Оценка плодородия тундрово глеевых почв

Тундрово-глеевые почвы: характеристика, особенности

Исследованием почв и их описанием занимался ученый В. В. Докучаев, который дал им определение. Он описал их генетические горизонты, зависимость развития от факторов абиотического и биотического происхождения, а также от географического положения. Докучаев посвятил этим исследованиям всю свою жизнь. Ученый выдвинул теорию, что почва является природным телом, которое имеет окрас, морфологическое строение и возраст. Условия ее формирования подчиняются закономерным изменениям в эволюции окружающего мира.

Особенностью тундрово-глеевых почв России является их географическое месторасположение в условиях вечной мерзлоты. От этого зависят их переувлажнение и химический состав.

Почвообразовательный процесс

Грунты, лежащие у нас под ногами, не сразу получаются такими, какими мы их видим. Они претерпели сложные и многокомпонентные трансформации веществ, из которых состоят. Основными процессами, участвующими в почвообразовании, являются:

• Изменение органоминерального вещества с его полным или частичным разрушением и синтезом.
• Межфазные взаимодействия в почве. Фазы бывают жидкими, твердыми, газовыми и живыми.
• Миграция вещества и энергии в процессе почвообразования.

Из вышесказанного ясно, что множество факторов определяют продолжительность и интенсивность таких процессов, которые обеспечивают разнообразие почвенных форм. Изменения в грунтах происходят постепенно, но этот процесс невозможно остановить. От его активности зависит и характеристика тундрово-глеевых почв.

Почвенный профиль

Это одна из важных характеристик, вызывающая интерес у исследователей. Морфологическое изучение строения почвы начинается с изучения ее среза. Он рассматривается от верхнего слоя до материнской породы. Образующаяся поверхность отражает почвенные горизонты, которые накладываются друг на друга. Генетические горизонты являются результатом различных процессов в окружающей среде, а также миграции веществ и энергии, которые во временном и пространственном промежутке способствуют их образованию. Условия увлажнения и другие особенности климата влияют на все перемены, происходящие в генетических горизонтах.

Каждому слою присваивается свой буквенный индекс:

1. А – это верхний слой почвенного профиля, в который входят три горизонта:

• А₀ – верхний, включающий в себя опавшие листья и лесную подстилку.
• А_m (H) – слой, включающий органическую часть растений или их переработанные отложения.
• А₁ – гумусовый горизонт, в который входят гумифицированные органические вещества и подвижные соединения. Это переходный слой. В нем происходят процессы противоположно направленные, идет миграция подвижных соединений в более глубокие слои почвенного профиля или в верхние горизонты.

2. А₂ (Е) – это элювиальный слой или горизонт вымывания. Он не имеет структуры, содержит илистые осложнения. Его оттенок более светлый, чем цвет слоев, которые лежат выше.

3. В – это иллювиальный слой, который является переходным между гумусным горизонтом и почвообразующей породой. В нем выделяются несколько промежуточных слоев, которые являются самостоятельными горизонтами с переходными и ослабляющимися процессами гумификации. В каждом таком подслое присутствуют катионно-анионные соединения и их выделения в виде конкреций, псевдомицелий, пленок и другие.

4. G – глеевой горизонт. Он характерен для переувлажненных почв. Его окраска светлая с голубым, ржавым или охристым оттенком. Слой отличается вязкостью и слитностью.

5. С – почвообразующая порода. Она не участвует в рассматриваемом процессе, но содержит его следы в виде соединений, принесенных с верхних горизонтов.

6. D (R) – горная порода, отличающаяся от материнской своими свойствами.

Существуют автоморфная и гидроморфная почвы, что определяется расположением грунтовых вод.

Исследования

Повторим, что изучением тундрово-гелевых почв занимался ученый В.В. Докучаев. Позже исследования проводили Ю.А. Ливеровский, Е.Н. Иванова. Они исследовали почвообразование, физические и химические свойства, их классификационные разновидности.

В настоящее время различают несколько типов почв:

• Арктотундровые глееватые.
• Тундровые иллювиально-гумусовые. Встречаются в лесотундре и кустарниковой зоне.
• Типичные тундрово-глеевые почвы.
• Торфяно-глеевые.
• С верхним торфяным слоем 20–30 см.

Почвы тундрово-глеевые характерны для зоны с наиболее суровым климатом. Для тундровой зоны характерно безлесное пространство с неравномерным распространением растительности разных жизненных форм. Основными регионами, которым свойственны подобные ландшафты, являются берега северных морей и океанов (Северный Ледовитый океан, Охотское море), Камчатка, Чукотский полуостров и другие районы.

Особенности почвообразования

На этот процесс влияют многие факторы. Тундрово-глеевые почвы, которые свойственны тундре, сформировались в субарктическом климате. Его главными особенностями являются малоснежные и достаточно суровые зимы, короткий летний период с умеренными температурами окружающей среды, частые ветры. Почвообразующей основой являются отложения ледниковой, морской или аллювиальной пород. Они характеризуются маломощными свойствами и кислой реакцией почвенного раствора из-за низкого содержания гумуса. Образуются отложения на глинистых и суглинистых породах. При эрозивных процессах и факторах внешней среды они подвергаются различным геологическим воздействиям, к которым относятся:

• Трещинообразование. Наблюдается при резком перепаде температур поверхностей окружающей среды и почвы. Этот контраст приводит к образованию морозобойных трещин. Они возникают и в единственном экземпляре, и целыми обширными системами.
• Солифлюкционные процессы. Возникают при оттаивании верхних слоев и нарушении их структуры. Пучение приводит к образованию склонов, возвышений, которые вызывают сползание верхних слоев почвы. Оно наблюдается при оттаивании и последующем замерзании грунта с образованием ледяной корки.

Эти процессы возникают многократно, имеют сезонный характер развития. Также верхние слои тундрово-глеевых почв подвергаются следующим природным воздействиям:

• Гумусообразование.
• Оглеение.
• Криогенез.

Оглеение происходит на различных этапах почвообразовательного процесса. Ученые изучают степень размытости и выраженности глеевого горизонта.

Характеристики

Как уже упоминалось выше, тундрово-глеевые почвы формируются в сложных климатических условиях, которые сопровождаются низкими температурами и недостатком кислорода. Деятельность микроорганизмов затруднена из-за скудной растительности и высокой степени увлажнения. Микрофлора таких почв представлена микобактериями, актиномицетами и плесневыми грибами. Их характерными особенностями является отсутствие фиксации азота из-за плохой аэрации. Почвенные микроорганизмы здесь специфичные, адаптированные к анаэробным условиям.

Почвенный профиль

Это понятие означает сочетание разных генетических горизонтов. Особенностью профиля тундрово-глеевых почв является наличие следующих слабо дифференцируемых почвенных горизонтов:

• А_р – мохово-торфяной. Он имеет мощность 6-10 см.
• В – глеевой. Его мощность достигает 50-60 см, а цвет может быть разных оттенков ржавого и сизо-голубого. Глеевые горизонты бесструктурные, содержат частички льда.

Этот почвенный профиль подстилается вечной мерзлотой, которая является остаточным проявлением ледникового периода.

Химический состав

Тундрово-глеевые почвы включают в себя грубый гумус с преобладанием фульвокислоты. Его процентное соотношение составляет от 1-7%. С увеличением глубины остаются лишь следовые фрагменты присутствия гумуса.

Растительность

Тундрово-глеевые почвы, природная зона которых предопределена условиями Крайнего Севера, не могут похвастаться разнообразием флоры и фауны. Данному климатическому поясу свойственны короткое лето и продолжительная зима с низкими среднегодовыми и среднесуточными температурами. Снежный покров здесь образуется довольно мощный. В некоторых местах он держится практически круглый год. Эти условия становятся критическими для развития растений и животных. Для тундры свойственны свои типы растительных сообществ, которыми являются:

• Лишайнико-моховые (наиболее характерны для тундрово-глеевых типов почв).
• Кустарничковые.
• Лесотундры.

Тундрово-глеевые почвы, растительность которых обусловлена переувлажненностью, создают среду для развития, роста и размножения споровых растений — мхов, лишайников, некоторых видов трав.

Использование в хозяйстве

Вечная мерзлота и суровый климат не позволяют рационально использовать тундровые земли. В этих условиях широко распространено сельскохозяйственное животноводство (в основном оленеводство), которое обеспечивается кормовой базой природного происхождения. Одна из особенностей тундрово-глеевых почв заключается в том, что их использование возможно только в южных регионах климатической зоны, в которой они распространены.

Источник

Почвы тундры

Особенности формирования почв тундры

Часть северного побережья Евразии, полоса в районе Северного Ледовитого океана, ряд островов субполярного пояса и некоторые районы Северной Америки занимает природная зона тундры. Ее сложный климат, зачастую с низкими температурами, обеспечили слой вечной мерзлоты и разновидности почв, часто не пригодных для окультуривания. Такие уникально холодные температурные условия позволили развиться глеевым, болотным, арктическим и дерновым почвам, имеющими свои особенности и характеристики.

Какие почвы характерны для тундры

Вся зона тундры расположена на холодных участках планеты с минимальными условиями для произрастания растений. Всего от площади России тундровые земли занимают чуть более 13% от всей ее территории. По природным условиям и характеристикам территорию можно подразделить на 3 небольшие зоны:

– лесотундру и кустарниковую или южную зону;

– мохово-лишайниковую или субарктическую;

Климат территории тундры можно охарактеризовать как суровый. Он отличается малоснежными зимами, ветрами и максимально коротким климатическим летом с невысокими температурами. Водный режим местности мерзлотный. Почвы появляются на морских, моренных или аллювиальных отложениях. Это так же даёт редкую и не густую растительность.

Биологический круговорот органики крайне медленный. На это так же неоспоримо влияет слой вечной мерзлоты, дающий замкнутость воде и соли в почве.

В некоторых переувлажненных участках почв тундры преобладает разложение органики анаэробного вида, что способствует развитию восстановительных процессов и активному глееобразованию. В холодный период года переувлажненные почвы вымораживаются, выпучиваются и подвергаются появлению больших трещин.

Почвенный покров всей территории тундры подразделяют на следующие виды:

Особенности почв тундры

Некоторая часть поверхности тундры представляет собой широкие равнины с разнообразием рек, обширными болотами и пресными озёрами. В некоторых районах такая местность пересекается с каменистыми горами и сухими почвами . Горные ряды есть на территории Чукотки и Таймыра, образующие скалистые утесы. В соответствии с разнообразием рельефа почвы тундры можно подразделить на каменистые, болотные, равнинные, горные и песчаные.

Арктические области в большинстве состоят из полигональных скрытоглеевых почв, получившиеся от растрескивания почвы под влиянием температур. Они распространены в основном на Ямале и Таймыре.

Восточная и Средняя Сибирь , а так же горная область Байкала с преобладающим ветреным морозом обеспечивает образование простой каменистой почвы горно-тундрового типа.

Плодородие почв тундры

Плодородие почв низкое. Это обусловлено тем, что почвы тундры достаточно молодые и в них биологические процессы протекают медленно. Малый запас питательных веществ и кислая среда в купе дают слабую деятельность микроорганизмов. Так же отсутствует фиксация азота для насыщения почвы кислородом.

Для усиления органических процессов вносятся удобрения, в том числе фосфорные и азотные, что позволяет усилить урожайность овощных культур. Для культурного освоения почв чаще всего используются почвы легкосуглинистые и супесчаные. Они располагаются на склонах юга, где вечная мерзлота залегает гораздо глубже, чем в остальных районах.

Часто в агротехнические работы входит осушение почвы и прогревание. В случае с почвами тундры это необходимо не для уменьшения количества влаги, а прогревания грунта для более успешного его применения. В процесс прогревания входят снегозадержание и его принудительное таяние путём распыления золы, проведение более глубокой вспашки. Проведение подобных работ позволяет выращивать большее разнообразие культурных растений. Чаще всего используются сорта быстрой всхожести или культуры высаживаются непосредственно рассадой.

Почвы тундры отличаются повышенной кислотностью и минимальным содержанием полезных веществ. Воды, расположенные на поверхности всей территории, пресные, гидрокарбонатные. Содержание минеральных солей в них колеблется до 0.15 г/л.

Свойства почв тундры

Болотно-тундровый процесс не одинаково и не равномерно проявляется в разных зонах этой территории. Это способствует образованию разных почв. На всей территории тундры выделяют разные типы и подтипы почв.

Полигональные почвы тундры примитивные не развитые.
Данный вид почв охарактеризован минимальной растительностью, так как у них практически отсутствует гумус. Чаще всего он не превышает значения в 3 см. В период короткого климатического лета почва в этой зоне оттаивает на глубину не более 30 см.

Болотно-тундровые почвы

Эти почвы характерны для арктических мест. Они подразделяются на несколько видов:

торфяники, находящиеся в кустарниковой зоне и лесотундре со слоем торфа достигающим 3 м;

торфянисто-глеевые почвы, расположившиеся на моховых участках с чётко выраженным, небольшим слоем торфа. По строению торфянисто-глеевые почвы имеют простое строение. Первый слой состоит из нескольких сантиметров торфа, второй слой характерен минеральной породой с редким гумусом и пятнами глея, а третий слой, близко расположенный к мерзлоте, это материнская порода;

дерново-глеевые слаборазвитые почвы, находящиеся на местности мхово-лишайниковой и кустарниковой. Практически не имеет отличия от полигонального подвида. Под дерниной из мхов и лишайников расположен глеевый горизонт с ржавыми пятнами. Поверхность зачастую бывает покрыта сеткой из трещин.

Болотно-тундровые оподзоленные почвы

Расположены в местах нахождения лесотундры. Этот тип почв принято разделять на 4 типа:

– дерново- и торфянисто-глеевые оподзоленные,

– торфянисто-поздзолисто-глеевые почвы лесотундры и тундры.

Пойменные почвы дерново-луговые, встречающиеся в поймах рек любой подзоны тундры.
Данный тип располагается в террасах рек и развивается под растительностью лугового типа. Практически не отличается от подобной разновидности почв тайги.

Арктические почвы тундры

Открытая поверхность почвы в арктической тундре занимает более 55% от общей площади. Разрушительное действие низких температур обеспечивает замерзание воды в трещинах на поверхности, что приводит к взрывному растрескиванию. Промёрзший слой грунта, расположенный до уровня вечной мерзлоты, оттаивает летом не более чем на 20 см.

Такие постоянно низкие температуры полностью удерживают рост и развитие растений. Барьером для развития корневой системы является замёрзший слой. Так же развитию не способствует задержка воды на поверхности, так как мерзлота не обеспечивает почву свойством просачиваться на глубину залегания корневой системы. Такая почва при замерзании вместе с камнями небольшого размера прогибается в виде свода и незначительно увеличивается в объёме. При небольшом оттаивании верхнего слоя в относительно теплое время года вызывает процесс криотурбации, а именно выталкивание на поверхность земли небольших камней из более нижних слоёв почвы. Достаточно частая смена сезонных температурных периодов даёт почве возможность стать более структурированной. Появляются каменные полигоны и полосы, а при небольших углах на склонах с лёгкостью образуются оползни.

В конце августа начинаются основные заморозки. В первую очередь подмерзает влага на поверхности, образуя наст. Почва, оставшаяся между настом и слоем мерзлоты, выдавливается наружу, через дёрн мховой органики.

Такие особенности почвы дают развитие только карликовым и мховым растениям. Они ежегодно дают почки, которые в большинстве своём могут выдержать суровые условия арктической тундры.

Тундрово-глеевые почвы

Разновидность глеевых почв в тундре распространяется по территории от Берингова пролива до Кольского полуострова, задевая территории побережья Ледовитого океана. Климат этих территорий известен своей суровостью и отрицательными показателями температурного режима, что непременно влияет на особенности и свойства почв.

Тундрово-глеевые почвы относятся к тяжёлым почвам суглинок и глинам и находятся непосредственно на равнинах ледниковых территорий. Глубина таяния до вечно мерзлой почвы достигает до 1.5 м, а минимальное значение составляет 50 см. Тундрово-глеевые почвы известны своим растительным покровом в виде мхов и лишайников на севере, а так же на южных территориях небольшими кустарниковыми и редкими древесными породами.

Влажные фракции почвы имеют гелевый тиксотропный горизонт. Это явление выражено в сильном увлажнении почв, которые под механическим влиянием переходят из текстурно-вяжущей консистенции в плавучую, а после вновь принимает вязкую текстуру не меняя при этом процент содержащейся влаги. По всей территории подзон тундры оглеение и тиксотропия имеют тенденцию к уменьшению с юга на север.

Из-за большого количества содержащихся легкорастворимых солей в тундрово-глеевой почве они считаются выщелоченными и прогумусированными. Процент гумуса зависит от разновидности верхнего слоя и может достигать от 10 до 40% в составе.

Для этих почв так же характерна повышенная плотность, незначительная аэрация и низкая способность к фильтрации. Тундрово-глеевые почвы имеют особенность к ореховой или зернистой криогенности, которая даёт неводопрочную структуру.

Тундрово-болотные почвы

Тундрово-болотные почвы достаточно широко распространены в этой природной зоне. Они располагаются на обширных ровных участках, плоских и низких участках и среди микрорельефа. Эти места известны постоянным скоплением в избытке влаги и почти не разложившимися частями органики в виде осоки и определенного вида мха. Симбиоз двух этих факторов создаёт болотные почвы в тундровой зоне.

В связи с тем, что почвы торфяной разновидности оттаивают максимально всего на 80 см, относятся к тяжёлым почвообразующим суглинкам и глинам, известны переувлажнением на постоянной основе можно чётко различить процессы оглеения этих мест. На эти процессы несомненно влияет и отсутствие времени для окисления существующих горизонтов минерального происхождения. Тундрово-болотные почвы представлены в целом среднемощными, маломощными низинными торфяниками.

Морфологическое строение тундрово-болотных почв выглядит следующим образом:

– подушка из мха и осоки;

– горизонт из торфа;

– минеральный горизонт глеевой;

– тиксотропный горизонт глеевой;

– оглеенный переходный слой;

– мощная мерзлая почвообразующая порода.

Северу и арктической части тундры характерны слабый торфяной грунт. Продвигаясь на южные территории можно отметить возрастание этого слоя до 2 м. В тундрово-болотной почве горизонт из торфа имеет низкую зональность, кислой реакцией, большим процентом содержания калия и железа.

Тундрово-дерновые почвы

Ореол образования дерновых почв достаточно широк. Они могут образовываться от степей до тундры. Главным фактором их образования является наличие остатков травянистой растительности в верхней части геологической среды разного состава, в том числе карбонатных и бескарбонатных.

Почвы тундры отличаются от других зон своей слабо выраженной биологической активностью, скудным процентом элементов питания и сложными климатическими и воздушными почвенными условиями. Для улучшения всех этих свойств необходимо улучшить теплопроводность для лучшего оттаивания плодородного слоя и внести необходимый комплекс удобрений. Для освоения лучше всего подходят тундрово-дерновые почвы, так как имеют более легкий механический состав.

Тундрово-дерновые почвы имеют ряд положительных качеств:

– они значительно быстрее прогреваются;

– оттаивают на большую глубину, чем другие разновидности почв тундры;

– обладают хорошим естественным дренажем;

– наиболее пригодны для окультуривания;

– глеевые процессы развиты достаточно слабо.

В тундре дерновые почвы в основном имеют низкий показатель кислотности. Образуются они чаще всего в поймах рек и под осоко-злаковой растительностью. Несмотря на то, что почвы тундры в целом имеют низкий показатель питательных веществ, все же на дернистых участках есть большой процент кальция. Это обусловлено это расположением в поймах рек, где материнская порода отдаёт часть этого элемента.

Говоря о гумусовом слое нужно отметить, что тундрово-дерновые почвы обладают хорошим слоем гумуса, значение которого достигает до 10%.

Источник