Prezentacja 1

FIZYKA I CHEMIA GLEB
Literatura przedmiotu:
Zawadzki S. red. Gleboznastwo, PWRiL 1999
Kowalik P. Ochrona środowiska glebowego,
PWN, Warszawa 2001
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
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

Duży i mały obieg wody w przyrodzie

duży obieg
mały obieg
– parowanie z oceanów
- kondensacja w atmosferze
- przemieszczanie się pary wodnej
- opady na lądy
- wsiąkanie
- spływ powierzchniowy i podziemny
– parowanie
- kondensacja
- opad
- wsiąkanie
- odpływ
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
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

FIZYCZNY SYSTEM KLIMATU
Zmiana
klimatu
Dynamika
oceanów
Energia i wilgotność
kontynentów
Globalna
wilgotność
Biogeochemia
oceanów
Gleby
Ekosystemy
lądowe
Chemizm troposfery
BIOGEOCHEMICZNE OBIEGI MATERII
Gazy
cieplarniane
Działalność
człowieka
Dynamika i chemizm
stratosfery
Fizyka - dynamika atmosfery
Użytkowanie
ziemi
Zanieczyszczenia /
gazy cieplarniane
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.
Hydrosfera
Przeważająca ilość wody jest zmagazynowana
w oceanach. Ocenia się, że około 96.5%
całkowitych zasobów światowych wody (1 386
000 000 km3) znajduje się w oceanach.
Szacuje się również, że oceany w około 90%
zasilają proces parowania.
Hydrosfera
(Mook 2001)
Objętość
w tys. km3
% całości
wody
słodkiej
Strumień
w tys.
km3/rok
czas obiegu
w latach
425
3 000
Woda słona
Oceany
1 350 000
Woda słodka
Lód
Wody podziemne
Jeziora
27 800
8 000
69
2.4
30
220
0.5
Wilgoć glebowa
70
0.2
Atmosfera
15
0.038
Zbiorniki wodne
5
0.013
Rzeki
2
0.005
Biomasa
2
0.005
RAZEM
40 114
15
12 000
500
90
0.8
496
0.03
40
0.05
Bilans wodny obszaru
Rp + P = Rk + H + E

Rp


P
H

E

Rk
Rpp retencja powierzchniowa
Rpg retencja gruntowa
opad w okresie bilansowym
Hp odpływ powierzchniowy
Hg odpływ gruntowy
Eg
parowanie z gleby i gruntu
Et
transpiracja roslin
Ei
intercepcja, parowanie z liści
Rkp retencja wód powierzchniowych
Rkg retencja wód w glebie
Bilans cieplny gleby
Równanie bilansu cieplnego Rn – G – H – E = 0
E - energia zużyta na parowanie, H – energia oddana drogą konwekcji i
turbulencji
Rd=Rg - Ra
Rn – bilans promieniowania
Rn = Rs + Ra – Ro - Rg
Rs
E
Rs – promieniowanie
słoneczne
H
Rg
Ro
Ra
Ra – promieniowanie
atmosfery
E
H
G – wymiana ciepła z glebą
Ro – promieniowanie odbite
od powierzchni
Rg – promieniowanie od
powierzchni czynnej
Związek bilansu wodnego z bilansem cieplnym
E i H zależą od charakteru powierzchni czynnej
H = -rpcpKH ∆T/∆z (energia oddana drogą konwekcji)
E = -rpLKv ∆w/∆z (energia zużyta na parowanie)
∆T/∆z – pionowy gradient temperatury
∆w/∆z – gradient wilgotności
ρp – gęstość powietrza
cp – ciepło właściwe powietrza
L – utajone ciepło parowania
KH – współczynnik dyfuzyjności ciepła
K – współczynnik dyfuzyjności pary wodnej
Właściwości wodne gleb