Почва тундры, особенности природной зоны и характеристики ландшафта
В силу особенностей климата зоны вечной мерзлоты почва тундры характеризуется слабовыраженной биологической активностью и минимальным запасом полезных веществ. Наиболее пригодными для окультуривания считаются тундрово-дерновые земли с низким уровнем глеевых процессов. Для благополучного выращивания большого разнообразия сельскохозяйственных культур проводят осушение и прогревание переувлажненной тундровой почвы.
Общие сведения о природной зоне
Тундра – «безлесное место» – характеризуется суровым климатом, исключительно медленными биологическими процессами в почвенной среде. Тундровыми ландшафтами занята территория в 2,5% от общей площади земной суши. Значительная часть природной зоны находится в пределах Северного полярного круга. Безлесные рельефы распространены на Чукотке и Камчатке, полуостровах Ямал, Таймыр и Гыдан, в бассейне южной Печоры и Воркуты, на Кольском полуострове и к северу от Среднесибирского плоскогорья.
Климатические условия
Климат природной зоны характеризуется отрицательной среднегодовой температурой в диапазоне от -2°C и до -12°C. Усредненные температурные параметры июля составляют +10°C, в январе данный показатель опускается до -40°C. Период без морозов – климатическое лето в тундре – продолжается около 3-х месяцев. Количество осадков варьируется в диапазоне 120-450 мм/год. Для тундры характерен низкий снежный покров в пределах 50 см, он сносится из-за сильных ветров. Летом наблюдается высокая относительная влажность воздуха в пределах 80-90%.
Среднегодовая температура Тундры в диапазоне от -2°C и до -12°C
Геологические данные
Почвообразование и различные геологические процессы на территории природной зоны находятся под агрессивным воздействием многолетней мерзлоты – горизонтов литосферы с сохранением стабильно-отрицательных температур. Безлесные рельефы относятся к относительно молодым образованиям. Эту часть суши еще 1,5 млн. лет назад занимали глухие леса.
Почвообразующие породы представлены многообразием ледниковых отложений, в том числе:
- грубообломочными образцами горных пород;
- составами с морскими и озерными осадками;
- озерно-аллювиальными композициями.
Глубина ежегодного оттаивания слоя мерзлоты варьируется в зависимости от характера почвообразующих пород:
- песчаные грунты оттаивают примерно на 1,2-1,6 м;
- глинистые – в пределах 0,7-1,2 м;
- торфяно-болотные – в пределах 0,2-0,4 м.
Близкое расположение мерзлых грунтов обуславливает такие нюансы, как:
- переувлажнение почвенной массы и заболачивание площади;
- сильное охлаждение почвенной толщи и снижение интенсивности развития почвообразовательного процесса.
Ландшафт природной зоны характеризуется образованием особого микрорельефа в виде полигональных форм и бугров. При этом полигоны менее выражены, чем в арктических территориях. Бугры – выпуклые площадки грунта – формируются в результате подтока воды к наиболее промерзающим участкам.
Растительность
Флору тундры составляют преимущественно кустарники, травянистые растения, лишайники и мхи. Отсутствие древесных форм объясняется особенностями климата и состоянием почвы.
Наряду с лишайниками и мхами разнообразие тундровой растительности составляют следующие виды кустарниковых пород и трав:
- карликовая береза;
- брусника, голубика, морошка;
- ива, ягель и дриада;
- осока и злаки;
- ожика, горец;
- полярный мак, багульник;
- камнеломки и другие цветковые растения.
Брусника в тундре
По характеру растительности выделяют следующие подзоны тундры:
- лишайниково-моховые. Каменистые территории покрыты лишайниками, глинистые – мхами;
- кустарниковые. К югу наблюдается растительное разнообразие в виде мхов, лишайников и кустарников;
- лесотундры. На южных периметрах природной зоны встречаются изолированные лесные массивы, которые заходят вглубь тундры исключительно по речным долинам.
Наблюдается разнообразие почвенной микрофлоры в виде бактерий, грибов, актиномицетов. Дефицит кислорода в силу высокой влажности грунта способствует интенсивной популяции анаэробных бактерий.
Виды и свойства почв, преобладающих в тундре
В условиях уникально холодного климата наблюдается формирование различных по характеристикам составов грунта. Преобладающиепочвы тундры– глеевые, бурые и дерновые – располагают низким уровнем плодородия, так как в них биологические процессы протекают медленными темпами.
Глеевые почвы
В мохово-лишайниковой зоне, как и кустарничковой, формируются тундрово-глеевые почвы.Для них характерен предельно низкий уровень дренажа и дефицит кислорода. Формирование тундрово-глеевых почвнаблюдается в низинах на фоне длительного застоя влаги над поверхностью мерзлых толщ.
Образование глеевого слоя обуславливается восстановительными процессами в условиях переувлажнения толщи. Специфическому голубовато-серому окрасу почвенный профиль обязан присутствию Fe(IІ). Глеевый горизонт, располагаясь под гумусовым слоем, занимает пространство до верхних пределов мерзлоты. В отдельных случаях в почвенном профиле наблюдается формирование обособленного пятнистого пласта из серых и ржавых образований.
Характеристика тундрово-глеевых почв:
- относятся к тяжелым грунтам суглинок и глинам;
- глубина таяния толщи до вечной мерзлоты составляет от 50 см до 1,5 м;
- большое содержание легкорастворимых солей делает состав выщелоченным и прогумусированным. В зависимости от разновидности верхнего слоя количество гумуса варьируется в пределах 10-40%;
- тундрово-глеевыепочвы имеют такие свойства, как повышенная плотность, малый уровень аэрации, низкие возможности фильтрации, неводопрочная структура.
В качестве примера можно рассмотреть разрез глеевой почвы Большеземельской тундры на низменной равнине у реки Печора:
- почвообразующая порода представлена тонко-песчано-суглинистыми иллювиальными отложениями;
- для ландшафта типичен растительный мир в виде мохового ковра, который дополнен низкорослыми породами, включая карликовую березу со стелющимися побегами, осоку и злаковую зелень. Местность также богата мохово-торфяными кочками;
- горизонт Aс мощностью 6-10 см покрыт мхом, под живым ковром наблюдается торфяной пласт с обилием корней;
- горизонт Bс мощностью 50-60 см представляет собой глеевый состав серо-сизого окраса, бесструктурный. В верхней грани в отдельных местах наблюдаются ржавые пятна, в нижней плоскости пласта нередки жилы льда;
- глеевый слой расположен над стабильной мерзлой толщей.
По южному периметру зоны безлесного ландшафта наблюдаются торфяно-глеевые почвы. Формирование торфяного пласта обуславливается относительно мягким климатом местности. В отдельных частях рельефа южной подзоны формируются тундрово-болотные грунты, что происходит из-за стекания вод из глеевых участков.
Кислые бурые почвы
Для них характерно отсутствие застоя влаги и признаков аэробности, так как на фоне особенностей почвообразующих пород обеспечивается дренаж толщи. Зоной распространения данного вида почвенной композиции отмечают горные районы и высокие расчлененные равнины с наличием рыхлого проницаемого слоя.
В толще наблюдается накопление частично разложенных растительных остатков, что обуславливает формирование выраженного торфянистого горизонта Aв верхнем сегменте почвенного профиля. Нижняя часть с мощностью около 40-50 см слабо дифференцирована на генетические горизонты из-за процессов периодического замерзания и оттаивания массы.
Для наглядности можно рассмотреть образец бурого грунта на горном плато на Кольском полуострове:
- малой мощности покровные отложения служат почвообразующей породой;
- для местности типична флора в виде мхов, лишайников, карликовой березы, ягодниковых кустарников, злаковых растений, камнеломок и других стелющихся видов цветков;
- горизонт Aс мощностью 6-11 см представлен живым моховым ковром, под которым располагается коричнево-бурый слой из слабо разложенных растительных остатков;
- горизонт A1 с мощностью 1,5-2 см представляет собой грубопесчаный состав с растительными остатками в буро-коричневом окрасе;
- горизонт B/Cимеет песчано-дресвяный состав бурого цвета с редкими корнями и коричневым гумусовым покрытием на неокатанных обломках;
- горизонт Cс мощностью в диапазоне 5-60 см в виде дресвяного слоя с бурым мелкоземом и обломками крупных пород.
Кислые бурые почвы
Малой мощности покровные отложения служат почвообразующей породой. Торфянистый слой содержит преимущественно органические вещества, масса гумуса в горизонте Aне превышает 1-3%. Преобладанием в гумусе легкорастворимых фульватных соединений обуславливается кислая реакция бурых тундровых почв. Значение pHверхних слоев профиля составляет около 5, ниже этот показатель увеличивается до 5,5-6.
Дерновые кислые почвы
Дерновые грунты тундры формируются в проймах рек и под покровом осоко-злаковой растительности. Наличие растительных остатков в верхних слоях геологической среды является ключевым фактором формирования дерновых кислых почв. Они характеризуются относительно легким механическим составом и лучше всего подходят для освоения.
Особенности и свойства дерновых кислых грунтов тундры:
- почвапрогревается относительно быстро;
- выделяется хорошим уровнем дренажа;
- наблюдается слабый уровень развития глеевых процессов;
- глубина оттаивания значительно больше, чем в случае других видов геологической среды тундры;
- содержание гумуса составляет около 10%;
- составу типичен низкий показатель кислотности.
В дернистых участках наблюдается высокое содержание кальция, что обуславливается расположением в поймах рек.
Полигональные торфяники
Реликтовые образования – полигональные торфяники – сформированы в менее суровых условиях в период, когда на месте современной тундры располагались таежные ландшафты и лесотундры. Как преобладающийпочвенный состав они встречаются в южной части природной зоны, где мощность толщи торфа варьируется в диапазоне до 5 м. В полигональных торфяниках погребен огромный запас растительных остатков в виде стволов и пней древесных пород. Поверхность толщи обычно вспучена и имеет морозобойные трещины, нижняя часть характеризуется постоянным мерзлым состоянием.
Болотно-тундровые оподзоленные почвы
Почвенная среда этого образца характерна для лесотундры и делится на следующие типы:
- дерново-торфянисто-глеевые оподзоленные почвы;
- торфянисто-подзолисто-глеевые;
- дернисто-глеевые слабооподзоленные.
Нюансы явления термокарста
Вследствие вытаивания подземных прослоев и жил льда образуется ландшафт с неравномерным проседанием толщи, формируются депрессии, часто занятые озерами. Явление термокарста распространено в тундрах северо-востока страны. Кратер Батагайка в Восточной Сибири – яркий пример термокарстового образования – уходит в глубину на 100 м, длина составляет 1 км. При этом вечная мерзлота под зоной депрессии продолжает таять.
Особенности применения тундровых почв в сельском хозяйстве
Осваивают в основном легкосуглинистые и супесчаные участки на южных склонах, где толщи вечной мерзлоты залегают относительно глубоко. Комплекс агротехнических работ предусматривает осушение и прогревание среды, внесение удобрений для улучшения потенциала плодородного слоя.
Особенности подготовки и применения тундровых почв:
- осушение почвенного профиля направлено на повышение качества прогревания состава для успешного применения для выращивания разнообразных культур;
- для прогревания участка выполняются глубокая вспашка и снегозадержание, далее обеспечивается принудительное таяние снежного покрова способом распыления золы.
Субстрат обогащают фосфорными удобрениями и азотом, чтобы усилить урожайность. В тундре в основном выращивают картофель, капусту и лук, ячмень и ряд тепличных культур.
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