Вальков - Почвоведение. Издательский центр МарТ
 Скачать 19.72 Mb.
|
|
САВАНН Саванна — наиболее распространенный тип ландшафта тропиков. Ее очень условно можно назвать тропической лесостепью. Древесно травянистые сообщества представлены (от влажных к засушливым) высокотравными, низкотравными и опустыненными саваннами. Среди древесных фитоценозов соответственно встречаются светлые леса, сухие леса и заросли кустарников. Конечно, между чисто древесными и древесно-травянистыми сообществами масса переходов. Выделяют саванно-лес, лесистую саванну, мозаику саванны и леса, парковую саванну и др. Типичными древесными породами всех тропических саванн являются пальмы (определенные виды) и акации. Видовое разнообразие последних очень велико, особенно в Австралии. Но можно указать и специфические древесные и кустарниковые породы отдельных континентов, например, баобаб для Африки и эвкалипты для Австралии, индийский баньян из рода фикусов. Среди растений саванн можно назвать бутылочные деревья, мимозы, казуарины, молочаи, кактусы, кебрачо и др. Главная климатическая особенность саванны — чередование очень влажных и очень сухих сезонов в течение года, причем их продолжи Часть. Классификация, ге о грА фи я , свойства и использование почв bтельность значительно варьирует в различных географических зонах. С наступлением сухого сезона большинство деревьев и кустов сбрасывают свою листву, наземные части трав высыхают. Устанавливается жаркая погода, нередко еще более жаркая, чем во влажный сезон, так как тепло теперь не тратится на испарение воды. С наступлением влажного сезона происходит быстрое нарастание растительной массы, накапливающейся за один сезон на гектаре до 12—30 т/га. Пробуждение трав происходит очень быстро достаточно одного обильного дождя, чтобы распустились почки, появились ростки, которые скоро достигают значительной мощности. В процессе филогенетического развития организмы приобрели такие наследственные способности, которые позволяют им быстро расти, с первых же часов интенсивно используя питательные вещества почвы, накопившиеся там в удобоусвояемом виде засухой промежуток времени. Саванны — идеальная среда для травоядных животных. Чрезвычайно разнообразна фауна членистоногих. На всех континентах тропического пояса в саваннах встречаются два типа выветривания и почвообразования. Красные саванны с ферраллитным типом как зональные географические образования, формирование которых связано сменяющейся биоклиматической обстановкой. Черные саванны с сиаллитным типом выветривания, с полным отсутствием ферраллитных явлений, несмотря на формирование их в тропических условиях. Особые условия геоморфологии территорий позволяет отнести эти саванны к азональным образованиям. Основные типы саванного почвообразования показаны на рис. Среди саванн с ферраллитным типом выветривания встречаются весьма разнообразные почвы. Главные из них Красные ферраллитные почвы высокотравных саванн или стопадных лесов. Сухой сезон обычно имеет продолжительность 3—4 месяца при общем годовом количестве осадков 1300— 2000 мм Красно-бурые и красно-коричневые почвы сухих саванн с сухим сезоном около 6 месяцев при количестве выпавших осадков 800—1300 мм Красновато-бурые почвы опустыненных саванн с сухим сезоном 8—10 месяцев и количеством осадков менее 600—800 мм * 5 Поч ВОВ ЕДЕНИЕ Рис . 15. Строение красно-бурых почв саванн (Куба) Латериты: Lai — альвеолярный Lp — ризолитовый Часть. Классификация, ГЕО грлф и я, свойства и использование почв В условиях переменного увлажнения при фераллитном типе выветривания широко распространено образование в почвах латеритов или железисто-алюминиево-кварцевых каменистых конкреций, слоев панцирей, которые в значительной степени снижают агрономическое плодородие почв. Сиаллитной тип выветривания без признаков фераллитизации характерен для преимущественно сухих саванн с особыми геоморфологическими условиями. Эти условия заключаются в следующем равнинные территории с мощной толщей четвертичных, преимущественно аллювиальных (древнеаллювиальных) глинистых слабопроницаемых отложений. Почвы, формирующиеся в этих условиях, имеют черную окраску .7 .3 . Черны если ты е п о ч вы В тропических странах с муссонным климатом, когда периоды проливных дождей сменяются месяцами изнуряющей жары и засухи, азонально распространены оригинальные ландшафты — саванны на черных почвах. Это громадные площади равнин на Африканском континенте, на полуострове Индостан, на западе Австралии, на острове Куба и т. д. Оригинальность черных саванн в их особых почвах, имеющих глобальное распространение, далеко переходящее пределы тропического пояса. Их можно назвать космополитами, так как они встречаются в разных зонах Земли. Однако повсюду они имеют сходное строение и для всех них характерно явление слитости и черный цвет профиля (рис. 16). Проявление слитости можно встретить в почвах широкого диапазона биоклиматических условий. Слитые почвы могут встречаться в суббореальном, субтропическом и тропическом поясах, на всех континентах Земли, исключая, конечно, Антарктиду. Они отмечены в на Балканах, в Индии, в ряде районов Америки и Африки, а на территории СНГ — в долинах рек Дона, Волги, Кубани, Урала, в Молдавии, Грузии, Азербайджане, на Северном Кавказе. Их названия очень разнообразны слитоземы, смольницы, черные хлопковые почвы, регуры, грумосоли, бадоп, тирсы, слитые черно земы и т. д. В разных странах эти почвы называли по-своему, хотя все они однотипны по своему строению и свойствам. Сейчас широко используется международный термин «вертисоли* (vertisols). Почвоведение iРис. 16. Строение слитых пота — слитозем саванны (Куба 2 — чернозем слитой лесостепи (Адыгея Часть. Классификация, г Е о гр л фи я , свойства и использование почв Основной почвообразовательный процесс, формирующий вертисоли, называют слитогенезом. Для формирования слитоземов обязательны три условия. Контрастный водный режим, резкие колебания от переувлажнения к иссушению, что ведет к перестройке минеральной части, появлению высокой способности к набуханию и усадке. Слитогенез происходит в условиях равнинного рельефа, когда не обеспечивается поверхностный сток избыточной влаги, это одно из условий формирования переувлажнения, которое при склоновом рельефе возникнуть не может. Почвообразование протекает на древнеаллювиальных и делювиальных глинистых отложениях. Существует понятие гранулометрического барьера. Это содержание физической глины в количестве 62 и ила — 39%. При меньшем количестве указанных гранулометрических фракций развитие слитогенеза маловероятно. Это обеспечивает незначительную водопроницаемость почвы и подпочвы и способствует переувлажнению. На водопроницаемых материнских породах в условиях тропиков формируются в аналогичных климатических условиях красно-бурые саванные почвы, а в субтропиках — коричневые почвы сухих травянистых лесов и руброземы типа аргентинской пампы. Для тропических слитоземов саванна также для подобных почв в суббореальном и субтропическом биоклиматических пояса Земли едины процессы их формирования. Образование и накопление фульватно-гуматного гумуса из остатков травянистой растительности, представленной луговыми степями или высокотравными саваннами. Богатство трав белками и зольными элементами определяет однотипную экологическую специфику биологического круговорота, несмотря на широкое видовое разнообразие фито- и зооценозов в различных странах Земли. Однотипные циклы развития и роста с преобладанием фитомассы корневых систем обеспечивают регулярность поступления растительных остатков в биологические процессы их преобразования, в т.ч. и гумификации. Слитогенез минеральной массы с образованием глинистых минералов монтмориллонитовой группы. Возникающие свойства слитости: бесструктурность, сплошность (слитость) почвенной массы, интенсивная сезонная динамика плотности почвы, определяемая явлениями Почвоведение bнабухания и усадки глинистых минералов, высокое содержание недоступной растениям почвенной влаги. Со слитогенезом связан интенсивно черный, антрацитовый цвет гумусовых горизонтов. Это обусловлено прочным связыванием гуминовых кислот с гинистыми минералами в органо-минеральные комплексы. Для всех слитоземов парадоксальна черная окраска при малом содержании органического вещества (3—5%). Слитогенезу подвергается толща почвы от 30 до 120 см. Дерновый процесс происходит под воздействием травянистой растительности. Если объем фитомассы трав на 80—90% состоит из корневых систем, то масса этих корней на 80—90% сосредоточена в верхнем сантиметровом слое. Велика их структурообразующая и разрыхляющая роль. Структурные агрегаты зернистые, комковато зернистые и отчасти ореховатые. Этот же горизонт почвы является сосредоточием биологических процессов, зооценозов и микробоцено- зов. В сущности, плодородие слитоземов определяется именно свойствами горизонта А, а слитогенетическая толща, залегающая ниже его, лишь слабо и не всегда обеспечивает функционирование агроценозов и естественных фитоценозов. 4. Для слитых почв характерно явление педотурбации. Педотур бация — механический процесс внутрипрофильного перемещения почвенной массы, при котором происходит перемешивание веществ в почве. В конце сухого сезона мелкоземлистая почва поверхностного горизонта по глубоким трещинам осыпается в нижнюю часть профиля. При увлажнении и набухании почвы происходят горизонтальные и вертикальные движения почвенных блоков. Чаще всего они поднимаются вверх под воздействием набухающего осыпавшегося материала. Ежегодные многовековые явления этих смещений приводят к формированию профиля, слабодифференцированного на горизонты. В связи с этим все слитоземы от тропиков до наших умеренных широт имеют однородное и очень простое строение. Выделяется верхний перегнойно-аккумулятивный, оструктуренный горизонт Аи однородный слитой горизонт В. Выщелачивание растворимых солей за пределы гумусовых горизонтов при замедленном промывном водном режиме сформированием карбонатного горизонта ССа с новообразованиями СаСОэ. Все слитоземы однотипны по своему плодородию. При высоких показателях потенциального плодородия их эффективность для многих Часть. Классификация, гЕ о гр л фи я , свойства bbиbbи с пользование bbп о ч в J61 сельскохозяйственных растений оставляет желать лучшего. Это связано с неблагоприятными физическими и водными свойствами. Значительные запасы питательных веществ недоступны растениям, так как прочно связаны с почвенными коллоидами. Из-за этого же высока влажность завядания растений. Корни большинства растений с трудом проникают в слитой горизонт, который к тому же является водоупором и вызывает во влажные периоды года переувлажнение корнеобитаемой толщи, что провоцирует вымочки сельскохозяйственных растений. И наконец, все слитоземы неблагоприятны для многолетних растений. На них практически не культивируются сады, виноградники, цитрусовые и другие субтропические и тропические плодовые, сахарный тростники т. д корневые системы этих растений не выдерживают физических перегрузок при изменении объема почвенной массы. Однако на слитоземах хорошо растут и плодоносят кукуруза, табак, кормовые травы и растения с коротким вегетационным периодом. Саванны на черных слитых почвах всегда были благодатными естественными пастбищами для многочисленных травоядных животных в Евразии, Африке, Австралии, Центральной и Южной Америке. Вовлечение этих территорий в сельскохозяйственный оборот в первую очередь было связано с пастбищным скотоводством, и эта отрасль сельского хозяйства сохранилась и сейчас. Однако соотношение между естественными природными ландшафтами, сельскохозяйственными пастбищами и пахотными угодьями изменяется в широких пределах. Характерна общая тенденция сокращение естественных и культурных пастбищ и расширение распаханных территорий. Этому способствует высокий уровень потенциального плодородия вертисо- лей для сельскохозяйственных растений. По индексу плодородия их можно считать лучшими в условиях тропиков все равно, что черно земы в наших умеренных широтах. Травянистый покров черных саванн практически не сохранился на территории Индостана. Все они здесь распаханы и успешно используются под посевы хлопчатника, клещевины и других культур. В Индии почвы этих саванн называются черными хлопковыми почвами (регуры). На Африканском континенте, наоборот, площади пашни на слито земах незначительны, а громадные территории черных саванн включены в заповедники и национальные парки. В Австралии продолжает 5 6 Почвоведение bсохраняться тенденция использования вертисолей как пастбищных угодий. На Кубе саванны с черными слитыми почвами преимущественно заняты пастбищами. Основная сельскохозяйственная культура страны — сахарный тростник — размещается, прежде всего, на красно-коричневых почвах саванн .7 .4 . Особенности bbр ас тени е вод ст в авт ро пиках bОсобенности тропического растениеводства обусловливаются интенсивностью инсоляции, высокой температурой. В тропиках день длится 12 часов круглый год, сутра до 6 вечера. С условиями такого светового режима возникают трудности при выращивании растений умеренных широт. В первую очередь, это касается овощей. Если обыкновенный салат и редис легко приспосабливаются к новым условиям, то другие овощи не всегда хорошо произрастают. К часовому световому режиму приспособились все тропические растения, но к интенсивности инсоляции большинство молодых растений не может адаптироваться и их приходится защищать путем искусственного затенения. В противном случае растения часто гибнут от ожогов. Если культивируемые сейчас кофейное дерево или дерево какао в диком состоянии произрастали в полутени великанов тропического леса, то при устройстве плантаций этих культур для них создается искусственное затемнение быстрорастущими деревьями. Второе ограничение для культур умеренных и даже субтропических широт — постоянно высокие температуры периода вегетации, порядка 28—33 СВ этих условиях многие растения субтропического пояса находят благоприятную среду в горных условиях, выше 1400—1500 м (хинное дерево, аравийское кофейное дерево, чайный куст, цитрусовые, пшеница, ячмень, кукуруза и др.). И, наконец, ограничением является отсутствие периода холодного покоя, столь необходимого для многолетних растений. Поэтому в тропиках не могут произрастать виноград, яблоня, груша, слива, вишня, черешня, алыча и др. Эти плоды для тропических стран являются экзотическими. Приведем группировку тропических растений по их экологическим требованиям. Культуры экваториального климата, которые требуют много влаги и плохо переносят сухой сезон, длящийся более 3 меся Часть. Классификация, ГЕОгрдф ия, свойства и использование почв ibШbiцев: масличная пальма, каучуковое дерево, кофейное дерево, дерево какао, маниок, ямс и таро, дынное дерево (папайа). 2. Культуры более приспособленные к тропическому климату с хорошо выраженным сухим сезоном или же требующие таких условий для сбора урожая хлопчатник, табак, сорго, кунжут. Культуры, которые произрастают или плодоносят лучше всего в горных условиях картофель, чай, хинное дерево. Культуры, хорошо произрастающие как на экваторе, таки в условиях продолжительного сухого сезона арахис, бананы, сладкий картофель, рис, не требующий орошения. Культуры, для которых необходимо или желательно орошение рис, требующий затопления, сахарный тростник. Краеугольным камнем успеха земледелия в тропиках являются два фактора — вода и гумус. Тропические растения в связи с высокими температурами потребляют громадное количество влаги. Даже количество осадков около 1000 мм характеризуют климат как засушливый. Органическое вещество интенсивно минерализуется в связи с ультравысокой биологической активностью почв. Все тропические почвы по своей естественной природе малогумусные. Открытые пахотные земли в условиях интенсивной минерализации и дефиците поступления новых органических веществ энергично теряют гумус и азот 3.8. ЗАСОЛЕННЫЕ ПОЧВЬ| 3 .8 .1 . Солончаки bЗасоленными называются почвы, содержащие в своем профиле легкорастворимые соли в токсичных для сельскохозяйственных растений количествах. Они широко распространены и зонах сухих и пустынных степей, в пустынной зоне, встречаются также в степной и лесостепной зонах. Засоленные почвы с древних времен привлекали внимание. Римский поэт Вергилий писал: Почва соленая есть, она называется «горькой». Нехороша для хлебов. Она не смягчается вспашкой. Качество лозы теряют на ней, плоды же названье. Легкорастворимые соли, угнетающие и вызывающие гибель растений, разделяются на группы. Вредные легкорастворимые нейтральные соли не буферны, имеют pH чистых растворов 5,5—6,7. Эти соли дают легко возникающие осмотически и токсически опасные концентрации для растений. В группу нейтральных легкорастворимых солей входят хлориды NaCI галит, MgCl 2*6H20 (бишофит), СаС12*6Н20 (гидрофилит). Бишо- фит и гидрофилит очень гигроскопичны и образуют мокрые солончаки. К нейтральным вредным легкорастворимым солям относятся также следующие сульфаты Na 2S 0 4*10H20 (мирабилит, Na2S 0 4-7H20 (тэнардрит), M gS0 4-7H20 (эпсамит). Сульфаты легко теряют кристаллизационную воду, дают пухлые солончаки, менее токсичны, чем хлориды. Сульфаты могут образовывать двойные соли, часто встречающиеся в пустынных областях Na 2S 0 4*2CaS04*2H20 (левеит), Na 2S 0 4*2CaS04 (глауберит). Вредные легкорастворимые щелочные соли способны повысить pH почвы до величин, угнетающих растения. Широко распространены в f t ......................... Часть. Классификация, г Е о гр л фи я , свойства и использование почв 565щелочных горизонтах почв бикарбонаты и карбонаты натрия N aH C0 3 (пищеваясода), Na 2C 0 3-10H20 (сода, Na2C 0 3*NaHC03-2H20 (трона. Они обладают высокой растворимостью, pH раствора около 9. Щелочную реакцию создают и карбонаты магния M gC0 3-3H20 (магнезит, M gC0 3*Mg(0H)2*3H20 (магнезия. Карбонаты магния малорастворимы, но из-за гидролиза могут повышать pH до В солевых горизонтах почв присутствуют безвредные соли СаСОэ кальцит, CaS0 4u2H20 (гипса также бикарбонат кальция Са(Н- С 0 3)2. Безвредные соли не дают ни осмотически, ни токсически опасных концентраций из-за малой растворимости. Вредные водорастворимые соли подразделяются на хлориды, сульфаты и карбонаты. По степени вредности для большинства сельскохозяйственных растений соли располагают по убывающему ряду N aC0 3->NaHC03^N aC l-»N aN 03->CaCl2->Na2S 0 Классификация засоленных почв. Засоленные почвы различаются по глубине залегания солевого горизонта, химизма засоления и степени засоления. По глубине залегания верхнего солевого горизонта (его верхней границы) засоленные почвы разделяются на солончаковые — соли в слое 0—30 см солончаковатые — 30—80 см глубокосолончаковатые — 80—150 см глубокозасоленные — глубже 150 см. В связи стем, что разные соли неодинаково токсичны для растений, засоленные почвы различают по составу солей. Химизм (тип засоления определяется поданным анализов водных вытяжек и основывается главным образом на соотношении анионов. Классификация почв по химизму (типу) засоления приведена в табл. В наименовании типа заселения встречаются те анионы, содержание которых превышает 20% суммы м.-экв. анионов преобладающий анион в названии ставится на последнее место. По степени засоления почвы делятся на незаселенные, слабозасо- ленные, среднезасоленные, сильно и очень сильно засоленные (солончаки. Разделение почв по степени засоления обусловлено различным состоянием на этих почвах сельскохозяйственных растений табл. Одно и тоже количество солей в зависимости от их состава может свидетельствовать о разной степени засоления почв, что обусловлено неравноценной токсичностью различных легкорастворимых солей для растений. Поэтому степень засоления почв устанавливается по Почвоведение iТаблица Разделение почв по химизму (типу) засоления (Егоров и др.) |