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 + CO2, fő reakciótípusa a hidrolízis. Eredménye az agyag, amely bonyolult összetételű, főleg Al, Fe, szilikátok elegye. Oldódás: CaCO3 + H2CO3 --> Ca2+ + 2(HCO3)1kalcit + szénsav --> kalciumion + bikarbonátion
Hidratáció: CaSO4 + 2H2O --> CaSO4•2H2O anhidrit + víz --> gipsz
Oxidáció: 4FeO + 2H2O + O2 --> 4FeO(OH) vasoxid + víz + oxigén --> goethit
Sziallitos mállás (agyagásványosodás): 4KAlSi3O8 + 4H1+ + 2H2O --> 4K1+ + Al4Si4O10(OH)8 + 8SiO2 káliföldpát + hidrogénion + víz --> káliumion + kaolinit + kova
Dehidratáció: 2FeO(OH) --> Fe2O3 + H2O goethit --> hematit + víz
Allitos mállás (lateritesedés): Al4Si4O10(OH)8 + 2H2O --> 2Al(OH)3 + 2SiO2•H2O kaolinit + víz --> gibbsit + víztartalmú kova
1
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 CO2- 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
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. Ca2+, Mg2+, 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 (CO2) 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 Ca2+ -ban gazdag talaj laza (morzsás) szerkezetű. • Nátriumion o Túl sok nátriumion (Na2CO3) 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
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
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
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, Ca2+ szétterítés. • Zöldtrágyázás. Pillangósvirágúak telepítése, majd beszántása. • Komposztálás. • Vetésforgó. • Talajoltás. Földlabdákkal baktérium tenyészetek kihelyezése.
6
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
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
