Вальков - Почвоведение. Издательский центр МарТ
 Скачать 19.72 Mb.
|
|
г£ о гр д ф и я , свойств аи использование почв Почвоведение этого направления считают, что в горах самостоятельными типами являются лишь оригинальные горные почвы, не встречающиеся на равнинах горно-луговые, горно-луговые черноземовид ные игорные лугово-стелные. Все остальные горные почвы, имеющие аналоги на равнинах, рассматриваются как единый сними тип. В соответствии с этим подходом были построены и классификация и диагностика почв СССР. При крупномасштабных почвенных исследованиях применение терминов горные и других не получило распространения. Уникальность горных почв при сравнении их с аналогичными вариантами на равнинах состоит в повышенном содержании гумуса. В Средней Азии в горах выделяются темные сероземы, а на склонах Анд, к Амазонке, распространены ферраллитно-гумусовые красные и желтые почвы. В Краснодарском крае НЕ. Редькиным установлены тучные горные черноземы с уникально высокими запасами iyMyca — 1200 т/га. Близкие черноземы характерны для Ставрополья, где они наблюдаются до высоты 1200 м. Интересно, что эти почвы никак не привяжешь к какому-либо подтипу и даже фации. Сейчас принято на обзорных мелкомасштабных почвенных картах показывать горно-бурые лесные, горно-подзолистые, горно-черноземные почвы и т. д. При этом к горным территориям относятся местности выше 500 м над уровнем моря при сечении рельефа не менее 300 м. Складывается необычная ситуация плоскогорья Перу, Чили, Тибета, Монголии к горным территориям не относятся, а некоторые возвышенности на равнинах можно назвать горными. Согласно современным воззрениям, почвенный профиль, его строение, свойства, диагностические признаки, функциональность процессов ведут к отрицанию понятия горных почв как специфических почвенных объектов. Процессы и свойства почв, как в горных условиях, таки на равнинах анализируются в соответствии с условиями и факторами почвообразования в общей системе процессов генезиса почв 3.3. ПОЧВЫ ПОЛЯРНОГО ПОЯСА Полярный биоклиматический пояс характерен для областей Арктики и Антарктики. Основной географический показатель — годовая сумма положительных температур более Сне превышает С. Полярный пояс представлен двумя зонами зона полярных пустынь и тундровая зона. Почвы ПОЛЯРНЫХ ПУСТЫНЬ В Северном полушарии Арктическая зона пустынь включает северные острова Ледовитого океана (Земля Франца-Иосифа, Северная Земля, острова Де-Лонга, север Новосибирских островов) и северную оконечность полуострова Таймыр. Арктическая зона полярных пустынь охватывает также северное побережье Гренландии, некоторые острова Северо-Американского архипелага. Полярные пустыни распространены ив высокоширотных областях Антарктиды, свободных от ледяного покрова. Зона полярных арктических пустынь отличается исключительной суровостью природы и резкой сухостью климата. Большие площади заняты ледниками. На пространствах свободных от ледника собственно и распространяется полярная пустыня, где количество атмосферных осадков всего 50—100 мм. Туманы и морские аэрозоли — составная часть этих осадков. Годовая сумма температур более С составляет СВ фитоценозах наблюдается слабое участие наземной растительности, образующей местами в понижениях рельефа ив защищенных от ветра укрытиях сомкнутый покров. Однако на большей части повышенных элементов рельефа растительный покров очень скуден, поверхность почв часто покрыта панцирем из щебня, среди которого ютятся отдельные низкорослые растения, главным образом лишайники. Биоклиматические условия Антарктиды более напряженны, чем в Арктике. Растительность очень скудна большая часть поверхности скал и мелкоземистых наносов обнажена. На скалах местами поселяются различные виды накипных и кустистых лишайников и литофиль- Почвоведение ных мхов, на мелкоземистом субстрате значительно чаще — мхи. На скалах обильна флора зеленых и сине-зеленых водорослей. Выветривание и почвообразование локализируется в узких пе- ригляциальных зонах между краями ледников и береговой линией. Здесь почвенный покров практически отсутствует. Фрагменты почв ожелезненные пленки на каменистой поверхности, несколько миллиметров органо-минеральной смеси под накипными лишайниками, иногда выцветы солей, карбонатность поверхностных наносов. В структуре ландшафтов полярных пустынных почв в Арктике и Антарктике выделяют каменистые панцири, горизонты сухой многолетней мерзлоты, мелкоземистые россыпи чаще всего не более 10 см мощности, отсутствие явлений образования гумуса. Почвенный мелкозем имеет нейтральную или слабощелочную реакцию. Сильно изменчиво содержание солей в разных местах, от 0,003 до 2,1 %. Натрий и хлор являются преобладающими ионами вводных вытяжках, что свидетельствует о поступлении солей с морскими аэрозолями. Общие особенности преобразования поверхности полярных пустынь, включая фрагментарное почвообразование, отличаются следующими чертами. Слабое выветривание и деструкция горных пород. Образование глин крайне ослаблено, преобладает щебнистость и легкий гранулометрический состав коры выветривания при незначительной ее мощности. Наземная растительность принимает очень слабое участие в формировании маломощных (менее 10 см) дерновых почв в защищенных от ветра укрытиях и трещинах горных пород. Содержание гумуса может составлять 1—5%. Сплошной почвенный покров отсутствует. Выщелачивание проявляется незначительно. Типична нейтральная и слабощелочная реакция среды, насыщенность основаниями 100%, возможны карбонатность и соленакопление. 4. Типично ожелезнение скальных поверхностей и каменистых обломков, похожее на пустынный загар. Полное отсутствие явлений заболачивания. Здесь нет проявлений торфонакопления и оглеения, столь типичного для преобладающей тундровой части полярного пояса. Низкое содержание органического вещества, преимущественное участие в почвообразовании водорослей и лишайников сближа Часть. Классификация, ГЕОгрАфия, свойства и и с пользование почв 245ет описываемые почвы с почвами высокогорных пустынь (Памира, Тибета, Атакамы) и с почвами жарких пустынь мира. Тундровая зона расположена к югу от арктической зоны. В Евр- иона простирается от северо-запада Кольского полуострова до Бе- ренгова пролива. Американская тундра охватывает северные побережья континента и южную часть Северо-Американского архипелага. В Южном полушарии Земли тундровая зона отсутствует. Климат. Южная граница тундры приблизительно совпадает с июльской изотермой воздуха в С. При средней июльской температуре ниже 10—12° уже не могут расти деревья. Лета, в нашем понимании, если называть летними дни со средней суточной температурой воздуха выше 12°, в тундре, как правило, не бывает. Самая теплая часть тундровой зоны расположена на Кольском полуострове. К востоку нарастает Континентальность климата тундры — осадков становится меньше, а зимы холоднее. Мурманское побережье, находящееся под влиянием Гольфстрима, имеет осадков 350—400 мм в год, средние температуры февраль —6,2°, июль-август 9,1 Сам плитуда — 15,3°, тогда как в дельте реки Лены осадков всего 100 мм в год, средняя температура февраля —42°, а июля 5 Ст. е. амплитуда около 47°. За Колымой сказывается влияние Тихого океана, и климат снова приближается к океаническому зимы не так морозны, но лето прохладнее. Основная часть тундрового сообщества деятельна лишь в летнее время (растительность, микроорганизмы, беспозвоночные животные. Летом протекают и все основные абиотические процессы в ландшафте выветривание, эрозия, оттаивание мерзлоты и т. д. Поэтому первостепенное значение в жизни тундры имеет продолжительность безморозного периода, который и определяет главные особенности тундрового ландшафта, его органического мира. Этот период повсеместно менее 4 месяцев. Общее количество осадков в тундре незначительное, в среднем 150—250 мм с отклонениями в меньшую и большую стороны. По количеству осадков тундра приближается к пустынным регионам низких широт. Однако в тундре много воды, высокая влажность почвы и воздуха. Большие территории заняты болотами. Тундра увлажнена. Почвы тундровой зоны Почвоведение сильнее прочих ландшафтов Земли. Только некоторые пространства заболоченных таежных районов, например в Западной Сибири, могут соперничать с ней по обилию воды. Нигде ландшафтообразую щая роль воды не выступает так отчетливо, как в тундре. Подземные льды, снег, талые воды, туманы и длительные моросящие дожди — все это мощнейшие экологические и ландшафтообразующие и почвообразующие факторы в тундре. Избыток воды связан с низкой испаряемостью и транспирацией растениями, которая повсеместно не превышает 100 мм в год. Коэффициент увлажнения в тундре всегда более Рельеф. На большей части территории тундры господствует равнинный рельеф, местами холмистый, увалистый или грядовый, изобилующий замкнутыми термокарстовыми понижениями, занятыми озерами и болотами. В отдельных провинциях рельеф имеет типично горный характер (Хибины, Полярный Урал, горы Бырранга, Чукотский горный массив и др) однако в горных условиях типичного тундрового почвообразования не наблюдается, как нет горных тундровых зон во всех горных системах мира. Мерзлотные явления — трещинообразование, пучение, солифлюк- ция (сползание почвогрунтов по уклону, термокарст — формируют пятнисто-мелкополигональный и бугорковатый (пятнисто-бугоркова- тый) микрорельеф на тундровых водоразделах и их склонах, круп нополигональный, плоско- и крупнобугристый микрорельеф — на обширных болотных равнинах. Горные породы — ледниковые, морские и аллювиальные отложения различного гранулометрического состава, часто сильно каменистые. В горах почвообразующие породы представлены преимущественно грубоскелетным элювием коренных пород. Растительность. Общие ландшафтообразующие и почвообразую щие особенности фитоценозов тундровой зоны можно охарактеризовать следующим образом. Длительный период биологического мерзлотного покоя (около 8 месяцев) и пониженная биологическая активность в летний период из-за относительно низких среднесуточных температур и охлаждения профиля почв холодом вечной мерзлоты определяет господство мхов и лишайников, кустарничков и кустарников, низкорослость и разреженность многолетников. Однолетники практически отсутствуют Часть III. Классификация, ГЕОГрлфия, свойства bbиbbи с пользование bbп о ч в 2. Растительность тундры развивается в условиях избыточного увлажнения, однако влага часто остается недоступной для растений, так как присутствует в виде льда, поэтому многие растения имеют приспособления для уменьшения испарения (также как и растения |цустынь): мелкие листья, опушение, восковый налети др. щ 3. Невысокое по сравнению с другими природными зонами Земли Количество синтезируемой биомассы (4—5 ц га) и медленные темпы ее гумификации и минерализации. В связи с этим создаются предпосылки к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков (оторфовывание). Из-за избыточной увлажненности оторфовыванию и процессам оглеения способствует господство анаэробных процессов, как в органической, таки в минеральной части почвенной массы. По химическому составу растительные остатки отличаются исключительно низкой зольностью. При их разложении образуются органические кислоты, вызывающие сильное подкисление почвенной массы. В тундровой зоне различают следующие четыре подзоны арктические тундры, типичные тундры, южные тундры и подзона лесо тундры. Вечная мерзлота. Важнейшим условием формирования природы тундры является вечная мерзлота. Это слои почвы или грунта сот рицательными температурами в течение круглого года. Мощность составляет 1—400 м. Над толщей мерзлоты лежит слой земли, замерзающий зимой и оттаивающий летом. Называется он деятельным слоем. Величина его колеблется в пределах 30—150 см в зависимости от гранулометрического состава, наличия торфяного слоя и географической широты. В этом ограниченном слое происходят биологические процессы и развиваются почвы. Вечная мерзлота — один из факторов, поддерживающий заболачиваемость и водность ландшафтов тундры, так как она является водоупором, препятствующим вертикальной фильтрации воды, дренированности территории. И, конечно, вечная мерзлота — постоянный холодильник, снижающий биологическую активность почв и кор выветривания. Генезис и строение профиля. Главнейшее условие формирования профиля почв тундры определяются следующим ограниченная активность повремени и интенсивности процессов в развитии фитоценозов и микробиологической деятельности ^ Почвоведение bсвязанная длительным мерзлотным покоем почв и пониженными температурами летнего периода переувлажненность профиля почвы, обусловленная преобладанием выпадающих атмосферных осадков над эвапотранспира- цией, при полном отсутствии внутрипочвенного стока, что связано с водоупором извечной мерзлоты и равнинностью территорий, не обеспечивающих поверхностный и внутрипочвенный сток воды преобладающее развитие болотной растительности в виде разнообразных мхов, лишайников, влаголюбивых трав. Развитие тундровых почв определяют главным образом процессы болотного почвообразования, протекающие в тундровых условиях полярного пояса. Оторфовывание органических остатков и их накопление на минеральной поверхности почвы. Торфообразование проявляется всегда, нов разной степени, от маломощных горизонтов до бугристых торфянников, со слоем торфа около 50 см. Однако преобладающая мощность торфяного горизонта Ат обычно не превышает 20 см. Гумусообразование с преимущественным образованием фуль- вокислот при разложении торфяного горизонта, их миграция вместе с другими органическими соединениями по всему активному над- мерзлотному слою почвы при возможном накоплении в нижних горизонтах. Формирование гуминовых темноокрашенных фракций гумуса крайне ограничено, а гумусовый горизонт А фрагментарен по мощности. Гумусовые вещества всегда кислые, ненасыщенные из-за крайне низкой зольности растительных остатков тундровой растительности. Оглеение всей минеральной толщи от торфяного слоя до вечной мерзлоты, с образованием мощного глеевого горизонта G. Развитию анаэробного глеевого процесса способствуют передвижение минеральной массы и постоянная высокая обеспеченность среды растворимыми органическими веществами из верхнего оторфянного органогенного горизонта. В относительно теплых местах тундры, преимущественно в долинах рек, возможно развитие настоящего дернового процесса с образованием почв, близких к луговым. В южной тундре характерно появление элементов подзолистого процесса с выделением особого подтипа почв лесотундровой подзоны Часть Н Ь Классификация, Г Е О Гр д фи я , свойства bbиbbи с пользование почв Типичный профиль тундрово-глеевой почвы определяют следующие горизонты: Т — органогенный торфянистый горизонт мощностью 5—10—20 см, часто и больше; АТ — перегнойный гумусовый с мощностью менее 5 см — глеевый горизонт высокой мощности (60—120 см, простирающийся до вечной мерзлоты или в крайне редких случаях до без- мерзлотных слоев горной породы. Здесь характерны преобладание сизо-голубоватых и сизых тонов в окраске, а также тиксотропность перенасыщенной влагой минеральной массы. Глеевый горизонт для растений и животных абиотичен: здесь нет свободного кислорода, избыток воды, кислая реакция среды, ядовитые соединения восстановленного железа и марганца. В нижней части может фиксироваться некоторое повышение содержания фульватности гумуса, те. глеевый горизонт разделяется на Gj и G2 Типичное строение тундровых почв как правило нарушается мерз лотными явлениями криогенеза. Криогенез — комплекс почвенных и грунтовых процессов, связанных с промерзанием и оттаиванием. Присутствуют совокупность явлений физического, химического и биологического преобразования почвенных масс. Тиксотропия, солифлюкция, образование пятнистых и полигональных тундр, гидролаколиты, термокарст и некоторые другие явления — все это свойственно криогенезу. Тиксотропия — явление превращения твердой почвенной массы в жидкотекучую (геля в золь. Это происходит при механических воздействиях на почву. С тиксотропией связана солифлюкция — сползание тиксотропного почвенного слоя вниз по уклону под воздействием силы тяжести. Глеевый почвенный слой разжижается и переходит в плывунное состояние. Тиксотропность глеевого горизонта может привести к формированию пятнистых тундр. В северных районах тундры часто встречается полигональная тундра , которая образуется на однородных песчано-суглинистых отложениях. Обычно полигоны состоят из четырех, пяти, шестиугольников. Выпуклые участки мелкоземистого материала полигональной тундры окаймлены очень часто каменистыми обломками, вытесненными из мелкоземистого материала в результате криогенных явлений Почвоведение элемент тундровых ландшафтов — бугры-гидро- лаколиты. Их высота меняется от 1 м (диаметром 2—5 м) дом диаметром 150—200 м. Возникновение бугров объясняют пучением грунта в результате образования подземной ледяной линзы. Оттаивание гидролаколитов по разным причинам, в основном антропогенного происхождения, приводит к просадкам почв и грунтов, которые называют термокарстом. При этом образуются провалы, сдвиги, ямы, которые разрушают все наземные сооружения, ив первую очередь дорожную сеть. Криогенез происходит во всех промерзающих почвах. Чем продолжительнее, глубже промерзание и ниже температура, тем более ощутим специфический эффект криогенеза, который ярче всего проявляется в тундре. Классификация и свойства тундровых почв. Зональным типом почв в тундровой зоне являются тундровые глеевые почвы, которые разделяются на подтипы (рис. тундровые слабоглеевые гумусные почвы распространены в Се- веро-Сибирской тундре на хорошо дренированных суглинистых во доразделах; тундровые глеевые перегнойные почвы наиболее типичны для европейской подзоны арктической тундры и влажных местообитаниях Северо-Сибирской провинции; тундровые глеевые торфянистые почвы приурочены к подзонам типичной тундры и лесотундры; тундровые глеевые оподзоленные почвы наиболее характерны для лесотундры европейской части и Чукотско-Анадырской провинции. Особенности состава и свойств тундровых почв показаны в табл. 35. В тундре, особенно в ее нижней части, широко распространены болотные почвы, аллювиально-тундрово-дерновые и подзолистые почвы (подзолы иллювиально-железисто-гумусовые). На морских побережьях можно встретить засоленные маршевые почвы. На Фарерских островах ив Исландии, которые хотя и расположены в полярном поясе, однако к собственно тундре не относятся, встречаются лугово-дерновые почвы. По исследованиям канадских почвоведов почвы имеют мощный гумусовый темноокрашенный горизонт с количеством гумуса около 15,0%. Емкость обмена составляет 23—83 мг. экв г, реакция среды сильнокислая, степень насыщенности основаниями всего 20%. Часть. Классификация, ГЕОГрйфи% саойспм и использование bbп о ч в 8 Рис. С троенм ж оч 1 |