Почвы арктической тундровой почвы таежно лесной зоны

ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОЙ И ТУНДРОВОЙ ЗОН

Арктическая и тундровая зоны входят в Евроазиатскую полярную область.

Условия почвообразования и почвы арктической зоны.Арктические почвы формируются в условиях полярного холодного сухого климата. Осадков выпадает 50-200 мм, температура июля не выше +5°С, безморозный период отсутствует. Почвы оттаивают на глубину 30-40 см. Среднегодовые температуры отрицательные – от -14 до -18°С. Растительность представлена мхами, лишайниками, различными видами водорослей. Высшие растения на водоразделах: занимают менее 25% территории. Количество опада – в пределах 0,5 т/га. Значительные площади занимает голый грунт. Большая роль в почвообразовании и формировании нанорельефа принадлежит криогенным процессам и физическому выветриванию.

Основным типом почв являются арктические, которые разделяют на два подтипа: арктические пустынные и арктические типичные гумусовые. Профиль состоит из двух горизонтов – А и С, иногда с переходным горизонтом АС. Для арктических почв характерны: небольшая мощность почвенного профиля, в пределах 30-40 см, скелетность, отсутствие оглеения, связанное с небольшим количеством осадков и просыханием почв под действием сильных ветров. Содержание гумуса в горизонте. А может достигать 2-4%, реакция среды – от слабокислой до слабощелочной, в зависимости от состава почвообразующих пород. Иногда почвы содержат карбонаты и водорастворимые соли.

Условия почвообразования и почвы тундровой зоны. Климат тундровой зоны характеризуется холодной зимой, коротким летом. Осадков выпадает от 400 мм на Кольском полуострове до 150-250 мм в Восточной Сибири. В южной тундре средняя температура июля – 8-13°С. Относительная влажность воздуха достигает 80-90%. Средняя годовая температура колеблется от -2°С (на западе) до -14…-16С° (в азиатской части). Это зона вечной мерзлоты. Летом почва оттаивает на глубину от 30 см на болотных торфяных почвах и до 1-2 м на песчаных.

Растительность арктической тундры представлена злаково-осоково-моховыми ценозами, а в понижениях – гипново-осоковыми ассоциациями на полигональных болотах. Типичная тундра характеризуется господством мхов и лишайников. Мхи преобладают на суглинистых почвах, лишайники – на щебнистых.

При продвижении к югу, в лесотундру, начинают появляться кустарнички – карликовые березы, ива, вереск, багульник, голубика, а по долинам рек на песчаных и супесчаных почвах – изреженные, угнетенные леса (ель, береза, лиственница и др.).

Количество опада составляет 0,5-1 т/га. В составе опада – низкое содержание оснований и азота.

Почвообразующие породы представлены морскими, ледниковыми и аллювиальными отложениями. В формировании бугристого и пятнистого микро- и нанорельефа большая роль принадлежит криогенным процессам: трещинообразование, солифлюкция, термокарст и др.

Зональным типом почв являются тундровые глеевые почвы. Изучение генезиса тундрово-глеевых почв проводилось Ю.А. Ливеровским, Е.Н. Ивановой, И.В. Забоевой, Н.А. Караваевой, В.О. Таргульяном, В.Д. Василевской и другими учеными. Низкие температуры, короткий период биологической активности, поверхностное и внутрипочвенное (надмерзлотное) переувлажнение определяют направленность почвообразования в тундре. В формировании профиля тундровых глеевых почв принимают участие три группы процессов: гумусообразование (детритообразование), продуцирующее сухоторфянистый или грубогумусовый горизонт, оглеение и криогенез. Образование грубогумусовых и оторфованных горизонтов связано с пониженной биологической активностью и низким содержанием оснований и азота в составе опада.

Тундровые глеевые почвы имеют следующее строение по­чвенного профиля: Ао – АоА1 – Вg –G. Мощность почвенного профиля небольшая, ограничивается мощностью деятельного (сезоннооттаивающего) слоя. Мощность органогенных горизонтов Ао+АоА1 может достигать 10-20 см. Содержание органического вещества в грубогумусовом горизонте составляет 5-10% и более, в Н оторфованном горизонте Ао – 30-60%. В составе гумуса преобладают фульвокислоты (СГК:СФК – 0,3-0,5). Отмечается повышенное содержание гумуса (1,5-2%) по всему профилю, связанное с потечностью гумуса и механической аккумуляцией над многолетнемерзлым водоупорным горизонтом. Реакция среды кислая и слабокислая, насыщенность основаниями – 20-50%.

Разделение тундрово-глеевых почв на подтипы и роды связано с характером органогенных горизонтов (грубогумусовый, торфянистый, перегнойный), оглеением (поверхностно-глеевые, надмерзлотно-глеевые), с начальными стадиями проявления элювиальных и иллювиальных ЭПП (оподзоленные, иллювиально-железисто-гумусовые).

Болотные почвы тундры представлены преимущественно низинными обедненными торфяными и торфяно-глеевыми, но встречаются и верховые.

Земледелие в тундре носит очаговый характер. Имеется опыт выращивания трав, капусты, моркови, лука, картофеля. Очаги земледелия приурочены к легким песчаным и супесчаным по­чвам, чаще всего – в долинах рек с глубоким деятельным слоем или отсутствием горизонтов вечной мерзлоты. Весьма перспективным для тундровой зоны является закрытый грунт – выращивание овощей в теплицах.

Источник

Классификация и свойства тундровых почв

Зональным типом почв в тундровой зоне являются тундровые глеевые почвы. В тундре, осо­бенно в ее южной части, широко распространены также бо­лотные аллювиально-тундро-дерновые и подзолистые почвы на морских побережьях формируют­ся засоленные (маршевые) почвы.

В тундровых глеевых почвах имеется органогенный горизонт разной мощности (5—30 см) и степени разложения (от торфянистого до гумусового) и минеральный горизонт, в разной степени оглеенный.

Тундровые глеевые почвы делятся на 4 подтипа: тундровые слабоглеевые гумусные, тундровые глеевые перегнойные, тундровые глеевые торфянистые, тундровые глеевые оподзоленные.

Тундровые слабоглеевые гумусные почвы распространены главным образом в Северо-Сибирской провинции, на хорошо дренированных суглини­стых водоразделах. Степень оглеения возрас­тает с глубиной, и над мерзлотой часто формируется темно-сизый глеевый горизонт G, но он может отсутствовать. Общая мощность профиля 40—60 см. Содержание гумуса в горизонте А₁ 5—10 %, в горизонте В — 1,5-3,5 %.

Тундровые глеевые перегнойные почвы наиболее распространены в европейской подзоне арк­тической тундры и на более увлажненных местообитаниях в Северо-Сибирской провинции.. Общая мощность профиля 60—80 см. Содержание гумуса в горизонте A₀A₁ 30—60 %, азота — около 1,5 %; в горизонте G — 0,5—2,0 и 0,05—0,1 % соответственно. Реакция кислая и слабокис­лая, насыщенность основаниями 20—50 %. Часто нижние горизонты также являются надмерзлотно-аккумулятивными.

Тундровые глеевые торфянистые почвы приурочены главным образом к южной типичной и кустарниковой тундре европейских и Чу­котско-Анадырской провинцийОбщая мощность профиля 60—100 см., содержание азота около 1,5%. В глеевом горизонте содержание гумуса 1,5— 6,0 %, азота — 0,1—0,2 %. Почвы кислые и сильнокислые, степень насыщенности основаниями низкая.

Тундровые глеевые оподзоленные почвы распространены главным образом в южной тундре и лесотундре наиболее влажных провинций — европейских и Чукотско-Анадырской. Общая мощность профиля обычно более 1 м. Оподзоленность этих почв отчетливо выражена по распределению илистой фракции, валовых и аморфных R₂O₃, поглощенных оснований.

Почвы таежно-лесной зоны

Таежно-лесная зона занимает большую часть бореального (умеренно холодного) пояса РФ. На севере таежно-лесная зона соприкасается с тундрой, на юге — с лесостепной зоной и простирается от запада до востока. Зона занимает около 1150 млн. га. По природно-хозяйственным признакам таежно-лесную зону объединяют с северными районами лесостепной зоны. Такая объединенная зона называется нечерноземной.

Климат зоны умеренно холодный. В районах Восточной Сибири он резко континентальный, а на Дальнем Востоке муссонный. Средняя годовая температура изменяется от +4 °С в европейской части, до -7. -16 °С в Восточной Сибири и до +7,5 °С на Дальнем Востоке. За год выпадает 350—700 мм, сумма температур за это время 400—2450 °С. В целом рас­сматриваемая территория относится к зоне достаточного и избыточного увлажнения. Однако многие районы Восточной Сибири, где годовое количество осадков меньше испаряемости, характе­ризуются недостаточным увлажнением. В азиатской части зоны, особенно в Восточной Сибири, распространена сплошная или островная мерзлота.

Рельеф. Европейская часть зоны расположена в пределах Русской равнины, но здесь встречаются и возвышенности и низменные пространства. В низменностях расположены озера или за­болоченные пространства. Поверхность здесь сильно рас­членена речными долинами, балками и оврагами, поэтому рельеф приобретает резко холмисто-волнистый характер. Западносибирская часть зоны представляет собой об­ширную слабодренированную равнину. На восток от р. Енисей до Дальнего Вос­тока рельеф представлен очень сложным горным рельефом. На Дальнем Вос­токе горные хребты чередуются с участками равнин и об­ширных низменностей.

Почвообразующие породы. В европейской части зоны почвообразующие породы представлены преимущественно ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями. Встреча­ются также породы и другого происхождения. Основные породы — моренные отложения; элю­вий и делювий коренных пород; современные аллювиальные отложения в поймах больших и малых рек. В горных почвообразующие породы представлены глав­ным образом элювием и делювием коренных пород суглинки и супеси. Равнинные пространства Дальнего Вос­тока сложены песками, су­песями и глинами.

Растительность. Преобладающий тип растительности — таежные моховые, мохово-кустарничковые и травяно-кустарничковые леса, которые на юге сменяются лиственными и широколиственными. Значительно распространена и лу­говая травянистая растительность — на суходольных и пой­менных лугах и под пологом леса. Большие площади заняты болотными ассоциациями.

Европейскую и западносибирскую части зоны по клима­тическим условиям, растительности и почвенному покрову подразделяют с севера на юг на 3 подзоны: северной, сред­ней и южной тайги.

Подзона северной тайги занята изреженными еловыми лесами с примесью березы, осины, лиственницы. Почвенный покров образует подзону глееподзолистых и подзолистых иллювиально-гумусовых почв. Подзона средней тайги представлена темнохвойными еловыми лесами. Под пологом леса развивается сплошной моховой покров с почти полным отсутствием тра­вянистой растительности. Почвенный покров образует подзо­ну подзолистых почв. Подзона южной тайги в европейской части РФ представлена темнохвойными лесами е примесью широко­лиственных пород (дуб, ясень, клен, липа) и смешанными широколиственно-темнохвойными лесами. Под пологом этих лесов хорошо развит травянистый покров. Почвенный покров образует подзону дерново-подзолистых почв.

Образование профиля подзолистых почв связано с развитием процессов оподзоливания, элювиально-глеевого процесса и лессиважа.

Генезис подзолистых почв.

В наиболее чистом виде подзолистый процесс протекает под пологом хвойного таежного леса с бедной травянистой растительностью или без нее. Отмирающие части древесной и мохово-лишайниковой таежной растительности накапливаются преимущественно на поверхности почвы в виде лесной подстилки. Эти остатки содержат мало кальция, азота и много трудноразлагаемых соединений. Низкое содержание питательных веществ и оснований в подстилке, а также преобладание грибной микрофлоры способствуют интенсивному образованию кислот, среди которых наиболее распространены фульвокислоты и низкомолекулярные орга­нические кислоты (муравьиная, уксусная, лимонная и др.). Кислые продукты подстилки частично нейтрализуются ос­нованиями, освобождающимися при ее минерализации, большая же их часть попадает с водой в почву, взаимодей­ствуя с ее минеральными соединениями. К кислым продук­там лесной подстилки добавляются органические кислоты, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов непосредственно в самой почве, а также выделяемые корнями растений.

В результате промывного водного режима и действия ки­слых соединений из верхних горизонтов лесной почвы удаляются в первую очередь все легкорастворимые вещест­ва. При дальнейшем воздействии кислот разрушаются и более устойчивые соединения первичных и вторичных мине­ралов. Прежде всего разрушаются илистые минеральные частицы, поэтому при подзолообразовании верхний горизонт постепенно обедняется илом.

Продукты разрушения минералов переходят в раствор и в форме минеральных или органоминеральных соедине­ний перемещаются из верхних горизонтов в нижние.

В результате подзолистого процесса под лесной подстилкой обособляется подзолистый горизонт. Вследствие выноса железа и марганца и накопления остаточного кремнезема цвет горизонта из красно-бурого или желто-бурого становится светло-серым или белесым, напоминающим золу; горизонт обеднен элементами питания, полуторными окислами и илистыми частицами; имеет кислую. Часть веществ закрепляется ниже подзолистого гсризонта. Образуется горизонт вмывания, или иллювиаль­ный горизонт, обогащенный илистыми частицами, полутор­ными окислами железа и алюминия и рядом других соединений. Другая часть вымываемых веществ с нисходящим током воды достигает почвенно-грунтовых вод и, перемеща­ясь вместе с ними, выходит за пределы почвенного профиля. Иллю­виальный горизонт приобретает заметную уплотненность.

Таким образом, подзолистый процесс сопровождается разрушением минеральной части почвы и выносом некоторых продуктов разрушения за пределы почвенного профиля. Часть продуктов закрепляется в иллювиальном горизонте, образуя новые минералы. Высво­бождающиеся при его разложении элементы зольного и азотного питания вновь используются лесной раститель­ностью и вовлекаются в биологический круговорот.

Наряду с оподзоливанием в подзолистых почвах происходит лессиваж — это диспергирование глинистых частиц и перемещение их с нисходящим током под защитой подвижных органиче­ских веществ и вынос железа. Слабокислая и близкая к нейтральной реакция почвен­ного раствора и подвижные органические вещества усиливают развитие лессиважа.

Подзолистые почвы с поверхности имеют подстилку (Ао) мощностью от 2—5 до 10 см. Ниже расположен слабораз­витый гумусовый горизонт, представленный слоем грубого гумуса в 1—Зсм (A₀A₁). Под слаборазвитым гу­мусовым горизонтом залегает подзолистый (А₂), затем иллю­виальный (В), который подсти­лается породой (С) (рис. 35). Между подзолистым и иллюви­альным горизонтами выделяет­ся переходный горизонт АоВ, а между иллювиальным и поро­дой — ВС.

Почвообразовательный процесс, протекающий под воз­действием травянистой растительности, приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизон­том, называется дерновым процессом. Наиболее существен­ная его особенность — накопление гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем гори­зонте почвы. Особенно благоприятно дерновый процесс развивается под луговой и лугово-степной травянистой рас­тительностью. С развитием дернового процесса почвообразования связано формирование дерновых почв таежно-лесной зоны. В верхних горизонтах почвы вместе с аккумуляции гумуса увеличивается содержание питательных веществ, улучшаются физико-химические и физические свойства, усиливаются микробиологические процессы и в конечном итоге формируются плодородные почвы. Интенсивность проявления дернового процесса определяется биологической продуктивностью травянистых растений.

Дерновые почвы имеют следующие общие признаки и свойства: хорошо выраженный гумусовый горизонт комкова­то-зернистой структуры, отсутствие или слабую выраженность оподзоленности, высокое содержание гумуса (от 3—4 до 12—15 % и более), высокую емкость поглощения, слабо­кислую, нейтральную или слабощелочную реакцию, повы­шенный валовой запас азота и зольных элементов питания растений.

Различают три типа дерновых почв: дерново-карбонатных (рендзины), дерновых литогенных и дерново-глеевых. Первые два типа развиваются в автморфных условиях, третий — в полугидроморфных. Дерновые почвы разделяются на виды по содержанию гумуса и мощности гумусового горизонта: перегнойные – больше 12%, многогумусные — 5-12%, среднегумусные – 3-5%, малогумусные – меньше 3%, маломощные – 15 см, среднемощные – больше 15 см.

Дерново-карбонатные почвы развиваются на породах, содержащих карбонаты кальция. Дерновые литогенные почвы формируются на породах, содержащих много силикатных форм кальция и магния, на элювии пород, богатых железом. Дерново-глеевые почвы развиваются при участии сильноминерализованных, богатых кальцием грунтовых вод.

Источник