|
|
ОглавлениеРаздел 1. Полярный почвенно-биоклиматический пояс Раздел 2. Бореальный (холодно-умеренный) почвенно-биоклиматический пояс Раздел 3. Суббореальный почвенно-биоклиматический пояс Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгуРаздел 2. Бореальный (холодно-умеренный) почвенно-биоклиматический поясРис. 29. Бореальный пояс (Строганова, 2010). Бореальный пояс занимает на земном шаре значительную территорию, его общая площадь около 2373 млн. га, из них горные территории занимают 1564 млн. га (рис. 29). Почвы и растительность получают много влаги, но тепла недостаточно. Полугидроморфные и гидроморфные почвы занимают 16% равнинных территорий. 2.1. География бореального пояса. Условия почвообразования Бореальный пояс занимает на материке Евразии огромные пространства, располагаясь между тундрой и лесостепью. Он простирается от западных границ РФ до Охотского и Японского морей. Южная граница пояса следует примерно на 56–58° с. ш., на западе РФ опускаясь до 50° с. ш. Северная граница 68° с. ш. (до полуострова Ямал, поднимаясь до 70° с. ш. на востоке до Чукотского полуострова). Пояс располагается в пределах территории с суммами t >10° — от 400 до 600°С на севере до 1800–2400°С на юге (рис. 30). Рис. 30. Бореальный почвенно-биоклиматический пояс 2.1.1. Условия почвообразования Климат пояса умеренно-холодный, с нарастанием континентальности к востоку. В районах Восточной Сибири он резко континентальный, а на Дальнем Востоке — муссонный. Среднегодовые температуры изменяются от +4°С на западе Европейской территории, в Восточной Сибири до –7… —16°С и на Дальнем Востоке до +7,5°С. Продолжительность теплого периода со среднесуточной температурой выше 10°— от 40 до 155 дней. Сумма температур выше 10о колеблется от 400° до 2400°С. Пояс располагается в условиях повышенного атмосферного увлажнения с КУ существенно больше 1 при известном дефиците теплоты. Количество осадков в разных частях территории непостоянно: в европейской части их выпадает около 600 мм в год, в Западной Сибири — 425–565 мм, от Енисея до Станового хребта — 140–240 мм; на Дальнем Востоке количество осадков возрастает до 1000 мм. Основное количество осадков выпадает в теплое время года. На большей части пояса преобладает промывной тип водного режима, однако во многих районах Восточной Сибири увлажнение недостаточное и годовое количество осадков меньше испаряемости. Азиатская территория, особенно Восточная Сибирь, расположена в зоне островной и сплошной вечной мерзлоты с распространенным здесь мерзлотным типом водного режима, оказывающим значительное влияние на процессы почвообразования. В целом для климата пояса характерно: 1) продолжительный зимний перерыв в почвообразовании с обязательным промерзанием почв; 2) активная влажная летняя фаза в почвообразовании; 3) полное промачивание почвы в течение сезонных циклов, т. е. отчетливо выражен промывной водный режим. Рельеф. Большая протяженность территории с запада на восток и с севера на юг обусловливает большое разнообразие рельефа. Европейская территория расположена в пределах Русской равнины, далее на восток, за Уралом, Западно-Сибирская низменность. На формирование поверхности равнинных территорий большое влияние оказала ледниковая деятельность. За Енисеем равнинные территории сменяются плоскогорными. Более 20% территории приходится на горные сооружения. Почвообразующие породы. В Европейской части территории преобладают четвертичные континентальные образования, как правило, ледникового происхождения, представленные моренными отложениями, покровными суглинками и глинами. Западно-Сибирская низменность в северной ее части также покрыта ледниковыми наносами, которые сменяются южнее древними озерно-аллювиальными наносами. В Средней и Восточной Сибири все отчетливее проявляется литогенный фактор на фоне ослабления широтно-зональных закономерностей. Как следствие, проявление высотно-зональной дифференциации почвенного покрова. В Восточной Сибири и на Дальнем Востоке почвообразующие породы — элювий и делювий коренных пород. Равнинные пространства Дальнего Востока сложены четвертичными и третичными песками, супесями и глинами. На Камчатке, на своеобразные литогенные пепловулканические почвы, накладываются зональные черты почвообразования. Растительность. Это пояс господства лесной растительности (тайга и хвойно-широколиственные леса). Травянистая растительность представлена луговой и болотной формациями. Существенные различия термических условий и условий увлажнения, специфика рельефа, почвообразующих пород, растительности создают разнообразие природных условий в различных частях пояса. В связи с чем на территории РФ можно выделить три почвенно-биоклиматические области: 1) Европейско-Западно-Сибирская таежно-лесная континентальная область подзолистых почв; 2) Восточно-Сибирская мерзлотно-таежная экстраконтинентальная область мерзлотно-таежных и палевых мерзлотно-таежных почв; 3) Дальневосточная таежно-лесная континентально-океаническая область пепловулканических почв, подзолистых и буро-таежных почв. Глава 3. Европейско-Западно-Сибирская таежно-лесная почвенно-биоклиматическая область3.1. География области. Условия почвообразованияЕвропейско-Западно-Сибирская таежно-лесная область занимает огромную территорию, которая простирается от западных границ нашей страны до Енисея на востоке, где ее граница совпадает с границей широкого распространения многолетней мерзлоты (рис. 31). Климат умеренно-холодный, с нарастанием континентальности к востоку. На западе Европейской территории среднегодовые температуры изменяются от +4°С, на севере Западной Сибири составляют –10,5°С и на юге — 1–2°С. Продолжительность теплого периода со среднесуточной температурой выше 10° — от 40 до 155 дней. Сумма температур выше 10° колеблется от 400° до 2400°С. Рис. 31. Европейско-Западно-Сибирская таежно-лесная область Область располагается в условиях повышенного атмосферного увлажнения с КУ существенно больше 1 при известном дефиците теплоты. Количество осадков в разных частях территории непостоянно: в Европейской части их выпадает около 600 мм в год, в Западной Сибири — 425–565 мм. Основное количество осадков выпадает в летнее время года. На большей части области преобладает промывной тип водного режима. Рельеф. На формирование поверхностей равнинных территорий существенное влияние оказала ледниковая деятельность. Европейская часть территории расположена в пределах Русской равнины, где на общем равнинном фоне встречаются возвышенные и пониженные пространства. Западно-Сибирская часть территории представляет собой обширную, слабодренированную равнину. Почвообразующие породы. В Европейской части территории преобладают четвертичные континентальные образования, как правило, ледникового происхождения, представленные моренными отложениями, покровными суглинками и глинами; в центральных и южных районах встречаются лессовидные карбонатные легкие и средние суглинки. Распространены также водно-ледниковые, древнеаллювиальные, двучленные породы, ленточные глины, элювий и делювий коренных пород, современные аллювиальные отложения в поймах рек. Западно-Сибирская низменность в северной ее части также покрыта ледниковыми наносами, которые сменяются южнее древними озерно-аллювиальными наносами. Растительность. Преобладают древесные растительные формации, преимущественно таежные хвойные леса. По составу их можно разделить на ряд типов: 1) хвойные леса из европейской ели, расположенные южнее границы тундры; 2) хвойные леса из европейской ели с примесью сибирских пород — лиственницы, пихты, а ближе к Уралу — кедра; 3) смешанные хвойно-широколиственные леса европейского типа, в которых лесообразующими породами являются ель и сосна с примесью дуба, клена, липы; 4) Западно-Сибирские хвойные леса из сибирской ели, кедра, пихты. Почвообразование связано преимущественно с хвойными нетравянистыми лесами, а в южной зоне — с хвойно-широколиственными травянистыми лесами. Структура их фитомассы и специфика биологического круговорота веществ во многом определяет генезис почв. Сравнение показателей биологического круговорота и продуктивности еловых лесов трех таежных подзон, проводившееся многими исследователями, показало небольшие и преимущественно количественные различия между северо- и среднетаежными лесами и существенные — между ними и южной тайгой (табл. 8). Таблица 8 Продуктивность и элементы биологического круговорота таежных ельников Европейской РФ на суглинистых мезоморфных почвах (по Тонконогову, 1999)
3.1.1. Характеристика почвообразовательных процессов В связи с разнообразием условий почвообразования в Европейско-Западно-Сибирской таежно-лесной континентальной области почвенный покров формируется под влиянием различных почвообразовательных процессов. Основные из них: Подзолообразовательный процесс (оподзоливание). По современным представлениям подзолообразовательный процесс относится к группе элювиальных элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП). Подзолообразовательный процесс связывают с кислотным гидролизом глинистых силикатов в условиях гумидного климата и промывного типа водного режима с остаточной аккумуляцией в оподзоленном (подзолистом) горизонте кремнезема, при обеднении его илом, Al, Fe и основаниями. Механизм этого процесса разными авторами трактуется различно: • действие водородного иона, появляющегося при диссоциации угольной кислоты (коллоидная теория, К. К. Гедройц, 1926); • влияние аммонийного иона (Н. П. Ремезов, 1941); • действие специфических органических кислот (В. Р. Вильямс, 1935; И. В. Тюрин, 1944; В. В. Пономарева, 1964); • с действием угольной и органических (специфических и неспецифических) кислот (А. А. Роде, 1937); • влияние чередования окислительно-восстановительной обстановки в кислотной среде (С. П. Ярков,1947); • непосредственные действия кислых выделений микроорганизмов, особенно грибов (В. Р. Вильямс, 1947; Т. В. Аристовская,1965) (биологическая теория). Существенная особенность подзолистого процесса — разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты, и грунтовые воды. Лессивирование (лессиваж, обезиливание, иллимиризация). Процесс относится к группе элювиальных ЭПП. Сущность процесса состоит в пептизировании, отмывке илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности зерен грубозернистого (песчаного и крупнопылеватого) материала или из микроагрегатов, и выноса их в неразрушенном состоянии из элювиального горизонта (К. Д. Глинка, 1924; Н. Чернеску, 1934; Ж. Обер, 1938; Ф. Дюшофур, 1948; Мюккенхаузен, 1957; В. М. Фридранд, 1957; И. П. Герасимов, 1960). (Пептизация — распад почвенных агрегатов на элементарные частицы, без разрушения последних, т. е. диспергирование) Основными признаками для разделения подзолистых и лессивированных почв ряд исследователей считают состав ила по профилю (отношение SiO2: R2O3) и наличие «ориентированной глины». В лессивированных почвах состав ила по профилю постоянен, а в иллювиальном горизонте присутствует заметное количество «ориентированной глины», которая свидетельствует о перемещение ила без разрушения. Оглеение. Относится к группе метаморфических ЭПП. Оглеение — процесс метаморфического преобразования минералов почвенной массы в результате постоянного или длительного периодического переувлажнения почвы, приводящего к интенсивному развитию восстановительных процессов, иногда (или локально в микрозонах) сменяемых окислительными; процесс характеризуется восстановлением элементов с переменной валентностью, разрушением первичных минералов, синтезом специфических вторичных материалов, имеющих в своей кристаллической решетке ионы с низкой валентностью, незначительным выносом оснований и иногда аккумуляцией соединений Fe, S, P и Si (кремния). Г. Н. Высоцкий (1905) дает следующее определение сущности процесса оглеения: «Оглеение — сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий при переувлажнении почв в анаэробных условиях при непременном наличии органических веществ и участии анаэробных микроорганизмов» (цит. по Кауричеву, 1989). Метаморфизм — процесс существенного изменения текстуры, структуры и состава горных пород под воздействием температуры и давления. Трансформация минералогического состава на месте. Подстилкообразование — формирование на поверхности почвы органического (в нижней части органоминерального) слоя лесной подстилки или степного войлока, находящегося по вертикальным слоям (и во времени) на различных стадиях разложения растительных остатков. Морфологически характеризуется тем, что вся подстилка сплошным слоем легко отделяется от нижележащей минеральной толщи почвы и состоит из различимых невооруженным глазом растительных остатков. В нижнем слое подстилки имеется существенная механическая примесь минеральных скелетных частиц, как правило, лишенных окисных пленок. Дерновый процесс (биогенно-аккумулятивные ЭПП). Дерновый почвообразовательный процесс — интенсивное гумусообразование, гумусонакопление и аккумуляция биофильных элементов под воздействием травянистой растительности и особенно корневой массы с образованием изогумусового профиля, с поверхностным темным комковатым или зернистым гумусовым (или перегнойным) горизонтом, состоящим, по крайней мере, наполовину по объему из корней растений. Формирующийся при этом дерновый горизонт характеризуется существенной ролью корневых систем в его составе (более половины объема), а твердая фаза его представлена мелкозернистыми или мелкокомковатыми отдельностями, под микроскопом обнаруживающими существенную межагрегатную и внутриагрегатную порозность и состоящими из склеенных гумусовыми хлопьями обильных остатков растительных тканей и минеральных зерен; обильны также здесь разнообразные одноклеточные и многоклеточные микроорганизмы. Гумусообразование (гумификация) — процесс преобразования органических остатков в почвенный гумус и его перемешивание с минеральной частью почвы с формированием гумусовых сгустков (гумонов), обволакивающих пленок, органо-минеральных соединений и глинисто-гумусовых компонентов: а) по механизму гумусонакопления разделяют на: инситное (in citu — на месте образования); пропиточное; потечное; б) по типу гумификации на: гуматное >2; фульватно-гуматное — 1–2; гуматно-фульватное — 0,5–1; фульватное <0,5; в) по реакции среды: кислый; нейтральный; щелочной; г) по характеру связи с минеральной частью и степени гумификации: мюллеобразование; модерообразование; морообразование. Элювиально-глеевый процесс развивается в почвах поверхностного временного избыточного увлажнения, под влиянием сезонного оглеения с нисходящими токами воды, который способствует сильной миграции веществ. Он играет большую роль в формировании элювиальных горизонтов в различных типах почв — глееподзолистых, солодях, подбелах (глеево-элювиальные лесные почвы) (Ю. А. Ливеровский, И. С. Кауричев). Развиваясь в условиях контрастного водного режима, характеризуется следующими чертами: 1) контрастным проявлением ОВ-процессов в верхних горизонтах почвы (резким снижением ОВП в период временного переувлажнения с последующим повышением при просыхании и нарастании аэрации); 2) превращением органических веществ с образованием большого количества подвижных и агрессивных их форм (ФК, низкомолекулярных кислот, полифенолов); 3) образованием подвижных восстановленных форм Fe и Mn, а при кислой реакции — и подвижных соединений Al; 4) активным взаимодействием агрессивных органических веществ с компонентами минеральной части почвы с образованием водорастворимых комплексных органических соединений и их миграцией с нисходящим или боковым током воды; 5) высоким содержанием вмытого гумуса (2–4%) в гор A2g и постепенное уменьшение его с глубиной — (потечный гумус); 6) повышенным содержанием подвижных форм Fe в верхней части профиля А2g (по Тамму); 7) неблагоприятным водным, воздушным и тепловым режимом. Оглинение (метаморфическое ЭПП). В научной литературе для обозначения этого процесса используются также термины внутрипочвенное выветривание, метаморфическое оглинивание. Оглинивание — процесс внутрипочвенного выветривания первичных минералов с образованием и относительным накоплением in situ вторичной глины сиаллитного состава. Постоянная влажность и длительные положительные температуры способствуют этому процессу. Оглинивание идет также в результате процессов вторичного синтеза из продуктов минерализации органических остатков. Оглинение охватывает среднюю часть профиля и ведет к образованию метаморфического иллювиального горизонта (Вm). Торфообразование (биогенно-аккумулятивное ЭПП). Процесс преобразования и консервирования органических остатков при их незначительной гумификации. Ведет к образованию поверхностных горизонтов торфа различной степени разложенности: а) олиготрофное (дистрофное) торфообразование; б) эутрофное торфообразование. В сухоторфянистом горизонте все растительные остатки сохраняют исходную форму, хорошо различимую невооруженным глазом. Торфяной очес выделяется тем, что в нем полностью видна форма растений, которые отделяются от зеленых растений лишь бурой или желто-бурой окраской. Спутанно-волокнистое микростроение характерно для всех видов торфа, а иногда оно наблюдается и невооруженным глазом. 3.1.2. Почвенный покров области Общая черта почвенного покрова этой области, связанная с их климатом — тенденция к атмосферному заболачиванию. Заболачивание может происходить: 1) на плоских поверхностях и глинистых субстратах; 2) в зрелых почвах с водонепроницаемым иллювиальным горизонтом. Поэтому в составе почвенного покрова всех равнинных территорий болотные и близкие к ним почвы играют важную роль. Европейско-Западно-Сибирская таежно-лесная область подзолистых почв характеризуется следующими чертами: • область расположена в условиях повышенного атмосферного увлажнения с КУ>1, при известном дефиците тепла; • везде имеет место продолжительный зимний период в почвообразовании с обязательным промерзанием почв; • активная влажная летняя фаза в почвообразовании; • полное промачивание почв в течение сезонных циклов, т. е. отчетливо выраженный промывной тип водного режима; • почвообразование связано с хвойными нетравянистыми лесами: структура их фитомассы и специфика биологического круговорота веществ во многом определяет генезис почвы. Сочетание биоклиматических факторов на территории области в автоморфных условиях ведет к развитию выщелоченных кислых грубогумусовых почв с фульватным или гуматно-фульватным гумусом, с ненасыщенным почвенно-поглощающим комплексом (ППК), с железом, как «типоморфным» элементом, определяющим бурую окраску всего профиля или его нижней части. В зависимости от конкретных литолого-геоморфологических условий и возраста поверхности эволюция почв идет по линии дифференциации профиля. Примером может служить известный ряд подвижности элементов по Б. Б. Полынову: железо — алюминий — коллоидные и илистые частицы. Процессу дифференциации профиля могут препятствовать особенности материнских пород и в первую очередь обилие в них оснований (известняки, основные изверженные породы, свежие пеплы, полиминеральные пески), а также значительные уклоны поверхности, мерзлотные нарушения. Поэтому в почвенном покрове сосуществуют автономные почвы с дифференцированным и недифференцированным профилем, т. е. подзолистые почвы и подбуры. На легких породах образуются подзолы. Почвенный покров области слагается разнообразным набором почв с разной степенью оподзоленности (дифференциации) профиля и оглеенности. В почвенном покрове равнинных территорий проявляются широтно-зональные закономерности в составе автоморфных (зональных) почв или в структуре почвенного покрова. С запада на восток эти закономерности становятся все менее отчетливыми в связи с особенностями почвообразующих пород, рельефа, нарастающей континентальностью климата. К геохимически подчиненным ландшафтам в области приурочены болотные торфяные низинные почвы, дерново-глеевые. Аллювиальные (пойменные) почвы в отличие от почв междуречий развиваются преимущественно под луговой растительностью, где основным почвообразовательным процессом является дерновый. На огромной территории Европейско-Западносибирской области сама конкретная обстановка определяет большое разнообразие почв. В связи с этим с севера на юг область делится на 3 зоны; 1. Зону глееподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв северной тайги. 2. Зону подзолистых почв средней тайги. 3. Зону дерново-подзолистых почв южной тайги. В области господствует подзолообразовательный процесс, который наиболее ярко выражен в средней тайге. К северу вследствие нарастания увлажнения оподзоливание сочетается с элювиально-глеевым и болотным процессом, к югу благодаря развитию травянистой растительности с дерновым. Характер и степень проявления почвообразовательных процессов наблюдается не только в связи со сменой климатических, литологических и растительных условий с севера на юг, но и с запада на восток. Соотношение между наиболее распространенными почвами и условиями их формирования можно представить следующей схемой (рис. 32). Ухудшение дренажа Рис. 32. Зависимость между почвами, материнскими породами и условиями дренажа в бореально-таежных областях (по Герасимовой, 1987) На западе накладываются черты буроземообразования; а на востоке подзолообразование тормозится наличием длительной сезонной или многолетней мерзлоты. Если в почвенном покрове равнинных территорий проявляются широтно-зональные закономерности (в связи с чем область разделена на 3 зоны), то с запада на восток эти закономерности становятся менее отчетливыми в связи с нарастающей континентальностью климата, почвообразующими породами, рельефом. Происходящие изменения условий почвообразования позволяют с запада на восток выделять фациальные и провинциальные особенности почв и почвенного покрова. Герасимова (2007) отмечает, что процессы миграции веществ приводят к формированию того или иного типа профиля автономных почв, который зависит преимущественно от свойств материнских пород и в меньшей степени — от рельефа, контролирующего условия внутрипрофильного дренажа. Благоприятные биоклиматические предпосылки почвенно-геохимических миграций определяют возможность перемещения не только соединений Fe и А1, но и коллоидных и илистых частиц. Следовательно, в автономных почвах развивается элювиально-иллювиальная дифференциация профиля — хемогенная или текстурная, что и служит главным разграничителем почв во всех бореальных таежно-лесных областях. Так, при свободном внутрипрофильном дренаже формируются альфегумусовые почвы, при затрудненном — глинисто (или текстурно)-дифференцированные. В условиях гумидного таежного климата дренированность профиля зависит в первую очередь от гранулометрического состава. Поэтому к легким субстратам — песчаным, гравелистым, щебнистому элювию плотных пород — тяготеют альфегумусовые почвы с их хемогенной дифференциацией профиля, тогда как на суглинках господствуют глинисто-дифференцированные, большей частью подзолистые почвы. Альфегумусовые почвы разделяются на подбуры и подзолы по проявлениям элювиально-иллювиальной дифференциации, которая зависит от минералогических особенностей материнских пород — богатства или бедности основаниями. Соответственно на дериватах основных и средних изверженных или метаморфических пород и полиминеральных песках формируются подбуры, на бедных кварцевых песках — подзолы (рис. 33). Морфологические различия между почвами внутри группы глинисто-дифференцированных почв таежных областей проявляются в характере элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, который зависит не столько от химических факторов, сколько от дренированности, т. е. возможностей оттока влаги из почвенного профиля. Почти все суглинистые почвы имеют признаки оглеения, и чем ярче они выражены, тем, как правило, слабее дифференциация профиля. Наименее дифференцированным профилем отличаются некоторые таежные глееземы. Автономные бореальные таежные почвы Рис. 33. Группы автономных бореальных почв таежных областей (по Герасимовой, 2007) 3.2. Зона глееподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв северной тайги3.2.1. География зоны северной тайги. Условия почвообразования Северо-таежная зона расположена к югу от тундры. Ее северная граница близка к полярному кругу, к югу она доходит до 62–64° с. ш. (рис. 34). Рис. 34. Зона глееподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв Условия почвообразования Климат характеризуется избыточным увлажнением и ограниченным поступлением тепла солнечной радиации. Продолжительность биологически активного периода с t>10° ограничивается 2–3 месяцами. При этом сумма t>10° за этот период составляет 400–1250°. С запада на восток меняется количество атмосферных осадков и зимние температуры. На западе выпадает 500–600 мм, на востоке — 380–550 мм. Гумидности климата способствует большое количество озер и болот. Атмосферное переувлажнение служит главной причиной широкого распространения болот и полуболотных ландшафтов. Температура наиболее холодного месяца: на западе — 10–12°, на востоке — 20–25°, наиболее теплого месяца июля соответственно +15–16°, +13,5° в Восточной Сибири. Рельеф. На рельеф большое влияние оказала деятельность ледника. Он волнисто-холмисто-увалистый, местами сильно расчлененный речными долинами, балками и оврагами. На западе рельеф грядово-волнистый, с небольшими относительными высотами. Восточноевропейская область целиком располагается в пределах Русской платформы с мощной осадочной толщей, венчающейся отложениями валдайского (север и северо-запад) и московского оледенений, и, следовательно, с ледниково-аккумулятивным рельефом. Самыми распространенными являются два типа равнин: повышенные моренные и низкие водно-ледниковые и озерно-аллювиальные. Почвообразующие породы. Преимущественно ледникового происхождения: моренные отложения, бескарбонатные и карбонатные, различного гранулометрического состава; покровные суглинки, древнеаллювиальные, преимущественно песчаные и супесчаные отложения древних речных террас; двучленные породы — пески и супеси, подстилаемые с глубины 40–60 см суглинком или глиной. Большую роль в почвообразовании играет гранулометрический состав почвообразующих пород. Растительность. Зона характеризуется распространением северотаежных лесов и лесотундровых редколесий. В Европейской части РФ на суглинках произрастают еловые, елово-березовые леса, чаще в той или иной степени заболоченные, на песках — сосновые леса. В Западной Сибири леса елово- и сосново-лиственные. Напочвенный покров — мхи, кустарники. Фитомасса ельника-зеленомошника северной тайги составляет 1230 ц/га, при приросте 35 ц/га. С опадом ежегодно поступает 95 кг/га зольных элементов и N. Опад преимущественно поступает на поверхность почвы, что вызвано резким преобладанием надземной растительной массы над подземной (корни 28%). Замедление разложения опада способствует накоплению на поверхности почвы лесной подстилки. Запас подстилки может в 18 раз превосходить ежегодный наземный опад. Биологический круговорот сильно заморожен. В северо-таежной зоне, на суглинистых породах распространены глееподзолистые почвы (Пг), которые являются подтипом подзолистых почв в соответствии с классификацией и диагностикой почв СССР (1977). По «Классификации и диагностики почв России» (2004) это подтип в типах подзолистых почв, подзолов и сухоторфяно-подзолов. 3.2.2. Глееподзолистые почвы По КиДПР — подзолистые — глееподзолистые. По WRB — Staqnic ALBELUVISOLS. Условия формирования Почвы формируется под северо-таежными редкостойными хвойными и смешанными лесами с мохово- и лишайниково-кустарничковым напочвенным покровом. В кустарниковом и кустарничковом ярусах распространены растения типичные для тундры. Это карликовая береза, багульник, голубика. Поверхность почвы покрыта мхами и лишайниками. На западе территории встречаются чистые сосняки, а на востоке — лиственничники. Северная тайга частично лежит в области островной мерзлоты, и автономные почвы на мерзлом суглинистом грунте оттаивают летом до глубины 1–1,2 м. Почвенный режим определен как промывной слабо застойный. Глееподзолистые почвы северной тайги приурочены к самым «сухим» позициям среди подзолисто-болотных и болотных. Важным диагностическим признаком почв являются отчетливо выраженные признаки поверхностного оглеения и глинисто-дифференцированный профиль. Глинисто-дифференцированный профиль представляет собой комбинацию горизонтов: осветленного и обедненного тонкими частицами подзолистого (А2 — в классификационной системе 1977 г.) или элювиального (EL — в классификационной системе 2004 г.) и бурого структурного иллювиального (соответственно Bt и ВТ), с многочисленными глинистыми кутанами и с разницей в содержании ила между горизонтами не менее чем в 1,4 раза. Основные почвообразовательные процессы Подстилкообразование Кислотный гидролиз минералов Элювиально-глеевый процесс Лессиваж Морфологическое строение профиля По классификации (1977) профиль почв имеет следующее строение: Ао — А2g — А2Вg — В — С, где: Ао — лесная подстилка; А2g — подзолистый оглееный горизонт; А2Вg — переходный оглееный горизонт; В — иллювиальный горизонт; С — почвообразующая порода. По КиДПР (2004): O — ELg — BEL (BELg) — BT — C, где: О — поверхностный, подстилочно-торфянистый горизонт; Elg — элювиальный, глееватый; BEL — субэлювиальный; BT — текстурный горизонт; С — рыхлая почвообразующая порода. Характерные черты профиля глееподзолистых почв: 1) профиль четко дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу; 2) малая мощность (меньше 5 см) органогенного горизонта и резкий контакт его с минеральной толщей; 3) отсутствие гумусового горизонта; 4) поверхностное оглеение. Морфологическое описание профиля (рис. 35)
Классификация почв В соответствии с классификацией и диагностикой почв СССР (1977) глееподзолистые почвы являются подтипом в типе подзолистых почв. По КиДПР (2004) они входят в отдел «Текстурно-дифференцированных почв» (табл. 9). Таблица 9 Классификация и диагностика почв России (2004). Подзолистые почвы
Свойства Почвы кислые по всему профилю (рНсол. 3,2–4,3), степень насыщенности основаниями (V) <20%. В горизонте А2 гумуса мало (2–4%), гумус фульватный (Сгк/Сфк = 0,2–0,5). Характерно содержание светлоокрашенных гумусовых соединений, их потечность, ярко выраженная способность образовывать комплексные формы с R2О3. В составе гуминовых кислот нет фракции, связанной с Са. Профиль четко дифференцирован по элювиально-иллювиальному типу, что подтверждается характером распределения илистой фракции и валовых форм полуторных оксидов. Почвы имеют повышенное содержанием несиликатного железа в верхней части профиля. Отличаются неблагоприятными свойствами и считаются низкопродуктивными. При освоении требуют глубокого рыхления, регулярного внесения органических и минеральных удобрений, известкования, тепловых мелиораций. Разновидность почв легкого гранулометрического состава обладает лучшими свойствами для сельскохозяйственного использования, так как они наиболее теплые, менее оглеены и легче окультуриваются. 3.2.3. Подзолистые иллювиально-гумусовые почвы По КиДПР — подзолы. Сухоторфяно-подзолы. По WRB — Albic PODZOLS. На легких породах, обеспечивающих свободный внутренний дренаж в зоне северной тайги формируются подзолистые иллювиально-гумусовые почвы (ПИГ). Почвообразующими породами явлются древнеаллювиальные и флювиогляциальные пески и супеси или на хрящевато-щебнистый элювий и делювий бедных основаниями и R2O3 коренных породах. Приурочены к хорошо дренированным приречным полосам, эродированным возвышенностям или территориям с песчаными отложениями и глубоким уровнем грунтовых вод. Растительность представлена сосновыми, елово-сосновыми и лиственнично-сосновыми лесами. Бедность основаниями растительного опада и почвообразующих пород является важным условиям в генезисе подзолистых иллювиально-гумусовых почв. Разложение и гумификация опада происходит в сильно кислой среде. Преобладают агрессивные фракции фульвокислот, оказывающие разлагающее действие на минеральную часть почвы. Поэтому под грубогумусовой лесной подстилкой формируется элювиальный белесоватый подзолистый горизонт А2. В процессе вертикальной фильтрации железо и алюминий связываются фульвокислотами с образованием органоминеральных комплексов. По мере насыщения полуторооксидами фульвокислот происходит выпадение их в осадок с образованием иллювиально-гумусового горизонта Вh. Для горизонта характерна темно-бурая, красновато-бурая или темно-коричневая окраска. Профиль формируется в окислительной обстановке и признаки оглеения в отличие от глееподзолистых почв отсутствуют. Основные почвообразовательные процессы Подстилкообразование Грубогумусово-аккумулятивный процесс Альфегумусовый процесс Морфологическое строение профиля Подзолистые иллювиально-гумусовые почвы имеют следующее строение профиля по КиДП СССР (1977): АО — А2 — Bh — (BC) — C, где: АО — лесная грубогумусовая подстилка; А2 — подзолистый горизонт; Вh — иллювиально-гумусовый; С — почвообразующая песчаная, супесчаная порода По КиДПР (2004): О — АО — Е — BHF (BHF, BF) — С, где: О — подстилочно-торфяной горизонт; АО — органоминеральный горизонт; Е — подзолистый; ВНF — альфегумусовый горизонт; С — почвообразующая рыхлая порода. Подзолистые иллювиально-гумусовые почвы характеризуются четко дифференцированным профилем (рис. 36, 37).
Классификация почв По КиДП СССР (1977) подзолистая иллювиально-гумусовая почва является родом в подтипе подзолистых почв. По КиДПР (2004) почвы входят в отдел «Альфегумусовые почвы» (табл. 10). Таблица 10 Классификация и диагностика почв России (2004). Подзолы
Свойства Почвы кислые, ненасыщенные. Максимальной кислотностью и ненасыщенностью отличаются грубогумусовые и подзолистые горизонты (pH Н2О — 3,4–4,0; pHКCl — 3,0–3,5), в гор. Bh величина рН повышается до 5,0. Органическое вещество распределено в почве неравномерно ступенчато. Содержание его резко уменьшается от гор. Ао (65–85%) к гор. А2 (1–3%) и снова возрастает в гор. Bh (5–6% иногда и больше). Преобладают фульвокислоты, содержание которых в горизонте А0 в 2,0–2,5 раза, а в горизонте Bh в 4–8 раз превосходит содержание гуминовых кислот. В группе фульвокислот преобладают фракции подвижных свободных и рыхлосвязанных с R2O3, очень много фульвокислот непосредственно растворимых в минеральных кислотах в гор. Bh. Содержание гумуса резко возрастает в иллювиальных горизонтах во всех подзолах и служит критерием их разделения на иллювиально-железистые (<1,5%), иллювиально-гумусово-железистые (1,5–3%), иллювиально-железисто-гумусовые (3–5%) и иллювиально-гумусовые (>5%). В профиле четко выражена элювиально-иллювиальная дифференциация валовых и оксалатно растворимых форм Fe2O3 и Al2O3. Однако дифференциация профиля по гранулометрическому составу выражена слабо. Бедность элементами питания, кислая реакция и низкая водоудерживающая способность затрудняют сельскохозяйственное освоение подзолистых иллювиально-гумусовых почв. При использовании почв под пашню необходимы известкование, внесение повышенных доз органических и минеральных удобрений, особая система земледелия, отличная от суглинистых подзолистых почв. Основные сельскохозяйственные культуры — картофель, озимая рожь и др. Наиболее целесообразно использовать почвы в лесном хозяйстве. Наряду с подзолистыми иллювиально-гумусовыми почвами в этой зоне на породах легкого гранулометрического состава формируются почвы с бурым морфологическим неоподзоленным профилем — подбуры. 3.2.4. Подбуры По КиДПР — подбуры. Сухоторфяно-подбуры. По WRB — Turbic, Spodic. Folic CRYOSOLS. Entic PODZOLS. В холодных гумидных областях в зонах северной и средней тайги (а также в тундре и лесотундре) на легких и хрящевато-щебнистых породах встречаются почвы без внешних признаков оподзолености, с бурым цветом верхнего минерального горизонта — подбуры. Термин «подбуры» был предложен В. О. Таргульяном в 1971 г. Подбуры — кислые альфегумусовые почвы, которые формируются на продуктах выветривания основных и средних пород со значительным содержанием щелочно-земельных оснований и железа в первичных минералах. Генезис подбуров связан с двумя группами явлений и процессов: фоновые, которые характерны для всех почв холодных гумидных областей и специализированные — типичные только для неоглеенных почв этих регионов (Ковда, Розанов, 1988). Общие фоновые явления — это замедленный и малоемкий биологический круговорот веществ, медленная трансформация органического вещества и преобладание кислых подвижных фракций фульвокислот, интенсивное физическое и слабое химическое выветривание, коагуляция и осаждение в профиле мигрирующих соединений в результате процессов промерзания, некоторые криогенные процессы. Из специализированных явлений и процессов можно отметить: кислое окислительное элювиирование всего профиля, накопление остаточного грубого органического вещества и подвижного дисперсного гумуса, элювиально-иллювиальное перераспределение органоминеральных соединений железа, алюминия и пылевато-илистых фракций, сиалитизацию и слабое глинообразование с относительным накоплением в почве гидрооксидов железа и алюминия, органоминеральных соединений и глинистых силикатных минералов. Почвообразование идет в условиях свободного дренажа. Специфика климатических условий (крайне холодный климат), молодость почв, богатство пород железом и алюминием приводит к мобилизации полуторооксидов при выветривании. В профиле преобладают процессы накопления гидроокисей железа и алюминия над процессами их выноса и перераспределения. При богатстве почвообразующих пород основаниями и особенно железосодержащими минералами, вымываемые из разлагающихся подстилок и горизонта Ао органические кислоты быстро нейтрализуются. Ульминовые кислоты связываются с железом и выпадают в осадок в первую очередь. Более растворимые фульваты железа и алюминия частично выпадают вместе с ульматами железа, частично перемещаются вниз по профилю, образуя иллювиальный альфегумусовый горизонт Вhfe. Органо-железистые и органо-алюминиевые комплексы одевают поверхность минералов тонкими пленками, что сообщает профилю почв яркий бурый или коричневый цвет, а несколько ниже, где осаждаются фульваты железа, — яркий охристый цвет. Для этих почв характерен потечно-иллювиально-гумусовый профиль. Элювиальные горизонты не обедняются этими элементами по сравнению с породой и не осветвляются (не оподзоливаются). По КиДПР (2004) почвы относятся к отделу «Альфегумусовые почвы». Выделяются на правах типа. В КиДП СССС (1977) они не выделялись. Подбуры со временем при большой длительности почвообразования могут эволюционировать в подзолистые иллювиально-гумусовые почвы, а в более континентальных условиях — в грануземы. Характерная особенность профиля подбуров и грануземов — отсутствие элювиального горизонта. Подбуры характеризуются морфологически и аналитически выраженной иллювиальной аккумуляцией алюмо-железо-гумусовых соединений, которые формируют диагностический горизонт (альфегумусовый) коричневатых или охристо-бурых тонов. Различают две основные модификации альфегумусового горизонта: охристый иллювиально-железистый горизонт Bf с содержанием гумуса обычно не выше 2% и коричневый до черного иллювиально-гумусовый горизонт Bh, в котором содержание гумуса может достигать 10%. Подбуры формируются в равнинных и горных регионах тундры (ПБт — подбуры тундровые), северной и средней тайги (ПБ — подбуры таежные). Для подбуров характерно: замедленный и малоемкий биологический круговорот веществ; преимущественно поверхностное поступление отмершей растительной массы; медленная трансформация растительного опада и образование как грубого кислого остаточного органического вещества, так и кислого подвижного высоко агрессивного органического вещества, способного к миграции в профиле; интенсивное физическое и слабое химическое выветривание; коагуляция и осаждение в профиле мигрирующих соединений в результате процессов промерзания; некоторые криогенные процессы (вымораживание щебня, трещинообразование и др.) (рис. 38). Рис. 38. Ландшафт района распространения подбуров тундровых. Хибины (Национальный атлас почв РФ, 2011) Формирование подбуров зависит от провинциальных, фациальных и подзональных особенностей почвообразования, а также от гранулометрического и химического состава почвообразующих пород (табл. 11). Таблица 11 Альфегумусовые почвы северной тайги Основные почвообразовательные процессы Подстилкообразование Грубогумусово-аккумулятивный процесс Альфегумусовый процесс Морфологическое строение профиля По КиДП СССР (1977) почвы имеют следующее строение профиля: Ао — АоА — Bh(hfe) — СSial, где: Ао — оторфованная подстилка; АоА — грубогумусовый горизонт; Bh(hfe) — иллювиально-гумусовый или иллювиально-гумусово-железистый горизонт; С — почвообразующая песчаная порода. По КиДПР (2004) строение профиля: О (АО) — BHF(BH, BF) — С, где: О — оторфованная подстилка; АО — грубогумусовый горизонт; BHF — альфегумусовый горизонт; С — почвообразующая порода (рис. 39, 40, 41).
Классификация почв В КиДП СССР (1977) подбуры не выделялись. В КиДПР (2004) подбуры тип почвы в отделе «Альфегумусовые почвы» (табл. 12). Таблица 12 Классификация и диагностика почв России (2004). Подбуры
Свойства Содержание гумуса в верхних горизонтах подбуров может достигать 4–5%, гумус фульватный, с преобладанием подвижных и агрессивных фракций. Профиль имеет кислую и сильнокислую реакцию среды (рНkcl около 4) со снижением кислотности книзу. Почвы не насыщены основаниями, ЕКО — 10–15 мг-экв/100 г почвы. Общее содержание ила варьирует в зависимости от характера почвообразующей породы, но преобладает аккумулятивный тип его распределения. Распределение валовых и оксалаторастворимых форм оксидов Fe и AI преимущественно аккумулятивное. Местоположение в рельефе на территории средней тайги (рис. 42). Подбуры малоплодородны для использования в земледелии. Лишь в тундре на подбурах, как более «теплых» почвах по сравнению с тундровыми глеевыми, могут размещаться пригородное огородничество и кормовые севообороты. В таежно-лесной зоне охрана этих почв важна для рационального ведения лесного хозяйства. 3.2.5. Грануземы В связи с малой изученностью грануземов они не выделяются в классификациях 1977 и 2004 гг. Вместе с тем специфика почвообразования, оригинальность почвенного профиля дают основание для их характеристики. С современных позиций грануземы являются результатом эволюции подбуров в экстраконтинентальных условиях. Характерная особенность профиля грануземов, как и подбуров, — отсутствие элювиального горизонта. Рис. 42. Почвенная катена (Национальный атлас почв РФ, 2011). Н. А. Ногина и О. В. Макеев (1958) считают, что специфические особенности минералогии и химизма материнских пород — долеритов, базальтов, габбро-диабазов — формируют особые почвы, которые они назвали дерново-лесными. Эти почвы отличаются от зональных подзолистых почв своим строением и свойствами. Позднее И. А. Соколов (1974) предложил для них новый термин: «грануземы». Грануземы имеют характерный морфологический признак почв: очень высокую структурность срединного горизонта, состоящего из округлых агрегатов правильной формы и простого строения (гранул), напоминающих псевдопесок тропических железистых почв. Большое влияние на структуру почв оказывает железо, содержание которого обусловлено основным составом почвообразующих пород. Псевдопесчаный горизонт сменяется в профиле гранузема криогенно-оструктуренным плитчато-листоватым горизонтом, в нем или немного ниже появляются признаки надмерзлотного оглеения. В отличие от подбуров и подзолов в грануземах имеется не только грубогумусовый горизонт, но и слабо развитый гумусовый, что связано с богатством пород основаниями (рис. 43). Рис. 43. Профиль гранузема (Герасимова, 2007) М. И. Герасимова (2007) отмечает, что влияние пород проявляется также в нейтральной реакции нижних горизонтов на фоне кислых и слабокислых верхних, в насыщенности поглощающего комплекса по всему профилю, в высоких валовых содержаниях Fe, Mg, А1, в своеобразии процессов и продуктов выветривания. Особенности выветривания основных пород заключаются, по мнению И. А. Соколова и Б. П. Градусова (1981), в избирательном выветривании основных плагиоклазов и остаточном накоплении пироксенов, рудных минералов и кварца; характерен вынос железа и кальция, накопление вторичных соединений алюминия, железа и кремния, аллофанов; вместе с тем в илистой фракции обязательно присутствуют смектитоподобные образования. Накопление тонкодисперсного вещества связано с высвобождением глинистых продуктов гидротермального происхождения из «минералов-контейнеров»: плагиоклазов, вулканического стекла, пироксенов. Позднее В. Д. Васильевская (1980) и И. А. Соколов (1981, 1986, 1997) уточнили понятие «гранузем». Это почвы, имеющие сложный профиль, формирующейся только на мелкоземистых отложениях, т. е. на продуктах выветривания и переотложения основных пород. С современных позиций они рассматриваются как локальные почвы в аккумулятивных частях катен трапповых плато. Самостоятельный крупный ареал грануземов выделен у западных подножий Путораны в полосе ледниковой аккумуляции (в области «больших озер Центральной Субарктики»). Более обычные литогенные почвы представлены рендзинами перегнойными на карбонатных породах, занимающими значительные площади на северо-востоке области. 3.2.6. Болотно-подзолистые почвы (Пб) По КиДПР (2004) — подзолисто-глеевые. По WRB — Gleyic, Histy-Gleyic ALBELUVISOLS. Болотно-подзолистые почвы распространены преимущественно в зонах северной и средней тайги на слабодренированных территориях (плоские равнины и неглубокие понижения), которые характеризуются временным застоем поверхностных вод (верховодки). Встречаются в таежно-лесной области среди подзолистых почв на плоских слабодренированных поверхностях равнин или неглубоких понижениях. Формируются почвы под заболоченными хвойными лесами, при временном переувлажнении поверхностными или мягкими грунтовыми водами. Они относятся к полугидромофным почвам (рис. 44). Рис. 44. Еловый лес с березой (Национальный атлас почв РФ, 2011) В них отчетливо проявляются признаки относительно устойчивого сезонного переувлажнения в виде оглееных прожилок, пятен или даже глеевых горизонтов, а на поверхности почвы накапливаются полуразложившиеся растительные остатки в виде подстилочно-торфяного горизонта мощностью до 10 см или торфяного горизонта мощностью до 30 см. Эти признаки сочетаются с отчетливой оподзоленностью. Основные почвообразовательные процессы Подстилкообразование Торфообразование Подзолистый (кислотный гидролиз минералов) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
