Proces glebotwórczy zaczyna się z chwilą wkroczenia organizmów , a głównie roślinności na powierzchniową wietrzejącą warstwę litosfery. Obejmuje on mineralizację materii organicznej , powstanie próchnicy , a także - wraz z wsiąkającymi i podsiąkającymi wodami - związków mineralnych i organicznych. Na przebieg procesu glebotwórczego mają wpływ różnorodne czynniki glebotwórcze , do których należą: klimat , wody , organizmy żywe a także ukształtowanie powierzchni , rodzaj skały , działalność człowieka i czas oddziaływania na skałę wyżej wymienionych czynników.
W wyniku procesu glebotwórczego , trwającego odpowiednio długo , powstaje gleba o wykształconym profilu , z wyraźnie zaznaczonymi poziomami zróżnicowania . Cechy poziomów zależą od rodzaju procesu glebotwórczego.
We wszystkich glebach występuje przypowierzchniowy poziom próchniczy, główne miejsce akumulacji próchnicy. Jej zawartość decyduje o żyzności gleby, tj. zdolności przekazywania substancji pokarmowych roślinom. Wsiąkające wody opadowe przyczyniają się do wypłukiwania lub rozpuszczania składników pokarmowych i przenoszenie ich w głąb gleby. Przy intensywnie przebiegającym procesie wymywania , w glebie , poniżej poziomu próchniczego , powstaje warstwa zubożona w przyswajalne składniki pokarmowe, zwana poziomem wymywania (eluwialnym). Warstwa gleby , w której następuje odkładanie i nagromadzanie związków przenoszonych przez wodę wsiąkającą , a także podsiąkającą nazywa się poziomem wmywania (iluwialnym). Ta część zwietrzeliny skalnej lub skały , która nie podlega procesom glebowym , nazywa się skałą macierzystą
Istotny wpływ na przebieg procesów glebotwórczych wywierają warunki klimatyczne i związana z nimi roślinność naturalna. Od klimatu zależą między innymi : charakter zwietrzeliny , nawilgocenie gleby , okres i warunki wegetacji wody , przyrost masy biologicznej i tempo jej rozkładu. Rodzaj roślinności decyduje z kolei o odczynie ściółki i jakości rozkładającej się materii organicznej. Strefowe zróżnicowanie tych elementów środowiska prowadzi do powstania strefowych typów gleb.
Gleby strefowe
| Typy | Charakterystyka | Występowanie na kuli ziemskiej | Przydatność rolnicza |
| tundrowe | tworzą się w klimacie subpolarnym, płytkie i słabo wykształcone ze względu na wieczną marzłość | północne krańce Eurazji, od półwyspu Kolskiego po Kamczatkę i od Alaski po Labrador w Ameryce Północnej | uprawy jęczmienia, ziemniaków i kapusty, inne w szklarniach |
| bielice | tworzą się w klimatach umiarkowanie chłodnych na piaskach porośniętych lasami szpilkowymi; mają słabo rozwinięty poziom próchniczny i dobrze wykształcony poziom wymywania w postaci jasnej wstęgi kwarcowego pyłu i piasku | na południe od gleb tundrowych- znaczne obszary Europy Środkowej i Północnej, szeroki pas na Nizinie Wschodnioeuropejskiej i w azjatyckiej części Rosji, północna część USA i na znacznych obszarach Kanady | konieczne intensywne nawożenie, uprawa żyta, owsa, jęczmienia, ziemniakó i roślin pastewnych, pszenica w południowej części |
| brunatne i płowe | występują w klimacie umiarkowanym o cechach oceanicznych pod pokrywą lasów mieszanych i liściastych; mniejsze procesy bielicowania, lepiej rozwinięty poziom próchniczny | Europa Zachodnia i Południowa, Mandżuria, Korea i Japonia w Azji, Afryka Południowa, wschodnia Australia, północno- wschodnia część USA | przy intensywnym nawożeniu wysokie plony roślin zbożowych, okopowych i przemysłowych |
| czarnoziemy | powstają głównie w klimacie umiarkowanym na lessach, przy udziale trawiastej i cebulkowej roślinności stepowej; wspaniale rozwinięty poziom próchniczny | od Ukrainy po górny Irtysz, preria w środkowych stanach USA, pampa argentyńska, południowo- wschodnia Australia | najżyźniejsze gleby- uprawa pszenicy, buraka cukrowego, bawełny; łatwo ulegają erozji |
| kasztanowe | tworzą się w klimatach ciepłych i suchych, poziom próchniczny jaśniejszy o czerwonym zabarwieniu pochodzącym od tlenków żelaza | na północ od M. Kaspijskiego i Aralskiego po Bałchasz, Wyżyna Mongolska, południowo- zachodnia Australia, Sudan i na północ od Kalaharii, część prerii w USA, południowa Argentyna | przy odpowiednim nawodnieniu dają dobre plony, uprawa pszenicy |
| szaroziemy pustynne | słabo rozwinięty poziom próchniczny lub całkowity jego brak ze względu na brak roślinnościi niedostatek wody, szybki rozkład próchnicy | obszary pustynne w Azji Środkowej, Sahara w Afryce, wnętrze Australii | nie nadają się do uprawy, nawodnione po dłuższym czasie wytwarzają glebę |
| czerwonoziemy, żółtoziemy, lateryty | występują w klimacie gorącym wilgotnym, gdzie wietrzenie niszczy warstwę próchniczną przez nadmiar wody; są gęste, zbite, gliniaste lub ilaste o barwie czerwonej lub żółtawej | Afryka Równikowa, Amazonia, Ameryka Środkowa, Indie, Północna Australia; gleby te zajmują około 25% powierzchni lądów | trudne do uprawy, wymagają skomplikowanych zabiegów; uprawa kakao, drzew kauczukowych |
Gleby astrefowe
| Typy | Charakterystyka | Występowanie na kuli ziemskiej | Przydatność rolnicza |
| rędziny | rozwinięte na wapieniach, dosyć duży poziom próchniczny zalega bezpośrednio na skale macierzystej- brak pozostałych poziomów | w klimatach umiarkowanych na wapieniach; w Polsce na Wyżynie Kieleckiej i Lubelskiej; w klimacie śródziemnomorskim powstaje "terra rosa" | urodzajne, ale trudne do uprawy |
| aluwialne (mady) | tworzą się współczaśnie wzdłuż dolin rzecznych, zwłaszcza w odcinkach ujściowych rzek; powstają z drobnego materiału naniesionego przez rzeki, bogate w próchnicę | na obszarach delt, największe w Egipcie, Mezopotamii, Indiach i na Nizinie Chińskiej | bardzo żyzne, nadające się do wszystkich upraw, często wymagają melioracji |
| bagienne | mały przepływ wody i wysoko położone lustro wody gruntowej powoduje powstawanie nie rozłożonej torfowatej próchnicy | w różnych obszarach na stosunkowo niewielkich przestrzeniach, większe obszary na Nizinie Zachodniosyberyjskiej | mało urodzajne nawet po osuszeniu |
| czarne ziemie | powstają na obszarach zarastających bagien, najczęściej po zanikających jeziorach, przy obniżonym poziomie wód gruntowych | w różnych obszarach- największe w Afryce Środkowej, Indiach i Urugwaju, w Polsce na Kujawach | bardzo urodzajne, ale trudne do uprawy- pszenica, burak cukrowy |
| górskie | płytkie, pozbawione wyraźnego profilu, niszczone przez silne wietrzenie i zmywanie | we wszystkich górach | słabe, tylko możliwa hodowla; w dolinach owies i ziemniaki |
Formacje roślinne
W danych warunkach ekologicznych - zależnych od klimatu , gleb , rodzaju skał podłoża , rzeźby terenu i stosunków wodnych- rośliny tworzą zbiorowiska odznaczające się charakterystycznym składem gatunkowym i postaciami oraz specyficznymi wymaganiami życiowymi. Są to formacje roślinne. Ze względu na na ich zależność od strefowych zmian warunków klimatycznych wyróżnia się strefowe formacje roślinne : leśne , sawannowe , bezdrzewne i pustynne.
Formacje leśne występują w tych strefach klimatycznych , w których temperatura najcieplejszego miesiąca przekracza 10o C , a jednocześnie występują dostateczne ilości opadów. Niedostatek wilgoci prowadzi do powstania formacji bezdrzewnych , np. stepu , a w warunkach skrajnie suchych - do formacji pustynnych. Niskie temperatury są także przyczyną powstania pozbawionych roślinności pustyń ( pustynie zimne ) lub formacji bezdrzewnych , takich jak np. tundra. Występowanie niektórych formacji roślinnych jest ograniczone tylko do jednej sfery klimatycznej , np. tundra. Inne zaś formacje np. leśne , występują w kilku strefach. Wykazują wtedy znaczne zróżnicowanie w zależności od panujących warunków klimatycznych. Największa jest różnorodność formacji leśnych, począwszy od bujnych , zawsze zielonych , wilgotnych lasów równikowych po ubogą gatunkowo tajgę dalekiej północy.
W strefie klimatu równikowego , wybitnie wilgotnego , występują wilgotne zawsze zielone lasy równikowe , pod którymi rozwinęły się żółtoziemy , czerwonoziemy czerwono żółte gleby laterytowe. Lasy te charakteryzują się ogromną liczbą gatunków i różnorodnością postaci życiowych. Przeważają rośliny drzewiaste ( drzewa , liany ) , a wśród nich wiele drzew cennych : mahoniowe , kauczukowe , heban , balsa , kakaowiec i inne. Roślinność lasu tworzy układ wielowarstwowy , a najwyższa warstwa sięga 40 - 50 m.
W strefach klimatu podrównikowego występują różne typy lasów lub sawann oraz duża różnorodność gleb , np. czerwone laterytowe , czarne tropikalne , czerwonobure. W klimacie monsunowym tej strefy i przy dłuższej porze suchej występują lasy zrzucające liście w porze suchej , a pod nimi tworzą się czerwone gleby laterytowe. W miarę dalszego zmniejszania się opadów i większej ich nieregularności , lasy stają się coraz niższe i rzadsze. Przy niskich i nieregularnych opadach lasy te przechodzą w kolczaste zarośla , nazwane w Afryce buszem , w Australii - skrubem , w Ameryce Południowej katingą (caatinga). Sawannę , formację charakterystyczną dla strefy podrównikowej , porastają przede wszystkim różne gatunki traw i roślin zielonych oraz mniej liczne gatunki drzew i krzewów , które rosną pojedynczo , grupami lub tworzą zagajniki. Korony drzew mają często kształt parasola. W porze deszczowej roślinność bujnie się rozwija , natomiast w porze bezdeszczowej - zasycha. W miarę jak roczne sumy opadów maleją , sawanny zmieniają się z wysokich i wilgotne , przez niskie , do ciernistych pustynnych. Bogatsza roślinność utrzymuje się w dolinach drzew. Są to w wilgotniejszym obszarze lasy galeriowe , zbliżone składem gatunkowym i wyglądem do lasów równikowych.
Gleby tej strefy są użytkowe rolniczo , zazwyczaj ekstensywnie , pod uprawę ryżu , trzciny cukrowej , manioku , kawy , bananów , ananasów , bawełny.
W klimacie zwrotnikowym skrajnie suchym występują pustynie o bardzo skąpej roślinności , nigdzie nie tworzącej zwartej pokrywy. Na pustyniach najczęściej brak gleby lub są to gleby bardzo prymitywne , czasem zasolone
W strefie podzwrotnikowej , w warunkach klimatu śródziemnomorskiego , typową roślinnością są twardo listne lasy i zarośla , przez cały rok zielone , rosnące na glebach brązowych (cynamonowych). Występują tu : oliwka , dąb korkowy , sosna śródziemnomorska , palmy , krzewy laurowe , bukszpany , oleandry. Zniszczone lasy dębowe , charakterystyczne dla tej strefy , zostały zastąpione przez twardo listne zarośla zwane makią w rejonie śródziemnomorskim i chaparral w Ameryce Północnej. W strefie podzwrotnikowej uprawia się winorośl , oliwki i rośliny cytrusowe. W klimacie monsunowym tej strefy występują bujne lasy monsunowe z licznymi stale zielonymi gatunkami. W podszyciu rosną liczne krzewy i gęste bambusy.
W strefach klimatu umiarkowanego ciepłego w zależności od wilgotności występują :
W zasięgu klimatu morskiego - lasy liściaste zrzucające liście na zimę i lasy mieszane na glebach brunatnych
W klimacie kontynentalnym - stepy lesiste na czarnych glebach leśnych , stepy na czarnoziemach , suche stepy na glebach kasztanowych
W klimacie skrajnie kontynentalnym - półpustynie i pustynie z buroziemami i glebami szaroburymi
W strefie lasów zrzucających liście na zimę , w zasięgu klimatu oceanicznego , w Europie występują lasy liściaste z bukami , a dalej na wschód - w miarę zwiększania się kontynentalizmu klimatu - kolejno : lasy mieszane z grabem , lasy z dominacją dębu szypułkowego i lipy drobnolistnej. Na północnej granicy tych lasów mogą występować lasy mieszane liściasto - iglaste. Gleby brunatne , występujące w tej strefie , rozwinęły się na utworach zasobnych w węglan wapnia ( np. na glinach morenowych ) i odznaczają się wysoką urodzajnością. Lasy mieszane - przy zwiększającym się kontynentalizmie klimatu - przechodzą w stepy lesiste. Są to najczęściej dąbrowy i płaty stepu łąkowego , pod którymi wykształciły się żyzne szare gleby leśne i czarnoziemy ( pod roślinnością stepową ). Gleby te w dużym stopniu znajdują się pod uprawą.
Roślinność stepowa , składająca się głównie z roślin zielnych , rozwinęła się w klimacie kontynentalnym umiarkowanie suchym. Na utworach zasobnych w wapń , a zwłaszcza na lessach , pod roślinnością stepową rozwinęły się czarnoziemy ; należą do najżyźniejszych gleb ze względu na dużą zawartość próchnicy ( 6 - 8 % , a nawet do 20 % ) i mineralnych składników pokarmowych , jak również doskonałą strukturę i korzystne warunki wodno - powietrzne. Na czarnoziemach uzyskuje się wysokie plony wartościowych roślin uprawnych ( pszenica , buraki cukrowe , rośliny przemysłowe ).
Na południe od stepów wilgotnych , przy mniejszych opadach , rozwinęły się suche stepy ostnicowe o roślinności niższej i mniej zwartej. Leżące pod nimi gleby kasztanowe , o charakterystycznej kasztanowej barwie poziomu próchniczego odznaczają się dość wysoką zasobnością w składniki pokarmowe. Mogą być wykorzystywane rolniczo , nawet bez nawodnień , pod uprawę takich roślin , jak pszenica , kukurydza , proso , rośliny oleiste oraz pod bawełnę.
W klimacie skrajnie kontynentalnym tej strefy , na utworach lessowych lub piaszczystych - pod roślinnością bylicowo - ostnicową o niepełnym zwarciu - występują buroziemy , a na pustyniach gleby szarobure. Wartość użytkowa gleb półpustyń i pustyń , jest bardzo niska , m.in. ze względu na na zasolenie. Buroziemy znajdują się przeważnie pod pastwiskami ( hodowla owiec , bydła ). Przy nawadnianiu i jednoczesnym odsalaniu mogą być brane pod uprawę warzyw i roślin zbożowych.
W klimacie umiarkowanym chłodnym występuje strefa lasów iglastych ( tajga ). Panują tu zimozielone świerk , jodła , sosna oraz zrzucający igły na zimę modrzew. Domieszkę stanowią gatunki drzew zrzucających liście na zimę - brzoza , wierzba i topola. Warstwę runa tworzą głównie krzewinki z rodziny wrzosowatych oraz mszaki i porosty. W strefie tej na utworach lodowcowych i wodnolodowcowych rowinęły się gleby bielicowe. Są to gleby mało żyzne , ubogie w próchnicę ( ok. 1% ) , zakwaszone.
W strefie okołobiegunowej , w klimacie subpolarnym , występuje tundra. Jest to formacja roślinna charakteryzująca się bardzo niskim wzrostem roślin. Wśród nich licznie występują wieloletnie krzewinki - wierzba polarna , brzoza karłowata oraz zawsze zielone borówka i brusznica. Przeważają jednak mchy i porosty. Tundra porasta tereny pokryte wieloletnią zmarzliną. Gleby tundrowe są kwaśne , ubogie , często oglejone. Rolnictwo w strefie tundry jest bardzo ograniczone. Tundra jest wykorzystywana głównie jako pastwiska dla reniferów.
W klimacie polarnym występują pustynie lodowe. Roślinność jest bardzo skąpa , przeważają mchy i porosty. Gleby tej strefy należą do prymitywnych , są bardzo płytkie i kamieniste.
PIĘTRA ROŚLINNOŚCI W RÓŻNYCH STREFACH KLIMATYCZNYCH
W górach , wraz ze wzrostem wysokości i piętrowo zmieniającymi się warunkami klimatycznymi , zmienia się również charakter roślinności. Układ pięter roślinnych ich skład gatunkowy nawiązują do roślinności występującej na danym kontynencie i w danej strefie klimatycznej.
W górach strefy międzyzwrotnikowej dolne piętra tworzą górskie wilgotne lasy równikowe. Lasy górskie są bujne , bogate gatunkowe , z licznymi epifitami zwisającymi z gałęzi drzew. Występują w nich paprocie drzewiaste , palmy , bambusy. W występującym powyżej piętrze alpejskim spotyka się początkowo zarośla karłowatych drzew i krzewów , a wyżej zioła. Wraz z wysokością szata roślinna staje się coraz mniej zwarta. Górna granica występowania roślinności znajduje się na wysokości 4000 - 4500 m n.p.m. Powyżej występują pustynie lodowe z polami wiecznych śniegów i lodowcami. Rosną tu jedynie porosty pokrywające miejscami odsłonięte skały. W Andach tej strefy piętro alpejskie nazywa się paramo. Jest ono stale wilgotne , mgliste i chłodne. Tam gdzie jest mniej opadów w strefie zwrotnikowym i w centrum gór , powyżej górnej granicy lasów występuje formacja trawiasta zwana puną.
W klimacie umiarkowanym ciepłym dolne piętro tworzy las dębowy przechodzący wyżej w las bukowy z domieszką jodły ( regiel dolny ) i w bór świerkowy ( regiel górny ). Powyżej górnej granicy lasu , w piętrze alpejskim występują początkowo krzewy i drzewa karłowate (kosodrzewina ) a wyżej murawy alpejskie ( hale ). Granica wiecznego śniegu wyznacza górną granicę piętra alpejskiego. W występującym powyżej piętrze śnieżnym , na skałach nie pokrytych śniegiem początkowo występują fragmenty muraw alpejskich , a wyżej rośliny poduszkowe oraz mchy i porosty.
W strefie klimatów okołobiegunowych roślinność górska reprezentująca piętro alpejskie jest identyczna z roślinnością tundry.