FIZYKA I CHEMIA GLEB. Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

Transkrypt

1 FIZYKA I CHEMIA GLEB Literatura przedmiotu: Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999 Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego, PWN, Warszawa 2001

2 Tematyka wykładów Bilans wodny i cieplny gleb, właściwości wodne gleb Rodzaje wód glebowych, ocena ich dostępności Charakterystyczne stany uwilgotnienia i pojemności wodnej gleb Retencja wodna gleb, powietrze glebowe, zwierciadło wody w glebie Degradacja gleb, erozja, skażenie i monitoring, aspekty prawne ochrony i rekultywacji gleb Przesłanki rekultywacji terenów, zasady,kierunki Rekultywacja biologiczna, klasyfikacja gleb zrekultywowanych, oceny postępu rekultywacji

3

4 Czynniki powodujące obieg wody w przyrodzie Energia promienista słońca Siła grawitacji Obrót kuli ziemskiej wokół osi Ciśnienie atmosferyczne Siły międzycząsteczkowe (kapilarne) Procesy biologiczne Czynniki antropogeniczne

5 Duży i mały obieg wody w przyrodzie duży obieg parowanie z oceanów - kondensacja w atmosferze - przemieszczanie się pary wodnej - opady na lądy - wsiąkanie - spływ powierzchniowy i podziemny mały obieg parowanie - kondensacja - opad - wsiąkanie - odpływ

6 Rola wody w glebie - Udział w procesie glebotwórczym (wietrzenie minerałów i skał glebotwórczych, mineralizacja zwiążków organicznych) Wody powierzchniowe i gruntowe powodują: - zwywanie gleb (erozja, unoszenie, transport) - akumulację (namulanie, sedymentację) - zabagnianie - zasolenie (z podsiąku wód gruntowych) - wymywanie i przenoszenie substancji organicznych, związków mineralnych

7 Funkcje wody w glebie Woda glebowa jest: - rozpuszczalnikiem i środkiem transportowym składników pokarmowych - niezbędna w procesach fizjologicznych roślin - regulatora ciepła i wilgoci w otoczeniu rośliny - woda kształtuje zawartość ciepła w roślinie - niezbędna w procesach glebotwórczych - formuje mikroklimat i klimat

8 FIZYCZNY SYSTEM KLIMATU Fizyka - dynamika atmosfery Zmiana klimatu Dynamika i chemizm stratosfery Dynamika oceanów Biogeochemia oceanów Globalna wilgotność Energia i wilgotność kontynentów Ekosystemy lądowe Gleby Gazy cieplarniane Użytkowanie ziemi Działalność człowieka Chemizm troposfery Zanieczyszczenia / gazy cieplarniane BIOGEOCHEMICZNE OBIEGI MATERII

9 Elementy środowiska Atmosfera najbardziej zmienna część środowiska, układ dynamiczny, w którym zachodzi ciągłe przemieszczanie się mas powietrza. Hydrosfera woda w stanie ciekłym znajdująca się na powierzchni Ziemi, w oceanach, jeziorach, rzekach i pod powierzchnią Ziemi. Kriosfera światowe zasoby lodu i śniegu, obejmujące lądolody, lodowce górskie, lód morski, pokrywę śnieżną, lód rzeczny i jeziorny. Litosfera Kontynenty wraz z masywami górskimi i basenami oceanicznymi, osady i gleby. Elementy te ulegają zmianom bardzo powoli i należy je rozpatrywać w skali życia Ziemi. Biosfera - roślinność lądowa i morska, zwierzęta lądowe (w tym człowiek) i morskie oraz ptaki. Elementy biosfery są bardzo czułe na zmiany klimatu i ze swej strony mogą wpływać na jego zmiany.

10 Hydrosfera Przeważająca ilość wody jest zmagazynowana w oceanach. Ocenia się, że około 96.5% całkowitych zasobów światowych wody ( km 3 ) znajduje się w oceanach. Szacuje się również, że oceany w około 90% zasilają proces parowania.

11 Hydrosfera (Mook 2001) Objętość w tys. km 3 % całości wody słodkiej Strumień w tys. km 3 /rok czas obiegu w latach Woda słona Oceany Woda słodka Lód Wody podziemne Jeziora Wilgoć glebowa Atmosfera Zbiorniki wodne Rzeki Biomasa RAZEM

12 Bilans wodny obszaru Rp + P = Rk + H + E Rp Rpp retencja powierzchniowa Rpg retencja gruntowa P opad w okresie bilansowym H Hp odpływ powierzchniowy Hg odpływ gruntowy E Eg parowanie z gleby i gruntu Et transpiracja roslin Ei intercepcja, parowanie z liści Rk Rkp retencja wód powierzchniowych Rkg retencja wód w glebie

13 Bilans cieplny gleby Równanie bilansu cieplnego R n G H E = 0 R o E - energia zużyta na parowanie, H energia oddana drogą konwekcji i turbulencji R d =R g - R a Rn bilans promieniowania R s E H R a R g Rn = Rs + Ra Ro - Rg Rs promieniowanie słoneczne Ra promieniowanie atmosfery E H G wymiana ciepła z glebą Ro promieniowanie odbite od powierzchni Rg promieniowanie od powierzchni czynnej

14 K współczynnik dyfuzyjności pary wodnej Związek bilansu wodnego z bilansem cieplnym E i H zależą od charakteru powierzchni czynnej H = -r p c p K H T/ z (energia oddana drogą konwekcji) E = -r p LK v w/ z (energia zużyta na parowanie) T/ z pionowy gradient temperatury w/ z gradient wilgotności ρ p gęstość powietrza c p ciepło właściwe powietrza L utajone ciepło parowania K H współczynnik dyfuzyjności ciepła

15 Właściwości wodne gleb

16