rész különválik a szerves-anyagtól és a további szétesés következtében kolloidális (amorf) kovasav halmozódik fel. Néhány szerző a kovasav feldúsulását a diatóma moszatok tevékenységével hozza kapcsolatba. A szology talajok (amelyeket korábban a fehéres kovasav kiválások miatt sztyepp fehér földnek is neveztek) Kanadában, Szibériában fordulnak elő.
• Intrazonális talajok a tajgaövezetben a láptalajok (histosolok). Közülük is elsősorban a tőzegmohalápok gyakoriak. A láptalajok kialakulása itt is az állandóan vagy időszakosan vízzel borított területekhez kötött. • A tőzegmohalápokon (dagadólápok) az uralkodó növényfajok a Sphagnum (tőzegmoha), Polytrichum (szőrmoha). Hatalmas mohapárnájuk nagy mennyiségű vizet képes felvenni, ezért a felszínük gyakran óraüvegszerűen kidomborodik, rajtuk hanga-félék (Erica) is megtelepszenek, de gyakran fenyők borítják. • Általában a síkláp növényekkel együtt alkotják a vizenyős területek növényzetét. Ásványi anyaga allogén eredetű. A kialakult szelvény bázisokban és felvehető nitrogénben szegény. A szerves-anyag vörösesbarna színű, igen savanyú (a növényzet acidophil). A lápi növényzet vastag tőzegrétegben halmozódik, mert az alacsony hőmérséklet miatt nagyon lassú a mineralizáció.
Rétláp talaj szelvénye
szology
humusz % 0
2
4
6
CO3 % 5
10
Na % 10 20
50
kvarc % 60 70
A 20 B
40 60 80
C
100 cm
26. ábra. A fontosabb komponensek eloszlása a szologyszelvényekben
80
Nyáron zöld lombhullató erdők talajai • A lombhullató erdőségek az észak-amerikai kontinensen, Európában és Kelet-Ázsiában terjedtek el. Az elterjedés feltétele a meleg-nedves, 4-6 hónapos vegetációs időszak, enyhe téllel. Európa Csendesóceáni partvidékén hűvös-hosszú nyár és enyhe tél váltakozik, a leghidegebb hónap középhőmérséklete 2°C. • Közép-Európában a szubóceánikus szárazföldi klíma uralkodik, mérsékelten meleg nyárral és hideg téllel. A napi hőmérsékleti amplitúdó már 15-20°C. A középeurópaihoz hasonló a klíma a kelet-ázsiai és északamerikai lombhullató erdőségek területén. A nyári felmelegedés azonban mindkét területen erősebb, mint Európában. A csapadék mennyisége a közép-európai 5600 mm-rel szemben elérheti az 1000 mm-t is.
• A szürke erdőtalajokon (elegyes erdők, erdős sztyepp) az Ao és A1 szint már nagy mennyiségű szerves anyagot (alomtakaró révén) tartalmaz, mérsékelt agyagosodás és agyagvándorlás ismerhető fel a szelvényben. A talajban huminsavak és fulvósavak keletkeznek. A talajszelvény felső részében vashumátok halmozódnak fel. • A fulvósavak a csapadékos időszakban a beszivárgó viz a vasoxidokat megtámadja, ami a B szintben kicsapódik. A B szint alsó részében kalciumkiválások találhatók. • Savanyú talajok ezek, amelyekben a vasoxid-hidrátok feldúsulása, agyagásvány-vándorlás és újraképződés megy végbe. A csernozjom talajok nedvesebb oldalán ÉszakAmerikában a préritalajok (brunizenek) kialakulása hasonló a szürke erdei talajokéhoz. Némi agyagosodásról és agyagásványvándorlásról itt is beszélhetünk itt.
A1
humuszos felhalmozási szint a lomblevelek alomtakarójával (esetleg reliktum)
A2
humuszkilúgozási szint kvarcbehintéssel (gyengén podzolosodó) 50 másfélszeres oxidok (Al2O3;Fe2O3) akkumlációs szintje, tömör, vörösbarna színű
B1
100 B2
karbonátkiválási szint 150
alapkőzet (karbonátos kőzetek)
C cm
28. ábra. A szürke erdőtalaj szelvénye
• A szubboreális zóna jellemző talajai a barna erdőtalajok, amelyek a mérsékeltövezeti lomboserdők alatt jönnek létre. • Agyagosodó talajok, amelyeknél nem szélsőséges a kilúgozódás. A szelvényben ugyanakkor minőségi átalakulás nélküli agyagvándorlás (lessivage) megy végbe. A szerves hulladékanyagnak magas a Ca, Mg és N tartalma, ezért általában a kémhatás a gyengén savanyútól a savanyúig változik, de erősen savanyú is lehet. • A talajdinamikában, az agyagosodás során első lépésben a CaCO3 kilúgozódása következik be, ami a pH érték csökkenéséhez vezet. Majd a vasoxidhidrátok újraképződnek, ami a szelvény elbarnulásában nyilvánul meg. A primér szilikátok átalakulnak, a másodlagos agyagásványok (montmorillonit, kaolinit) jönnek létre. Megindul az agyagásványvándorlás (agyagbemosódás) a mélyebb szintek felé, majd a B szintben az agyagrészek kiválnak, ami alatt bázikus alapkőzeten CaCO3 tartalmú szint jön létre
• Szilikátos alapkőzeten alakul ki a barna erdőtalajok közép- és nyugat-európai változata a barnaföld (Ramann-féle barnaföld). Szelvényében az avarszint alatt a piszkos-szürkés-barna A szint található erősen agyagos, gyengén savas jellemzőkkel. •
Nem túl éles határral egy tiszta barna szint (B szint) követi, az agyagtartalom minősége és mennyisége lényegesen nem változik, az A szint agyagtartalmához képest (innen származik a Ramann által felvetett barnaföld megnevezés).
• Ez alatt helyezkedik el a szilikátos alapkőzet (mész és dolomit kivételével minden kőzeten létrejöhet). Ismerünk agyagásványban szegény és dús altipusokat a kiinduló alapkőzettől függően. Lehetnek gyengén savanyúak (pH 5-6) vagy savanyúak (pH 4-5) .
A
barna színű, humuszos, szemcsés szerkezetű, agyagosodó, gyengén savanyú, pórusgazdag szint
B
barnásvörös színű a felhalmozódott vasvegyületekből (vas-oxihidrátok) agyagtartalma csaknem azonos az A szinttel
50
C 100
néhány 10 cm vastagságban az alapkőzet felső részén mészakkumuláció
alapkőzet (agyag, márga) 150 cm
30. ábra. A barnaföld szelvénye
• A savanyú típus a podzolos barna erdőtalaj, amely átmenetet mutat a podzol talajok felé a törpecserjés tűlevelű erdők alatt, főként homokos vagy szilikátos alapkőzeten. A podzolosodást elsősorban a savanyú avar segíti elő. • Előfordul a csapadékosabb területeken, hogy az agyagbemosódás olyan intenzív, hogy a B szint vízzáróvá tömörödik, esetleg pangó vizek jelentkeznek az agyagos rész felett vagy a B szintben. A pórusok vízzel telítődése anaerob körülményeket teremt, ami glejesedési folyamatokhoz vezet. Ilyen esetben pszeudoglejes barna erdőtalajok keletkeznek. •
Ha a kilúgozási és akkumulációs szint agyagmennyisége között lényeges különbség mutatkozik (tipikus esetben kb.1,5szeres a B szint agyagtartalma az A szinthez képest) az akkumulációs szint javára, agyagbemosódásos barna erdőtalajokról beszélünk.
• Nyíres és tölgyes állomány alatt savanyú, nem podzolos barna erdőtalajok jönnek létre hűvös, csapadékos klímafeltételek mellett • Sajátos típus a kovárványos barna erdőtalaj, amely főként homokon alakul ki. A szelvényben ritmikusan kiváló vasas csíkok (31.ábra) a homoktalajok víz- és levegőgazdálkodását megjavítják. • A sztyeppterületek felé átmeneti tipus a csernozjom-barna erdőtalaj, melynek a talajfejlődési folyamatait már a mezőségi (csernozjom) dinamika is befolyásolja. Az alábbi áttekintő tábla Hempel nyomán (1974) bemutatja a klíma, növényzet alapkőzet, domborzat és az antropogén tényezők megváltozásával létrejövő barna erdőtalaj változatokat.
karbonát maradványos
csernozjombarna erdőtalaj
barna föld
agyagbemosódásos b. erdőtalaj
podzolos barna erdőtalaj
pangó vizes b. erdőtalaj
kovárványos barna erdőtalaj
savanyú barna erdő talaj
Humuszosodás Kilúgozás Agyagosodás Agyagvándorlás Agyagszétesés Redukció Kovárványosodás Savanyodás
uralkodó folyamat
jellemző folyamat
kísérő folyamat
29. ábra. A barna erdőtalajok képződésében uralkodó, jellemző és kísérő folyamatok (Stefanovits nyomán)
Agyagbemosódásos barna erdőtalaj
Barnaföld löszön
Savanyú nem podzolos barna erdőtalaj
Barna erdőtalaj futóhomokon
Kovárványos barna erdőtalaj
Típusos kovárványos barna erdőtalaj
Kovárványos barna erdőtalaj Nyírgelse
Csernozjom barna erdőtalaj löszön
Szemcsés szerkezet az erdőtalaj A szintjéből
• A rendzinák mind a podzol, mind a barna erdőtalajok zónájában előforduló, meszes alapkőzeten létrejövő, humuszkarbonátos, litomorf intrazonális talajok. humuszkarbonátos lithomorf talajok. A humuszkomponenst a bükk és tölgy erdőségek alomtakarója biztosítja. Humusztartalrna magas, elérheti a 30%-ot is. • A fekete rendzina szelvénye két szintű, az A horizontban morzsás szerkezetű, kálciummal telített, sötétszürke, fekete mull humusz ismerhető fel, amelybe az anyakőzet törmeléke egészen a felszínig belekeveredik, kémhatása semleges vagy gyengén savanyú. A C szint rendszerint magas szénsavas mésztartalmú kőzet (mészkő, dolomit, márga ). • Szilikátos alapkőzeten egy barna színű változat, a barna rendzina jön létre. A szilikátok mállásakor létrejövő agyagos rész színezi barnára.
Fekete rendzina
Fekete rendzina a Bükk-fennsíkon
Barna rendzina
A sztyepp területek talajai •
A sztyepp területek összefüggő zónát alkotnak a Dunatorkolatvidékétől az Altáj-Szaján hegységig, Közép- és Kelet-Szibériában a mélyebb fekvésű medence területeken, izoláltan Jakutia erdőségeiben is előfordulnak.
• A hidegtelű mérsékeltövi szemi-arid sztyepp területek átmenetet képeznek az erdőssztyeppeken át a mérsékeltövi erdőségek felé. A párolgás évi értéke meghaladja a csapadék mennyiségét. A hőmérséklet évi ingása nagy, a júliusi középhőmérséklet 20-25°C között mozog, a januári középhőmérséklet fagypont alatt van. A csapadék évi összege 300-450 mm, amelynek nagyobb része kora nyáron hullik. Nagy fontosságú a téli csapadék hó formájában történő megjelenése, mivel a talaj kora tavaszi átnedvesedése a növények fejlődése szempontjából elengedhetetlen.
• Észak-Amerikában a préri területeken az 54° északi szélességtől a Mexikói magasföldig találjuk meg a sztyeppnek megfelelő füves növényzetet. Délen a 30°-nál megy át a Prosopis szavannába. A csapadék maximum itt is nyáron van. • A hosszúfüvű préri területeken a csapadék mennyisége nagyobb, mint az eurázsiai sztyeppéken, évi mennyisége 600-1000 mm, a legnagyobb csapadékok tavasszal kerülnek a felszínre, s ez a téli csapadékkal együtt bőségesen biztosítja a talaj megfelelő átnedvesedését.
• A délebbre, illetve nyugatabbra eső rövidfüvű préri területeken csökken a csapadék évi mennyisége. • A harmadik sztyepp jellegű terület a dél-amerikai pampákon található, ahol több a csapadék az előző területekhez viszonyítva, északkeleten eléri az 1000 mm-t. • A pampákon a fagy fellépése nagyon ritka, a hőmérsékleti évi amplitúdó 20-22°C között ingadozik, a csapadék évi mennyisége 500-1000 mm.
• A klíma, növényzet és talajképződés kapcsolata a sztyeppterületek sajátos talajának, a csernozjom talajnak a kialakuIásában igen szoros, s ez a kapcsolat alapvetően meghatározza a talajfejlődési folyamatok jellegét. • A talajfejlődés sajátos vonásai közé tartozik a talaj mérsékelt átnedvesedése a csapadék és párolgás megoszlása miatt. A csernozjom talajok közel neutrális kémhatása (6,5-7,5 pH) kedvező hatással van a biológiai átalakulás számára és a talajfauna feldúsulásának is, ami viszont a morzsás szerkezet kialakításában játszik fontos szerepet. Ugyanakkor a közömbös kémhatás gátolja a vas- és alumíniumhidroxidok szabaddá válását. • A magas humusztartalom miatt a talajok színe sötétszürke és szürkés-fekete. A klíma és növényzet összhatása megakadályozza a jóminőségű humuszsavak kimosódását is.
• A csernozjomok talajszelvénye az alapvető folyamatokat tekintve (33.ábra) kétszintű (A,C). Az orosz szerzők, de a hazai kutatók is háromszintűnek tartják a csernozjomokat, mivel B szintként fogják fel a csökkenő szervesanyagtartalmú, világosodó színű, növekvő szénsavas mésztartalmú alsó szelvényrészt. • Az A szint mélyfekete vagy sötétszürke elszíneződésű, nagy pórusvolumenű, morzsás szerkezetű. Sok alacsonyrendű állatfaj (inszektalárvák, földigiliszta) mechanikailag átdolgozza ezt a horizontot, amit a magasabb rendű állatok is elősegítenek (ürgék, hörcsögök). Ez utóbbiak mély járatokat (krotovinákat) hoznak létre átjárva az egész A szintet, majd ezek a járatok kitöltődnek humusszal. A típusos (ukrajnai) csernozjomok A szintje eléri a 120 cm mélységet is. A humusztartalom itt 10% fölé is emelkedhet, a nitrogéntartalom is igen magas. A nitrogéndús huminsavak kalciummal és magnéziummal telítettek.
0
A0
20
A
1
2 A0
3
4 A0
A0
A0 0
A
20
B
40
40 B
B
A0 A
A A
5
B
A
60
60
80
80 B
100 C
120
100 C
C
C
B
cm 1. 2. 3. 4. 5. 6.
120
C
140
északi csernozjom kövér csernozjom közönséges csernozjom déli csernozjom déli csernozjom kaukázusi változata mélyen fagyott északi csernozjom
o karbionát * gipsz
C
160 cm
34. ábra. Különböző csernozjomtípusok szelvényei Oroszország területéről (Dobrovolszkij nyomán)
6
Mészlepedékes csernozjom Nagyszékely
• A típusos csernozjom az északi félteke mérsékelt kontinentális klímájában fordul elő. Oroszország területén Éról D-i irányba haladva jól elkülöníthető sávokban különböző mélységű és más-más sajátossággal rendelkező csernozjomok altipusok fordulnak elő. • A klíma ariditásának növekedésével, a kalcium kiválási szint a fenszínhez közelebb kerül, és hasonlóan a szemiarid és arid területekhez kéregszerű kiválások jelennek meg a szelvény felszínközeli részében. • A nedvesebb területek felé degradált kilúgozott csernozjomok találhatók. Ivanova és Rozanov vizsgálatai szerint a talajhasznosítás különös gondot igényel itt, mivel a talaj morzsás szerkezete, mind a kémiai tulajdonságai instabillá válnak a nedvesség hatására.
• Az erdőssztyepp-területeken (hazánkban is) a mészlepedékes csernozjom jelenik meg, amelynek jellegzetessége a 30-70 cm mélységben megjelenő mészlepedék. A mész itt pszeudomicéliumok formájában a szerkezeti elemek (morzsák) felületén kiválik, ami megjelenésében penészszerű hártyához hasonlít. A mészlepedék kiválása a nedvesebb őszi és téli időszak száraz nyári periódussal való váltakozásának eredménye. A nedves időszakban a szénsavas mész oldódik. • Gyakori még a réti csernozjom típus, amelynek kialakulása vízhatásra vezethető vissza. Ahol a talajvíz a felszínhez közel helyezkedik el, vagy olyan mélyedésekben, ahol a talajszelvény gyakran átnedvesedik az odaáramló vizek hatására, rétiesedő talajdinamika érvényesül.
Mészlepedékes csernozjom Karcag
Csernozjom löszön
Csernozjom löszön Ny-Szibéria
Mészlepedék a csernozjom talajban
• Délen a csernozjom talajok a klíma szárazodásával fokozatosan átmennek a gesztenyebarna talajok (kastanozjomok) zónájába. Sokoldalú vizsgálatukat Glinka végezte el. Véleménye szerint a Föld felszínén nagy kiterjedésben megtalálhatók, így Európában, elsősorban Délkelet-Európában, de Belső-Ázsiában is gyakoriak. (Összkiterjedésüket 6,2-6,3 millió km2-re becsülte). • A sztyeppterületek intrazonális talajai a réti talajok és a szikesek. A száraz, kevés csapadékkal rendelkező, azonban a mikrorelief következményeként talajvíz által gyakran átjárt területeken (mélyedésekben) a talajdinamikában a víz hatása jut érvényre. Ezeket a talajokat, amelyek fejlődésében a viznek van meghatározó szerepe, hidromorf talajoknak nevezzük. • A sztyeppzóna talajvíz és időszakos vizek által átjárt területeinek talajtipusát képezik a réti talajok. A hidromorf talajokban a víz gyakran kiszorítja a pórusokbó1 a levegőt, ami a szervetlen és szervesanyagok redukciójához vezet. Ennek egyik fontos talajdinamikai megnyilvánulása a glejesedés.
• A réti talajszelvény hármas tagozódású. Az A szint savanyú humuszban gazdag (ulminsavak keletkeznek) sötétszürke, fekete, szurokfényű, poliéderes szerkezetű szint, vastagsága meghaladhatja a fél mértert. Az A szint alatt egy rozsdafoltos és redukciós glejfoltos szint, a B szint található, melynek igen magas az oldható vas és magnézium tartalma, szerkezete hasábos. Karbonáttartalmú alapkőzeten a B szintben mészkonkréciók is megjelennek. • A réti talajok altípusai és változatai a karbonáttartalom, sófelhalmozódás és humusztartalom alapján különböztethők meg. •
A sztyeppterületek csernozjom talajainak másik intrazonális főtípusát képezik a szikes talajok. A szikesek felszínén félsivatagi és sós-sivatagi növényzet képes megélni, amelyeknek a vízfelvevő képessége nagy. Habitusára a felszínen szétterülő jelleg, pozsgás részek, mély, karószerű gyökér jellemző.
Típusos réti talaj
• A szikes talajok olyan területen alakulnak ki, ahol a talajban dominánssá válik a sófelhalmozódás. A sófelhalmozódás a vízben jól oldódó sók arányát is növeli, közöttük is a talajoldatban elsősorban a Na-ionok mennyisége növekszik meg. A Na-ionok emellett kristályos formában és a kolloidok felületén adszorbeálva is megtalálhatók. A szikesedés a talaj termőképességének csökkenése miatt régóta ismert jelenség. • A szikeseknek két alapvető típusát ismerjük. Szolonyec szikesről akkor beszélünk, ha a sófelhalmozódás a szelvény B szintjében koncentrálódik. Kialakulását a csapadékos periódusok mérsékelt kilúgozási folyamatai teszik lehetővé. A másik típus a szoloncsák szikes ott alakul ki, ahol a párolgás jut túlsúlyra a beszivárgó vizekkel szemben, s a vízben oldható Na-sók felhalmozódása a felszín közelében vagy a felszínen megy végbe.
szolonyec
humusz % 0
A
2
4
6
karbonát % 5
10
nátrium % 15
10
20
30
kvarc % 50
20
B
40
60 C
80
100 cm
36. ábra. A fontosabb alkotók eloszlása a szolonyec szelvényében
60
70
• A szoloncsákok vagy szerkezet nélküli szikesek szelvényének felső részében sófelhalmozódás megy végbe, helyenként a sókiválások a felszínen is megjelennek. A talajvíz átlagos mélysége a szoloncsákoknál alig 1 m. • A vízben oldható sók, karbonátok, kloridok és szulfátok többnyire a nátriummal való kötésben fordulnak elő, de magnézium-szulfát is megjelenhet a szelvényben. Kémhatása erősen lúgos, a pH 9-10 között van. A felhalmozódott glaubersó, szóda, konyhasó, keserűsó jelenlétében csak sótűrő (halofiton) gyér vegetáció telepszik meg rajta foltokban. • A talajszelvény homogén, fehér vagy fehéresszürke elszíneződésű, mélyebb részein rozsda- és glejfoltokkal.
Ca cm
Mg
Na
HCO3
Cl
SO4
0 -10 -20
-40
-60
-80 30
20
10
0
10
20
30 %
37. ábra. Az ionok eloszlása a szoloncsák szelvényben
Szoloncsák felszín Akasztó határában
Réti szolonyec Karcag
Szoloncsák Hortobágy
Szoloncsák Fülöpszállás
Sókiválás a szoloncsák talaj felszínén
Szikes lapos és padka
Szoloncsák
rövid füvű sztyepp „mezőségi folyamatokkal”
réti folyamatok
szolonyecesedés
kastanozjom barna talajok
réties kastanozjom barna talajok
szolonyec
44. ábra. A domborzat szerepe a talajformálásban kontinentális klímaterületeken (Ganssen nyomán)
lombos erdők
vegyes erdők
D
ürmöspuszták, félsivatagok
rövid füvű sztyeppek
É
hosszú füvű sztyeppek tundrák
cm 0 20 40 60 80 100 Ah: humuszos feltalaj A1: agyagvándorlás, agyagásványban szegény szint E : podzolos, tápanyagban és vasban szegény szint Bh: humuszos akkumulációs szint podzoloknál, gyakran kemény szint Bs: rozsdaszínű, vas-oxid-tartalmú szint a podzoloknál
Bv: a kőzetmállás szintje O : nyers humusz St : fagyott altalaj feletti nedves szint (tundra) Gf : állandóan fagyott altalaj (tundra) C : alapkőzet
40. ábra. A talajszelvény változása a növényzet és a talaj átnedvesedésének függvényében (észak-déli keresztmetszet Oroszország területéről az 50o-os hosszúság mentén) (Vissotzki nyomán)
A mediterrán területek talajai • A kontinensek nyugati oldalán a szubtrópusi sivatagok keménylombú növényformációjához csatlakoznak. Az északi és déli féltekén a nyári hónapokban a szubtrópusi magasnyomású légtömegek uralma, télen a mérsékeltövi ciklonok uralma alatt áll az örökzöld keménylombú erdőségek zónája. • Az enyhe, csapadékos tél és száraz-forró nyár jellemzi a klímát. A Földközi-tenger környékén, Fokföldön, KözépChilében (a déli szélesség 30°-nál), Kaliforniában (az északi szélesség 30-40° között) és Dél-Ausztráliában találjuk az egymástól izoláltan elkülönülő, genetikailag különböző, szembetűnően közös ökológiai bélyegeket hordozó keménylombú vegetációjú területeket.
• A mediterrán területek élőlény együtteseinek tudományos megnevezése a sklerea biom. A megnevezés a növényzet alkalmazkodásának legfontosabb vonását, a keménylevelűséget jelzi, ami a nyári forró-száraz klímához való alkalmazkodásként alakult ki. • A mediterrán területek Földközi-tengeri változatában a téli hónapok középhőmérséklete 6,7°C, tavasszal 13,4°C, a nyári hónapokban 22,6°C és ősszel 15,2°C. A csapadék évi összege 450-1150 mm, téli csapadékmaximummal és kifejezetten száraz nyári periódussal. Bár a tél nem hideg, mégis kicsi az abszolút fagymentes terület.
• A klíma és növényzet fenti sajátságai a mészkő felszíneken, ahol nagy a kőzet vízáteresztőképessége, a mediterrán területek talajtípusainak, a terra rossának és a terra fuscának a kialakulását teszik lehetővé (vörös és sárga agyagnak is nevezik). • A mészkőfelszínek mélyedéseiben (dolinákban) gyakran megtelepülnek. Agyagos alkotókban gazdagok, az agyagos rész élesen elhatárolódik a mészkőtől (ezen tulajdonsága hasonlóvá teszi a rendzinához). Mély fekvésű területeken kedvező átnedvesedés a kultúrnövények számára jó termékenységet bizosít, amit elősegít a felső szint 2-5%-os humusztartalma is. A humifikálódás igen lassan megy végbe ezekben a talajokban a növényi részek keménysége miatt
A sárgásbarna humuszos feltalaj B1 gyengén humuszos, halványvörös szint
50
sötétvörös, mészkővel és kvarckonkrécióval átkeveredett szint
B2
100 mészkő alapkőzet
C
cm
38. ábra. A terra rossa szelvénye
• Az A szint sárgásbarna humuszos feltalaj, mészkődarabokkal átkeveredve (5-10 cm vastag). cm vastag). A B1 szint halványvörös, gyengén humuszos, a B2 szint sötétvörös elszineződésű, mészkővel és kvarc konkréciókkal erősen átkeveredve. A talajban 30-35%-ban Si02 és Al203 található, de a Fe203 is 15% körüli. A Si02 mellett feltűnő az aluminiumoxidok magas részesedése, ami a mélységgel növekszik. • A Si02 mellett feltűnő az aluminiumoxidok magas részesedése, ami a mélységgel növekszik. Ez azt jelenti, hogy téli csapadékos periódus idején a kémiai átalakulási és mechanikai áthalmozási folyamatok aktivizálódnak, a CaCO3 kimosódik és a vasoxidok feldúsulnak (elsősorban hematit van jelen, ami a világosabb vörös elszíneződés okozója). A talajszerkezet a vashidroxidok irreverzibilis elkülönülése miatt fellazul. • A hegyvidékek magasabb térszinein a terra rossát terra fusca váltja fel. A terra fusca sárgásvörös színű talaj, sárga színét az aluminium feldúsulásnak köszönheti.
Megművelt kavicsos terra rossza talaj Mallorcán
Öntözés a nyári időszakban a mallorcai terra rosszán
Terra rossza kitöltés karsztos dolinákban baleári csűdfűvel
Terra rossza karros mélyedésben
Teraszos művelés a mediterrán területeken
Maradvány vörösagyag talaj Aggteleken
• A macchia bozótos és a szárazságtűrő cserjés-bokros növényzet alatt a fahéjszínű mediterrán talajok alakulnak ki. A fahéjszínű talajokban a nedves időszakokban végbemegy az elsődleges ásványok másodlagos ásványokká alakulása (sziallitosodás). A könnyen migráló anyagok a csapadékkal a mélyebb szintekbe mosódnak. A száraz időszakban a párolgás megnövekszik és alulról felfelé történik az anyagok áthalmozása, a felszínközeli szintekben a kalciumkarbonát kiválik. •
A humuszanyagok lassú mineralizációja következtében vastag humuszakkumulációs szint keletkezik, a humusztartalom 4-7% között van. A, B, C szint különíthető el a szelvényben, a B szint a tulajdonképpeni karbonátfelhalmozási szint. Ausztráliában ehhez hasonló képződmények a szürkésbarna talajok, Dél-Európában szmolnyicának, Dél-Amerikában szubtrópusi csernozjomnak is tartják.
A száraz félsivatagi és sivatagi területek talajai • Köppen szerint ide tartoznak a közepes földrajzi szélességek száraz éghajlati területei, valamint az alacsony földrajzi szélességek sztyepp és sivatagi éghajlati területei. • Igen kevés a csapadék, s ennek is nagy a változékonysága. A levegő páratartalma igen alacsony. A hőmérséklet szélsőségekre hajló az erős be- és kisugárzás miatt. A hőmérséklet napi amplitúdója, de a közepes szélességek száraz területein az évi amplitúdója is nagy a téli hideg miatt. • A csapadékhiány a tengertől való nagy távolság, illetve a hegységek lee oldalán való elhelyezkedés következménye. Itt a klíma hasonló a trópusközeli száraz éghajlatokhoz, de a tél itt igen hideg. Ilyen területeket találunk Ázsiában (Tarim-medence, Turkesztán, Belső-Mongólia, Irán), Amerikában (a Sierra Nevadában, a Közép-Nyugat államaiban) és Dél- Amerikában (Patagóniában).
nagyon száraz (hiperarid) terület
száraz (arid) terület
fél száraz (szemiarid) terület
A sivatagok területi eloszlása a Földön (Hagedorn, 1987 nyomán)
• A sivatagi területek a Föld legszárazabb vidékei. Az átlagos csapadék 100 mm körül van, de sok helyen több éven keresztül nem hullik csapadék. 11-12 száraz hónap van egy évben. Alacsony napállások idején a sivatagok poláris oldalán jelentkezik ciklonális eső. • A nappali hőmérséklet a magas napállás miatt délben meghaladja a 40-50oC-ot, éjszaka viszont 0oC alá is szállhat (a hideg sivatagokban az extremitás még nagyobb). • DNy-Afrika partvidéke, Ázsiában az Arab félsziget jelentős része, Irán és a Thar-sivatag ilyen száraz terület. ÉszakAmerikában Új-Mexikó és a Dél-kaliforniai sivatagok, Mexikó egy része, valamint Dél-Amerikában Peru és Chile (hideg tengeráramlások miatt) partvidéke az Atacama sivataggal tipusos sivatagi éghajlatú terület.
• Az uralkodó alapkőzet szerint megkülönböztetünk szikla- vagy kősivatagokat (hammada), kavics sivatagokat (szerrir), iszap-agyagsivatagokat (takir) és homoksivatagokat (erg). • A félsivatagi talajok a szerozjomok (szürke félsivatagi talaj), a barna félsivatagi talajok, s a vöröses-barna félsivatagi talajok. Legjellemzőbbek a sivatagi váztalajok főtípusába tartozó futóhomokok a dűnéken. Intrazonális talajok a szoloncsákszerű sóstalajok és takirok. • A klíma következtében a fizikai aprózódásos folyamatok a dominánsak. A talajfejlődés általános vonásai között elsősorban kell említeni, hogy igen lassú a domborzatfejlődés, mert bár a fizikai aprózódás a felszínen erős, a kémiai mállás csekély. Az agyagásványképződés minimális, a magas hőmérséklet és az erős párolgás miatt a talajban alulról felfelé irányuló nedvességmozgás megy végbe, melynek hatására a felszínen vas, mangán és sziliciumoxid kéreg jön létre
• A talajok szervesanyag-tartalma a gyér utánpótlás miatt alacsony (0,5-1,5%), amihez alacsony nitrogéntartalom is járul. A sófelhalmozódás és kéregképződés következtében a talajok bázikusak, a pH 8,0-8,5, a szódafelszíneken meghaladja a 10-et is. A mélyedésekben az összeáramló vizekből Na és Mg kötődik meg a talajkolloidokon. Túlsúlyban primér ásványok alkotják a talajt, a szekundér ásványok közül a karbonátok és gipsz van jelen. • Az Artemisia félsivatagi sztyeppek alatt jön létre a legtípusosabb félsivatagi szürke talaj a szerozjom. BelsőÁzsiában Türkméniában foglal el nagy területet, de Új-Mexikó száraz területeiről is hasonló talajokat írtak le. Az ürmös pusztákon a növényzet a felszínen nem záródik, de a talajban a dús gyökérzet összekapaszkodik.
• A szerozjomok humusztartalma alacsony, 1-3% között mozog. A szelvény általában kis mélységű, de három szintre tagolódik. Az A szint 20-30 cm mélységű, szürke vagy homokszínű, de a barna irányába sok színvariáció előfordul a szerves anyag mennyiségétől függően. Kalciumkarbonát tartalma magas. • A B szint poliéderes, oszlopos vagy prizmás szerkezetű, igen nagy agyagásványtartalommal. Sok Na és Mg lép be az adszorpciós komplexbe. A magas agyagtartalom miatt a B szintben gyakran száraz repedések jelennek meg. • A C szint alapkőzetét Közép-Azsiában (ahol a leggyakoribb ) lösz képezi.
A0
0
A
alacsony (1-3%) humusz- és magas karbonáttartalmú szürkés homok szint
metamorf aagyagos szint poliéderes szerkezettel Na+ és Mg2+ a kolloidokon
B
50
löszös alapkőzet gipszkristályokkal
C
100
cm
39. ábra. A szerozjom szelvénye
• Az ergek vagy homoksivatagok váztalaja a yerma. • A sivatagi vörös talajokban az allitosodás és a ferritesedés nyomai is felismerhetők, ami az epizodikusan fellépő csapadékok vagy korábbi nedves időszak hatására kialakult intenzív kémiai mállás eredménye. • A sivatagokban tehát megtalálhatók tájidegen fosszilis talajmaradványok is. A pleisztocén időszakban a jelenlegi száraz (arid) zóna egy részén nedvesebb (humid) klíma uralkodott. Erről tanúskodnak az afrikai vörös (vashidroxidos) laterites, karbonátosodott és agyagosodott talajok, amelyek a csapadákhiány és a kémiai mállás hiánya miatt igen jól konzerválódtak.
száraz szavanna, félsivatag karbonátosodás
szoloncsákosodás sókéreg
szürkésbarna talajok szerozjom karbonátkéreg szoloncsák
44. ábra. A domborzat szerepe a talajformálásban trópusi és szubtropusi területeken (Ganssen nyomán)
sivatagi szegély időszakosan összeáramló vagy talajvíz
kőzetdarabok takíresedés
talajszerű formák
takír, epizodikus víz gyakran mész- és sókiválások
44. ábra. A domborzat szerepe a talajformálásban szubtropusi területeken (Ganssen nyomán)
teljes sivatag
futóhomok-felszínek, dűnék
hammada, szerír talajképződés nélkül finom üledék
44. ábra. A domborzat szerepe a talajformálásban trópusi és szubtropusi területeken (Ganssen nyomán)
Takir talaj a sivatagi területek mélyedéseiben
• A száraz klímaterületek intrazonális hidromorf talajai a sókéreg talajok és a takírok. Folyópartokon és a periodikus vízfolyásokban, de olyan mélyedésekben és völgyekben is, ahol epizodikusan a talajvíz a felszín közelében helyezkedik el, vastag sókéreg alakul ki. A nedves időszakban ezeken a sós foltokon halofiton (sótűrő) növényzet is megtelepszik, de a száraz időszakban elpusztul. • A takirok talajszerű képződmények, de a szolonyecek kezdeti stádiumban lévő formájának is tartják. Mélyedésekben jönnek létre rövid időtartamú csapadékhullás idején. A felszínen áramló víz nagy mennyiségű agyagos alkotót szállít a felszíni mélyedések felé, majd a száraz időszakban ez megkeményedik, és sokszögűen repedezik. Felszíne világos szürke, rajta CaC03 vagy egyéb sókonkréciók találhatók. Vegetációját algák, moszatok képezik, ezek jelentősége a takírok kialakulásában még nem tisztázott.
A trópusi területek talajai • A trópusi területeken a belső trópusi esőerdő, a külső trópusi szavanna és sivatagi klíma váltakozik. Külön éghajlati típus a trópusi monszun éghajlat. • A trópusi esőerdőkben az évi középhőmérséklet 25-27oC között van, az évi közepes hőingás nem haladja meg a 3oCot. A napszakos ingadozás is csak 5-10oC. A legalacsonyabb hőmérséklet ritkán süllyed éjszaka 15oC alá. A trópusi esőerdők fülledtségét a magas relatív páratartalom okozza, ami az éjszakai alacsonyabb hőmérsékleten talajköd és harmat formájában kondenzálódik. • Csapadék egész évben hullik, s átlagosan 1500-2000 mm évenként (szélső esetekben több ezer mm is lehet). Trópusi esőerdők találhatók a Kongó-medencében, a Guineai partokon, Madagaszkáron, az Amazonas-medencében, a Mexikói-öböl partján, az Indonéz szigetvilágban és ÚjGuineában.
A
B
m 30
C
D
20 10
nyershumusz A: esőerdő B: szárazerdő C: erdős szavanna D: ligeterdős szavanna E: száraz szavanna
kilúgozási szint alapkőzet humuszos feltalaj differenciálatlan B szint
41. ábra. A növényzet és talaj a trópusi területeken (Stein nyomán)
E
• A szavannaterületek még mindig sok csapadékot kapnak, de a csapadék eloszlása egyenlőtlen, a nyári félévben 5-6 hónap csapadékos, évi értéke 1000 - 1500 mm. A hőmérséklet állandóan magas, mégis a hőmérséklet alapján már elkülöníthető 3 szakasz különíthető el, egy hűvösebb száraz, egy forró száraz és egy forró nedves időszak. • Az évi közepes hőingás nagyobb, mint a trópusi esőerdőkben, de nem haladja meg a 10oC-ot. A száraz és nedves évszak a földrajzi helyzet következtében alakul ki, mivel a szavannák az egyenlítői szélcsendes és a szubtrópusi anticiklonális zóna között helyezkednek el, s a két akciócentrum a napjárás következtében É-D-i irányban eltolódik. A nedves évszakban a belső trópusi klíma, a száraz évszakban a száraz szubtrópusi klíma hatása alá kerül.
• A klíma, növényzet és egyéb talajképző faktorok hatására a talajfejődési folyamatok jelentősen eltérnek a korábban tárgyalt talajtípusok kialakulási folyamataitól. Alapvetően az optimális klíma és a növényzet hatása érvényesül, de a domborzat, a talajok elöregedése is sokféle változat kialakulását teszi lehetővé. • A talajalkotók áthalmozásának iránya megegyezik a magasabb földrajzi szélességek erősen átnedvesedő talajaiban lejátszódó folyamatokéval, a folyamat jellege azonban teljesen más. • A podzol talajokban a kilúgozádás során a feltalaj vas- és aluminiumoxid tartalma jelentősen lecsökken, mivel a folyamat erősen savas közegben játszódik le. A trópusi talajokban ezzel szemben a kimosódás gyengén savas környezetben megy végbe, a víz elektrolitos disszociációja révén gyenge savként viselkedik és erősen oldóképessé válik.
• A mérsékelt övben oldhatatlan kőzetek itt oldódnak, a kovasav is oldatba megy és kilúgozódik. Ennek megfelelően a deszilifikátosodás válik dominánssá a talajfejlődésben. Ez az oka a talajok uniformizálódásának. A Si02 eltávozása a primér és szekundér szilikátásványokból a trópusi belső területeken nagyon tipikus. • A deszilifikátosodó vagy lateritesedő talaj megjelölés mellett a trópusi talajok egy részénél a latoszol megnevezést is használják. Ez utóbbi megnevezés a szabad szeszkvioxidok (Al- és Fe-oxidok) feldúsulására utal, ami tulajdonképpen a ferrallitosodás folyamatát jelenti. A trópusi, változóan nedves klímaterületeken agyagvándorlás is megfigyelhető a talajszelvényben. Ugyanitt a mélyedések sajátos talajformáló jelentősége is előtérbe kerül.
Primer vastartalmú ásványok
Primer Al-szilikátok
3 és 4 rétegű agyagásványok (montmorillonit, szekunder kloritok)
Szekunder vastartalmú ásványok
Deszilikátosodás az alkálifémek és alkáliföldfémek ionjainak kimosodása
Kaolinit Halloysit
További SiO2-elszállítás extrém kimosódás Hidrargillit (Al2O3-hidrát)
Hematit Fe2O3-hidrát
A kimosódás lépcsői és a deszilikátosodás a trópusi klímában
0
humuszos szint szürkésbarna agyagos homok kvarcszemcsékkel
1
lateritkéreg (vasborsók)
2
málladék vaskötésekkel, törmelékkel
A
3 B
glejfoltok 4
5
kőzetmálladék szürkészöld glejfoltokkal
6 C m
kaolinit
42. ábra A laterit szelvénye
Laterit talaj Dél-Mexikóban
• A hidrolízises mállás során a kötésekből kiszabadult alkotók a talajoldattal a mélyebb szintekbe szállítódnak, ez a kilúgozódás. Könnyen oldódnak és kilúgozódnak a kloridok, szulfátok és a kicserélhető kationok (a kalcium migrál a leggyorsabban a szelvényből). • A kvarc 3,5 és 8,0 pH között kissé oldódik, az enyhén savas trópusi közegben általában oldhatatlan marad. A vas (Fe2+) általában mozgékony elem, oxidált formában (Fe3+) azonban oldhatatlan. Az alumínium erősen savanyú közegben jól oldódik, 4,5-8,5 pH tartományban oldhatatlan. A fentiek miatt a trópusokon mind az alumínium, mind a vas (Al203 + Fe203= szeszkvioxidok) nagy mennyiségben akkumulálódik. A szabad szeszkvioxidok feldúsulása az, ami a talajoknak barnásvörös és vörös elszíneződést kölcsönöz. A talajszelvény Aox és Box valamint C szintre tagolható (a vörös színt a vas, a sárga színt az alumínium okozza).
sötétvöröses humuszos homok sötétvöröses agyagos homok, vas-oxiddal összecementálódott konkréciókkal
0 A 1 2 3 B
sötétvöröses barna „vörörföld” (szintezettség nélkül)
4 5 6
törmelék sötétvöröses agyagban 7 laterit-törmelékdarabok
8 9 C
10
mészkő alapkőzet
11 m
43. ábra A vörösföld szelvénye
Trópusi vörösföld
Vörös agyag Etiópiában
Vörös agyag Dél-Amerikában
• Az állandóan nedves örökzöld trópusi esőerdők alatt a feltalajból kimosódott anyagok kicsapódás nélkül kerülnek a szelvény mélyebb részeibe, ennek hatására a horizontdifferenciálódás a szelvényben nem ismerhető fel egyértelműen. • Az oldott Si02 a változóan nedves klímaterületeken kiválhat, miközben az alkáli földfémek és alkáli fémek ionjai gyakran teljesen kimosódnak a szelvényből. Az Al- és Fe-oxidok stabil szerkezetet biztosítanak. A száraz periódusban ezek az oxidok irreverzibilisen kiválnak, koagulálódnak, megszilárdulnak, kikristályosodnak és egy porózus, permeabilis talajtömeget alkotnak, kissé prizmás és blokkos szerkezettel.
• A geoökológiai tényezőket alapul véve a következő talajtípusok fordulnak elő itt: - a belső trópusi területeken deszilifikátosodó latoszolok vagy lateritek, a mélyedésekben vagy vízzel átjárt területeken glejpodzolok, podzolok, watt talajok és trópusi öntéstalajok. a szavanna területeken 3 szintű lateritek, vörösagyagok, a mélyedésekben tirs talajok jönnek létre. • Az állandóan nedves (esőerdő) zóna talajai a barnaagyagok és a helyenként podzolos vörösagyagok. Kubiena szerint a lateritesedési folyamat vörös- és barnaagyagokon megy végbe. A szelvényben a Fe- és Al-hidroxidok maradnak vissza az amorf kovasavval, s elektronegatív és -pozitív töltésük révén komplex gélt alkotnak.
• A lateritesedés nem jár mindig az oldható Si02 kimosódásával, hanem annak opállá, kalcedonná, mint szekundér kvarccá való átalakulásával kapcsolódhat össze. Ennek megfelelően tehát nem lehet egyedül a Si02/Al203 viszonyszámból a lateritesedésre következtetni. • A változóan nedves szavanna klímában a lateritek kilúgozási szintjében a szilícium- és alumínium-oxidok arányát figyelembe véve az alábbi talajtípusokat különböztetjük meg: Si02:Al203 " " " "
= = =
2 2-1 1
plasztikus vörösagyag porosodó vörösföld kemény laterit.
• A mai elnevezés szerint ezek a latoszol talajok. A trópusi esőerdők talajtípusait Stein a növényzet összetételével hozta kapcsolatba, s az ábrán látható típusokat különítette el.
szavanna
karbonátosodás tirsfolyamatok
fahéjszínű talajok karbonátkéreg tirsek
44. ábra. A domborzat szerepe a talajformálásban trópusi és szubtropusi területeken (Ganssen nyomán)
Trópusi fekete föld Afrikában
Tiszai öntés talaj Szatmári síkság
barna erdőtalajok csernozjomok szikesek réti talajok láptalajok rendzinák homokos váztalajok öntéstalajok 45.ábra. Magyarország genetikus talajai (Stefanovits nyomán)
vörösessárga trópusi lateritek (ferrallitok) trópusi vörös lateritek (alferritek) vörösbarna szavannatalajok trópusi sztyepptalajok fahéjszínű szürkés szavanna talajok sárgásbarna és sárgásszürke trópusi talajok barna erdőtalajok préricsernozjomok fekete trópusi öntéstalajok mocsári sós mangrove- és marshtalajok szoloncsák és szolonyec szikes talajok futóhomok és félig kötött homoktalajok trópusi láptalajok sárga és vörös szubtrópusi talajok félsivatagi réti szerozjom szürkésbarna félsivatagi talajok kastonozjom talajok csernozjom talajok szubtrópusi fahéjszínű talajok szubtrópusi sivatagi talajok jéggel borított területek poláris talajszerű képződmények tundratalajok
podzolosodó talajok fagyott altalajon típusos podzoltalajok savanyú, nem podzolos és szürke erdőtalajok tőzeges és láptalajok réti csernozjom vörös rendzina és terra rossa talajok alluviális öntéstalajok hegyi talajok
47.ábra. Eurázsia talajai
vörösessárga trópusi lateritek (ferrallitok) trópusi vörös lateritek (alferritek) vörösbarna szavannatalajok vörösbarna félsivatagi talajok trópusi sztyepptalajok fahéjszínű szürkés szavanna talajok glejes lateritek, szürke és fekete trópusi és szubtrópusi hidromorf talajok fekete trópusi öntéstalajok mocsári sós mangrove- és marshtalajok szoloncsák és szolonyec szikes talajok futóhomok és félig kötött homoktalajok szürkésvörös lateritek trópusi láptalajok sárga és vörös szubtrópusi talajok félsivatagi réti szerozjomok fahéjszínű szubtrópusi talajok szubtrópusi sivatagi talajok vörösesbarna réti talajok fahéjszínű vöröses réti talajok alluviális öntéstalajok hegyi talajok
50.ábra. Afrika talajai
vörösessárga trópusi lateritek (ferrallitok) trópusi vörös lateritek (alferritek) vörösbarna szavannatalajok vörösbarna félsivatagi talajok trópusi sztyepptalajok sárga szubtrópusi erdőtalajok vöröses-fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szürkés szavanna talajok vöröses szavannatalajok szubtrópusi sztyepptalajok sárgásbarna és sárgásszürke szubtrópusi talajok barna erdőtalajok préricsernozjomok glejes lateritek, szürke és fekete trópusi és szubtrópusi hidromorf talajok fekete trópusi öntéstalajok szürke trópusi öntéstalajok szubtrópusi és trópusi szologytalajok trópusi és szubtrópusi szolonyectalajok mocsári sós mangrove- és marshtalajok sárgásbarna rendzina szoloncsák és szolonyec szikes talajok alluviális öntéstalajok hegyi talajok
48.ábra. Észak−Amerika talajai
futóhomok és félig kötött homoktalajok
vörösessárga trópusi lateritek (ferrallitok) trópusi vörös lateritek (alferritek) vörösbarna szavannatalajok vörösbarna félsivatagi talajok trópusi sztyepptalajok sárga szubtrópusi erdőtalajok vöröses-fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szürkés szavanna talajok vöröses szavannatalajok szubtrópusi sztyepptalajok sárgásbarna és sárgásszürke szubtrópusi talajok barna erdőtalajok préricsernozjomok glejes lateritek, szürke és fekete trópusi és szubtrópusi hidromorf talajok fekete trópusi öntéstalajok szürke trópusi öntéstalajok szubtrópusi és trópusi szologytalajok trópusi és szubtrópusi szolonyectalajok mocsári sós mangrove- és marshtalajok sárgásbarna rendzina szoloncsák és szolonyec szikes talajok alluviális öntéstalajok hegyi talajok futóhomok és félig kötött homoktalajok
49.ábra. Dél−Amerika talajai
vörösessárga trópusi lateritek (ferrallitok) trópusi vörös lateritek (alferritek) vörösbarna szavannatalajok vörösbarna félsivatagi talajok trópusi sztyepptalajok sárga szubtrópusi erdőtalajok vöröses-fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szubtrópusi talajok fahéjszínű szürkés szavanna talajok vöröses szavannatalajok szubtrópusi sztyepptalajok sárgásbarna és sárgásszürke szubtrópusi talajok barna erdőtalajok préricsernozjomok glejes lateritek, szürke és fekete trópusi és szubtrópusi hidromorf talajok fekete trópusi öntéstalajok szürke trópusi öntéstalajok szubtrópusi és trópusi szologytalajok trópusi és szubtrópusi szolonyectalajok mocsári sós mangrove- és marshtalajok sárgásbarna rendzina szoloncsák és szolonyec szikes talajok alluviális öntéstalajok hegyi talajok futóhomok és félig kötött homoktalajok
51. ábra Ausztrália talajai
