Лекция 27. Почвы полярной (арктической) и тундровой (субарктической) зон.
Почвы арктической зоны. Циркумполярное расположение арктической зоны определяет её весьма суровые климатические условия, короткое холодное лето, длительный зимний период с низкой температурой воздуха. Повсеместно развита многолетняя мерзлота, почва оттаивает лишь на глубину 15-20 см. Арктическая суша представлена островами и узкими участками материковых побережий Азии и Северной Америки. В такой ситуации важную роль играют морские течения и воздушные массы, переносящие тепло и влагу. Годовое количество осадков в различных частях зоны колеблется от 35 до 400 мм в год. Испаряемость в плакорных условиях близка 100-200 мм / год. Следовательно, плакорные растительные сообщества, получающие атмосферные осадки в большем количестве, находятся в условиях сбалансированного, при затрудненном дренаже – даже избыточного увлажнения, а растительность на участках, получающих меньшее количество осадков, развивается в условиях недостатка влаги. Характер атмосферного увлажнения отражается на внешнем виде арктических ландшафтов. В арктической тундре поверхность рассечена системой мерзлотных трещин с образованием полигонов, по краям и в центре которых располагаются скопления грубых обломков. Совершенно иной облик имеют арктические пустыни. Процесс замерзания — размерзания почвы сопровождается постепенным «выжиманием» вверх крупных обломков горных пород. На плакорных местообитаниях Арктики к северу от 70 о северной широты развиты два типа растительности : тундровый и полярно-тундровый. Растительность арктических тундр представлена преимущественно мхами и лишайниками, присутствуют кассиопеи, карликовая ива, некоторые злаки и камнеломки. В гидроморфных местообитаниях преобладают гипновые мхи, осоки, пушица. В растительности полярных пустынь преобладают лишайники.
Почвы. Мощность почвенного профиля арктических почв обусловлена глубиной сезонного оттаивания почвенно-грунтовой толщи, которая редко превышает 30 ми. Дифференциация почвенного профиля выражена слабо. В районах избыточного или сбалансированного увлажнения формируются бурые аркто-тундровые почвы. Эти почвы имеют следующее строение профиля: А0 (0-3см) — Ат/А1 (3-6)- В/С(6-13) — (С 13-30). Такие почвы имеют слабо кислую реакцию (рН 5,5-6,0) и содержат 2,5-3% гумуса. Аркто-тундровые почвы являются наиболее распространенным типом плакорных почв Арктики. Важным фактором арктического почвообразования является карбонатный состав почвообразующих пород, способствующий насыщению почвы обменным кальцием и снижением почвенной кислотности. В районах избыточного атмосферного увлажнения в отрицательных элементах рельефа формируются торфяно-мерзлотные почвы. В летнее время участки, занятые этими почвами, превращаются в болота с кочками. Строение профиля торфяно-мерзлотных почв следующее : Ат (0-5см) — Ат2(5-15) — В/С (15-40). В нижней части почвы происходят процессы глееобразования. На северо-западном побережье Гренландии встречаются так называемые полярно-пустынные почвы. Из-за недостатка увлажнения в почвах повышена концентрация водорастворимых солей, почвы насыщены обменно-поглощенными основаниями и имеют рН 7-8. Содержание гумуса около 1%. Данные почвы формируются на плакорных элементах рельефа.
Почвы тундровой зоны. На островах и материковой части субарктической зоны Северного полушария распространены своеобразные безлесные ландшафты. Их площадь составляет 2,5% всей суши земного шара. Это тундровые ландшафты. По-фински «тунтури» означает «безлесное место», отсюда и произошло слово «тундра». Климатические условия тундр характеризуются отрицательной среднегодовой температурой от -2 в европейской до -12 0 С в азиатской части России. Средняя температура июля не поднимается выше +10 0 , а средняя температура января опускается до -30- 40 0 в Сибири. Безморозный период около трех месяцев. Количество осадков на востоке 150-250 мм в год, в европейской части России больше : на Кольском полуострова 450 мм, в районе Воркуты — 360мм. Для летнего периода характерны высокая относительная влажность (80-90%) и непрерывное солнечное освещение. По характеру растительности тундровую зону делят на подзоны: лишайниково-моховых и кустарничковых тундр, а также лесотундры. Наиболее типична для тундры лишайниково-моховая растительность, где глинистые пространства покрыты мхами и травами, каменистые лишайниками. Южнее наряду с мхами и лишайниками появляются кустарники, а еще южнее в пределах лесотундры встречаются лесные массивы. Несмотря на высокую увлажненность в тундре не встречается больших скоплений торфа. Значительные массивы торфяных болот появляются в лесотундре. Среди почвообразующих пород в тундрах преобладают различные типы ледниковых отложений. В местах близкого расположения плотных изверженных и метаморфических пород распространены каменистые россыпи. На растительности и процессах почвообразования сказывается наличие многолетней мерзлоты. Специфические условия климата, усиливающиеся многолетней мерзлотой, обусловливают появление особых форм рельефа: полигональные формы и бугры. В тундровой зоне «полигоны» имеют тот же характер, что и в арктической зоне, но менее выражены. В отдельных случаях возникают крупные бугры с ледяным ядром «гидролакколиты». В тундрах северо-востока страны распространено явление термокарста. Таяние прослоек и жил льда, заключенных в толще четвертичных отложений, вызывает образование депрессий различного размера, иногда занятых озерами.
Почвы. Кислые бурые тундровые почвы формируются в условиях хорошего промывания профиля и достаточного доступа кислорода, поэтому в данных почвах отсутствуют признаки анаэробности. Кислые бурые почвы приурочены к горным районам и высоким равнинам с чехлом хорошо проницаемых рыхлых отложений. В верхней части профиля располагается торфянистый горизонт. Нижняя часть профиля плохо дифференцирована. Ниже торфянистого горизонта располагается маломощный гумусовый горизонт коричнево-бурого цвета, постепенно переходящий в горизонт В. Строение профиля следующее: Ат (0-6(11) см) — А1(6(11) — 8(13) — В/С (8(13)-30) — С(30-60). Содержание гумуса в горизонте Ат не более 1-3 %, рН около 5,0. Тундрово-глеевые почвы формируются в условиях отсутствия дренажа и дефицита кислорода. Формирование их происходит на слабо дренированных низменностях в подзонах мохово-лишайниковой и кустарничковой тундр. Строение профиля следующее: Ат(0-6(10)см) – Вg (6(10)- 56(60). Для этих почв характерно наличие глеевого горизонта, благодаря присутствию железа он окрашен в сизый цвет. Этот горизонт располагается сразу под гумусовым и продолжается до слоя «вечной» мерзлоты. Содержание гумуса в горизонте Ат около 1-3%, реакция близка к нейтральной. В южной подзоне тундры формируются торфяно-глеевые тундровые почвы с хорошо выраженным торфяным горизонтом. Они более выщелочены и обладают кислой реакцией. В отрицательных элементах рельефа южной подзоны тундры формируются тундрово-болотные почвы.
Дерновые кислые почвы могут формироваться под травянистой растительностью в условиях хорошего дренажа. Они характеризуются сравнительно высоким содержанием элементов питания за счет богатых кальцием материнских пород или в результате расположения в поймах, обладают высоким содержанием гумуса (5-10%) и слабокислой реакцией. В южной части тундры встречаются полигональные торфяники, в которых мощность торфа может достигать 4 — 5 м. Эти торфяники рассматриваются как реликтовые образования, возникшие в середине голоцена в менее суровых условиях, когда на месте современной тундры существовали ландшафты тайги и лесотундры.
Источник
Почвы арктической зоны
Обширная территория северной части России представляет собой полярную почвенно-биоклиматическую область, которая делится на две зоны: арктическую и тундровую. Арктическая зона включает самые северные острова Ледовитого океана (Земля Франца-Иосифа, Северная земля, острова де-Лонга, север Новосибирских островов) и северную оконечность полуострова Таймыр. Зона характеризуется
холодным слабовлажным климатом. Годовое количество осадков
130–200 мм, основная масса осадков выпадает в виде снега. Безморозный период отсутствует. Среднегодовая температура –14; –18 о С.
Почвогрунты находятся в мерзлом состоянии, оттаивают с поверхности (около 30 см) только на 2 месяца.
• Климат – полярный холодный сухой, июль ср. t0 1-2/. Осадки 50-200 мм в год. Гумидный характер климата, талая вода ледников и снежников приводит к появлению гидроморфных почв, преимущественно, проточного характера. Сильное расчленение рельефа приводят к появлению позиций, где имеет место интенсивная денудация.
Рельеф – специфический микрорельеф (мерзлотный). В рельефе отражаются мерзлотные явления – трещинообразование, мерзлотная сортировка и вымораживание обломочного материала. В результате этого формируются специфические формы мерзлотного нано- и микрорельефа и полигональности почв. На рыхлых породах возникают трещинные полигоны, на каменистых – каменные котлы, кольца, полосы и др.
Наиболее существенные причины образования полигональных структур следующие: 1) сжатие грунтов при промерзании и оттаивании; 2) сортировка материала, выталкивание к поверхности крупных частиц; 3) развитие жил и линз подземного льда
Кроме пятнистых форм микрорельефа, большое распространение в Субарктике имеют бугорковатые и бугристые образования, происхождение которых связано с процессами пучения. Пучение грунтов обусловлено увеличением их объема при промерзании как за счет расширения имеющейся в грунте воды на 9% при ее кристаллизации, так и вследствие замерзания новых объемов воды, мигрирующих извне.
Растительный покров зоны имеет разреженный очаговый характер. В основном преобладают литофильные мхи и накипные лишайники, некоторые злаки (щучка, мятлик). В трещинах скал и на мелкоземистом субстрате большую роль в накоплении органического вещества играют зеленые и синезеленые водоросли. Поверхности, лишенные растительности, покрыты корочкой водорослей. Голый грунт занимает от 70 до 95%.
• Почвообразующими породами являются разнообразные дериваты базальтов и мезозойских песчаников (ЗФИ), а также известняков и глинистых сланцев (НЗ).
• Арктические почвы разделены на два подтипа: арктические пустынные, арктические типичные гумусные. В пределах первого подтипа выделяют два рода: насыщенные карбонатные и засоленные, которые характерны для супераридной и ультрахолодной частей Арктики. Они имеют нейтральную или щелочную реакцию среды, а на поверхности солевую корочку.
• Почвы формируются в условно нормальных‑ мезотермных условиях, которые сочетаются с олиготермными (жесткий ветровой режим, длительное накопление снега и т.п.) и эутермный (южные экспозиции, ветровая тень) условия теплообеспеченности.
• Важным фактором почвообразования является привнос птицами органического вещества из моря. В этих условиях почвы развиваются в орнитотрофных условиях.
• В зависимости от пород формируются почвы:
• 1. Каменистые россыпи: –
• Пл – почвопленки под накипными лишайниками и печеночными мхами;
• ЛТ – торфяные литоземы (Т‑(TС)‑D);
• СТ – сухоторфяные почвы (TJ‑TT‑(TC)‑D).
• 2. Суглинистые дериваты базальтов –
• Д – серогумусовые (дерновые) (AY‑AC‑C);
• Дгл ‑ дерновые глееватые (AU‑G‑CG).
• 3. Суглинистые щебнистые дериваты базальтов –
• Д – серогумусовые (дерновые) (AY‑AC‑C);
• ЛТ – торфяные литоземы (Т‑(TС)‑D);
• 4. Известняки–
• КПр – карбопетроземы гумусовые (W‑Mic‑M); где W-гумусово-слаборазвитый
• ПТГок – перегнойно-темногумусовые остаточно-карбонатные (AH‑Mic‑M), где АН‑перегнойно-темногумусовый..
• 5. Суглинистые щебнистые дериваты, глинистые сланцы –
• Пег – пелоземы гумусовые (на суглинках) (O‑Chi‑C);
• Птгг – петроземы[на щебне)](грубо) гумусовые (W‑M) W‑гумусово слаборазвитый; ЛТ – торфяные литоземы (Т‑(TС)‑D);
• 6. Пески–
• Псг‑ псамоземы на песках(слаборазвитые почвы) (О‑С∙∙), где О‑подстилочно-торфяный.
• 7. Арктические типичные гумусные почвы характеризуются слабо-развитым маломощным профилем, в котором выделяются только горизонты А и С (или R-стратифицированный), иногда с переходным горизонтом АС или AR.
• В понижениях рельефа формируются болотные (переувлажненные) почвы, часто неоглеенные почвы, не имеющие признаков торфообразования («минеральные болота») и нередко содержащие карбонаты и легкорастворимые соли. Накопление последних связано с преобладанием в этой зоне низких температур, при которых соли слабо растворяются.
Дата добавления: 2017-03-29 ; просмотров: 3877 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Общие черты географии почв, факторы и особенности почвообразования в арктической и тундровой областях
Переоценка зональных почвенно-географических концепций в 60−70-х гг. XX в. оказала известное влияние и на генетико-географические представления о почвах Крайнего Севера. Приоритет зональных принципов уступил место субстантивно-генетическому подходу, т. е. рассмотрению географических закономерностей с позиций почвообразовательных процессов и конкретных свойств почв. Так, Н. А. Караваева и В. О… Читать ещё >
Общие черты географии почв, факторы и особенности почвообразования в арктической и тундровой областях ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЧВ. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Суровые климатические условия высоких широт, вечная мерзлота и разнообразные мерзлотные явления, молодость ландшафтов, недавно освободившихся от ледника или моря, слабое функционирование биоты определяют главные особенности выветривания и почвообразования. Северная граница тундры совпадает с июльскими изотермами +2…+4°С, т. е. с северным пределом распространения высших растений; ее южная граница приблизительно соответствует изотерме июля +10°.
Неблагоприятные для развития почв черты климата заключаются в низкой теплообеспеченности, краткости периода активного почвообразования, недостатке влаги в арктических почвах и избытке ее в тундровых, в сильных ветрах, разрушающих почву и препятствующих развитию растений. Недостаток тепла определяет фрагментарность растительного покрова, медленное зарастание минерального субстрата, малую мощность деятельного слоя, слабую проработанность материнских пород почвообразованием.
Почвенный покров отличается фрагментарностью: маломощные почвы чередуются с «полупочвами» — голыми пятнами, обрамленными каменными кольцами или бордюрами из мхов с полукустарничками, а также непочвенными образованиями — скалами, солифлюкционными полосами, «каменными морями». В распределении зрелых автономных почв и в строении почвенного покрова отчетливы зональные закономерности, показанные на карте факторов зональности В. М. Фридланда (см. рис. 1.3) как горизонтальная зональность с преобладанием термического фактора. Различия в базовых климатических показателях между широтными подзонами значительны (табл. 4.1), как и дифференциация климатических условий по долготе, т. е. четко выделяются провинции с разной степенью континентальности климата. Поэтому в анализе географии почв высокоширотных территорий, начиная с самых ранних обобщений, сочетаются зональные и региональные элементы (см. рис. 4.1, 4.4).
Арктические ландшафты занимают крайне малые площади на островах Северного Ледовитого океана и азиатском побеХарактеристики климата арктической и тундровой зон Европейской России (но климатическому атласу СССР, 1960).
Подзоны тундровой зоны.
Средняя продолжительность безморозного перио;
Средняя июльская температура воздуха, «С.
Число дней с температурой воздуха выше 5 °C.
Сумма температур воздуха выше 10 °C.
Осадки, мм в год Мощность деятельного слоя, см.
т. е. рассмотрению географических закономерностей с позиций почвообразовательных процессов и конкретных свойств почв. Так, Н. А. Караваева и В. О. Таргульян (1978) основное значение в географии высокоширотных почв придают комбинациям почвообразовательных процессов, формирующим типы почвообразования, но не обнаруживающим прямых корреляций с зональными условиями (рис. 4.2). Типы почвообразования имеют разную интенсивность проявления в разных ландшафтных зонах; преобладание того или иного типа в целом соответствует почвенной зоне. Границы выделенных таким образом почвенных и ландшафтных зон не совпадают.
Типы почвообразования связываются с атмосферным увлажнением, литологическими и химическими свойствами материнских пород, положением почвы в определенных условиях рельефа и/ или удаленностью от моря. Если первичная зональная схема предполагает соответствие каждой подзоне определенной автономной почвы, то в более поздних географо-генетических построениях подчеркивается одинаковость набора, но различная интенсивность элементарных почвообразовательных процессов от Арктики до южной тундры. Они включают: оглеение, торфонакопление, гумусообразование по типу мулль-модер, карбонатизацию, альфегумусовый процесс, субаэральное соленакопление, образование «почв-пленок» в субстрате пятен. Степень выраженности процессов зависит от зонального положения почвы.
Сочетание субстантивного и факторного подходов к группировке почв Севера, включая и северотаежные, привело И. А. Соколова с соавторами (1982) к выделению несколько иных почвенных таксонов, следовательно, иных пространственных закономерностей. Группировка почв представлена в виде сложной «факторно-экологической матрицы», основанной на общих оценках атмосферного климата и почвообразующих пород.
По горизонтальной оси матрицы расположены классы немерзлотных и мерзлотных почв, подразделяющихся по увлажнению на ультрагумидные и гумидные (а мерзлотные еще и на семигумидные, семиаридные и аридные). По вертикальной оси матрицы классы почв выделены по сочетанию термических условий и типов почвообразующих пород следующим образом. В пределах каждого термического пояса (очень холодный, холодный, умеренно холодный) различаются группы и подгруппы почвообразующих пород. Кроме плотных силикатных и карбонатных пород выделены две группы рыхлых пород: суглинистых и.
Рис. 4.2. География основных типов почвообразования и почвенные зоны Севера (по Караваевой и Таргульяну, 1978) [https://referat.bookap.info, 28].
Ландшафтные юны и подзоны: I — таежная; II — тундровая (подзоны тундр: ар —.
арктическая, тп — типичная, юж — южная); III — арктическая; IV — полярно-пустынная Типы почвообразования: А — глее вое. Б — подзолистое, В — альфсгумусовое, Г — органогенное, Д — дерновое, Е — гумусовое карбонатное, Ж — безгумусовое засоленное Почвенные зоны: I — дифференцированные глеевые, глесподзолистые и подзолы; 2 — гомогенно-глеевые и подбуры; 3 — дерновые арктические и карбонатные арктические; 4 — безгумусовые засоленные щебнистых с песчаными. Они разделяются на подгруппы кислых, основных и карбонатных; отдельную подгруппу составляют кварцевые пески.
Ячейки матрицы заняты разнообразными почвами, среди которых много дерновых (арктических и арктотундровых, глееватых, альфегумусовых) и глееземов, есть также альфегумусовые — подзолы и подбуры, сподоземы, криоземы и ксероземы (термины авторов, предложенные для отражения скорее свойств почв, чем условий почвообразования).
В последние годы в обсуждении «географо-генетических проблем XX века» для почв Арктики и Субарктики особенно большое значение придается локальным (геогенным) факторам дифференциации почвенного покрова, например конфигурации и размерам площади суши, ветровому и снежному режимам, содержанию мелкозема в материнской породе, им пульверизации солей с моря и т. д. В суровых климатических условиях подобные слабые локальные изменения факторов почвообразования вызывают «азональные нарушения», или «эксцессы», распространяющиеся, как показали недавние исследования, на значительные площади и осложняющие проявление зональных закономерностей (Горячкин, Караваева, Таргульян, 1997; Горячкин, Караваева, Глазов, 2000).
Тем не менее при определенных различиях в подходах к географии высокоширотных почв следующие положения можно считать общепризнанными.
- ? С севера на юг возрастает интенсивность почвообразования и, следовательно, мощность почвенных профилей, доля зрелых почв в составе почвенного покрова. Эти изменения, как и смена преобладающих растительных сообществ, носят зональный характер.
- ? Наряду с зональными закономерностями существенна роль фациальных, влияющих на расположение зон, состав и строение почвенного покрова; на их основе выделяются провинции, различающиеся степенью континентальности климата.
- ? Почвенному покрову свойственна микронеоднородность — комплексность. Комплексы разнообразны по составу и геометрическим формам; с севера на юг доля зональных почв в них увеличивается, формы комплексов связаны с мерзлотными деформациями и различны в минеральных и органических грунтах.
Таким образом, географо-генетические группировки почв, предлагаемые разными авторами, основываются как на зональных принципах, так и на характеристиках почвенного профиля — его строении, степени зрелости, гранулометрическом составе, химизме горизонтов, а также на представлениях о почвообразовательных процессах. Рассмотрим основные группы процессов, протекающих в арктических и тундровых почвах.
Роли вечной мерзлоты в почвообразовании, выветривании, генезисе рельефа и многих других аспектах формирования и.
Рис. 4.3. Криотурбапии в минеральном субстрате.
устойчивости ландшафтов посвящена обширная литература. Толщи мерзлых пород имеют мощность в десятки и первые сотни метров и температуру на 2−4° ниже нулевой [1] , в речных долинах мерзлота часто отсутствует.
Все многообразие воздействий мерзлоты на почвы можно условно разделить на 2 группы: «пассивные», постоянно влияющие на ход основных процессов, и «активные», динамичные, время от времени вызывающие перемешивание массы почвы, нарушение границ горизонтов, усиливающие неоднородность почвенного покрова. Обе группы присущи арктическим и тундровым почвам, вторая проявляется преимущественно в тундрах на фоне постоянного избытка влаги в тундровых ландшафтах.
Близкое к дневной поверхности положение мерзлоты (от 0,5 до 1,5−2 м) определяет приповерхностную локализацию биохимических и биологических процессов, замедленность физико-химических реакций в почвах, обилие разнообразных криотурбаций (рис. 4.3.). «Запирание» почвенного профиля мерзлотой, как говорят исследователи тундровых почв, другими словами, затрудненный дренаж, ограничивает вынос продуктов почвообразования, и в нижних, надмерзлотных, горизонтах накапливаются водорастворимые вещества, в том числе органические. Противоположной точки зрения придерживается И. А. Соколов (1997), считающий избыточное увлажнение скорее фактором выноса продуктов почвообразования, чем их накопления. Вынос осуществляется путем латеральных миграций по кровле мерзлоты, ему также способствует развитие систем морозобойных трещин.
Комплексность почвенного покрова является следствием криопедотурбаций и суровости климата, ее формы разнообразны и отражают степень континентальности климата и состав субстрата. Преобладающая часть комплексов содержит примитивные почвы пятен, которые могут располагаться как на микроповышениях, так и в микропонижениях, образуя регулярную сетку, причем превышения составляют всего 20−50 см. При ограниченном развитии растительности на щебнистых грунтах формируются каменные многоугольники. Комплексность почвенного покрова ясно отражается неоднородным, пятнистым распределением растительности: от пятен водорослей на голой минеральной поверхности до мохово-осоково-пушицевых сообществ в наиболее благоприятных условиях, от лишайниково-водорослевых ценозов пятен до сложных трехъярусных ерников, чередующихся со сфагновыми торфяниками в южной тундре.
Поступление органического вещества в почву невелико (табл. 4.3), а его дальнейшая трансформация тормозится не только непосредственно климатом и мерзлотой, но и малой заселенностью почв микроорганизмами и мезофауной. Среди органоаккумулятивных горизонтов в тундровых почвах преобладают торфяные различной мощности, реже встречаются грубогумусовые и перегнойные, крайне редко — аккумулятивно-гумусовые (дерновые). Верхние горизонты почв в Арктике, имеющие мощность 2−7 см, скорее перегнойные или гумусовые; горизонты торфа там не формируются из-за сухости климата.
Характеристики биологической продуктивности сообществ арктической и тундровой зон (по Базилевич и лр., 1986).
Источник