Тундрово глеевые почвы что такое глей

Тундрово глеевые почвы что такое глей

Глей, глеевый горизонт — горизонт почвенного профиля, характеризующияся зелёной, голубой, сизой или неоднородной сизо-ржавой окраской, бесструктурностью и низкой порозностью. Традиционно обозначается буквой G. Горизонты иного типа, имеющие лишь отдельные признаки оглеения, называются глееватыми и при обозначении отмечаются индексом g.

Содержание

Генезис

Развивается в различных переувлажнённых, заболоченных и болотных почвах в горизонтах с затруднённым доступом или без доступа кислорода (под влиянием грунтовых или поверхностных вод). Образуется в результате оглеения — сложного комплекса процессов, преимущественно микробиологической и биохимической природы, включающего:

• Восстановление минеральных и органических веществ с образованием легкоподвижных форм закиси железа, марганца, алюминия и других элементов, накапливающихся в почве;
• Трансформацию гуминовых кислот в фульвокислоты;
• Подкисление реакции почвы с вхождением в поглощающий комплекс двухвалентного железа, водорода, алюминия;
• Разрушение алюмосиликатов с образованием глинистых минералов, содержащих двухвалентное железо,

и ряд других явлений.

Типы глеевых горизонтов

Выделяется ряд типов глеевых горизонтов в зависимости от их происхождения и свойств.

Следующие типы формируются при переувлажнении почв грунтовыми водами:

• Глей (грунтово-глеевый горизонт, гидрологический глей, ортоглей, эндоглей) формируется при грунтовом заболачивании почв. Окраска голубоватая, сизая, серовато-сизая, часто с ржавыми пятнами или крапинками. При воздействии атмосферы цвет не меняется.

• Болотный глей (вивианитово-глеевый горизонт, ортоглей) образуется в болотных почвах при обильном торфонакоплении. Для данного горизонта характерна синяя или голубая окраска, при контакте с атмосферой быстро переходящая в бурую.

• Маршевый глей (глауконитово-глеевый горизонт) встречается в пойменных, плавневых и маршевых почвах. Окрашен в зеленоватые и оливковые тона, при воздействии атмосферного воздуха цвет горизонта меняется слабо.

• Склоновый глей (висячий глей, амфиглей, эклиглей) формируется на месте выхода верховодки или грунтовых вод.

Возможно также переувлажнение почв атмосферными осадками, вызванное наличием в почве водоупорного горизонта, над которым в определённые периоды застаивается влага. Одним из примеров подобного явления является мерзлотный глей (надмерзлотно-глеевый горизонт, криоглей), образующийся над многолетней мерзлотой, являющейся водоупором. Он отличается чётким делением на нижний восстановленный полностью сизый и верхний ржаво-бурый окисленный слои.

Более широко распространён внутрипочвенный глей (почвенный глей, псевдоглей, параглей). Он формируется на верхней границе горизонта более тяжёлого гранулометрического состава, выступающего в качестве водоупора. В зависимости от происхождения этого водоупорного горизонта, выделяют псевдоглей первичный (почва сформировалась на исходно двучленной породе и унаследовала свои гидрологические свойства от неё) и вторичный (водоупор сформировался в результате процессов почвообразования, обычно это иллювиальный горизонт сильно дифференцированных почв).

Поскольку переувлажнение в этом случае имеет сезонный характер и сменяется промыванием и иссушением горизонта, оглеение сопровождается элювиальными процессами выноса разрушенных минеральных соединений. В таком случае говорят о псевдооглеении. Чередование окислительных и восстановительных условий, вызывающее изменение подвижности железа и марганца, приводит к их сегрегации, морфологически проявляющейся в возникновении пёстрой, мраморовидной, сизовато-белёсой с ржавыми пятнами окраски, а также железо-марганцевых конкреций размером до 1 см. В горизонте возможно наличие плитчато-глыбистой структуры, нередки реликтовые признаки подзолистого, лессивированного или осолоделого горизонта, по которому развивается оглеение.

В случае общей слабой водопроницаемости почв, обилии осадков, малом испарении и большой влагоёмкости подстилки образуется атмосферный глей (климатический глей, стагноглей, экзоглей). Он залегает непосредственно под подстилкой и имеет свойства гумусового или элювиального горизонта.

Особо выделяется серный глей (сульфидно-глеевый горизонт), формирующийся в переувлажнённых почвах, в профиле которых есть сульфаты. При оглеении сульфаты превращаются в сульфиды (см. анаэробное дыхание), в результате чего горизонт приобретает запах сероводорода, серый, серо-сизый или оливково-серый цвет. После осушения окраска становится пёстрой с жёлтыми пятнами ярозита («кошачья глина»).

Рисовый глей образуется в затопленных почвах рисовников. Для него характерно, во-первых, развитие по профилю какой-либо уже сформировавшейся почвы, а во-вторых, разделение её профиля на восстановленную толщу и окисленные плёнку у поверхности (толщина 2-3 мм), пятна вокруг крупных пор с защемлённым воздухом и вдоль корней. Туда стягиваются подвижные восстановленные железо и марганец, окисляются и осаждаются, образуя охристые пятна и прожилки. Такая почва при высыхании начинает растрескиваться, на старых рисовниках образуется полигональная трещиноватость. Со временем минеральная часть полностью разрушается, железо и марганец сегрегируются в конкреции, происходит остаточное накопление кремнезёма и образуется «рисовый подзол».

Глеевые почвы

Классификация почв России 2004 года выделяет отдел глеевых почв в стволе постлитогенных. Данные почвы диагностируются по наличию глеевого горизонта, залегающего непосредственно под органогенным. Органогенный горизонт может быть в зависимости от условий формирования представлен как подстилкой, торфяным или перегнойным горизонтом, так и гумусовым горизонтом с содержанием гуматного гумуса 12-15%. Его характер используются для разделения большей части типов отдела.

Наиболее распространены данные почвы в тундровой, лесотундровой и таёжной зонах (глеезёмы, торфяно-глеезёмы), южнее до степной зоны встречаются в замкнутых понижениях рельефа, на речных террасах, под луговой и лугово-болотной растительностью, заболоченными лесами (перегнойно-глеевые, перегнойно-гумусовые глеевые, тёмногумусово-глеевые).

Выделяется также несколько типов освоенных глеевых почв (агроторфяно-глеезёмы, агротёмногумусово-глеевые и др.).

Мелиорация

Глей оказывает вредное воздействие на подавляющее большинство диких и культурных растений. Мелиорация оглеенных почв в первую очередь включает их осушение — снижение уровня грунтовых вод и сброс избыточных поверхностных вод.

Изучение

Термин «глей» впервые введён в научную литературу русским учёным Г. Н. Высоцким (1905) и стал в почвоведении международным. В изучение процесса глееобразования большой вклад внес профессор МГУ им. М.В. Ломоносова Ф.Р. Зайдельман.

Источник

Тундровые глеевые почвы

Условия формирования

Тундровые глеевые почвы широко распространены в подзоне типичной тундры и являются преимущественно компонентами комплексов в ландшафтах пучинно-бугорковатых тундр, хотя встречаются и в трещинно-полигональных тундрах. Они развиваются на суглинистых и глинистых отложениях разного генезиса под кустарничково-моховой с ерником растительностью.

Морфологическое строение профиля

Оv — (AO) — Вg — Gd — ⊥G(⊥Cg)

В профиле тундровых глеевых почв выделяется органогенный горизонт, состоящий из маломощного живого мохового покрова и растительных остатков разной степени разложения Оv, в нижней части может содержать примесь мелкозема AO. Под ним лежит минеральная оглеенная толща, в верхней части которой выделяется буровато-сизый бесструктурный, или со слабо выраженной комковатой структурой, горизонт Вg, сменяемый голубовато-сизым тиксотропным глеевым горизонтом Gd. На глубине 40 (60) — 100 см присутствует льдистая мерзлота. Минеральные горизонты имеют разную степень выраженности оглеения: для тундровых почв европейской части РФ характерно поверхностное оглеение с заметным снижением степени оглеения в нижних горизонтах, для почв Восточной Сибири — надмерзлотное.

Основные почвообразовательные процессы

• Подстилкообразование
• Оглеение
• Криотурбация
• Криогенное оструктуривание

Хозяйственное использование

Естественные кормовые угодья для оленей. Необходимо сохранение естественного растительного покрова, защищающего мерзлотные почвы и грунты от вытаивания льдов и катастрофического развития эрозионных процессов.

Аналитическая характеристика тундровой глеевой почвы [97]

Свойства

Минеральный профиль тундровых глеевых почв практически не дифференцирован по распределению ила и валовых полуторных оксидов. Иногда проявляющееся обеднение илом верхнего минерального горизонта может быть связано с латеральным элювиированием. Характерно повышенное содержание оксалаторастворимого железа в верхних горизонтах. Реакция почв от кислой до слабокислой, емкость поглощения невысокая, степень насыщенности основаниями до 60% в верхнем минеральном горизонте и увеличивается книзу. Наиболее кислыми являются органогенные горизонты. Содержание гумуса в верхнем горизонте 4–6%, характерна прогумусированность всего деятельного слоя, иногда с образованием надмерзлотных максимумов. В составе гумуса фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами (С_гк/С_фк 0,3–0,6). Тундровые глеевые почвы характеризуются высокой плотностью, низкой порозностью, низкой фильтрационной способностью глеевых горизонтов.

Усиливающиеся к югу процессы оглеения и нисходящей миграции способствуют формированию в южных тундрах тундровых глеевых оподзоленных почв. Последние несут черты оподзоленности как в морфологии профиля, так и в химическом составе. Они отличаются от тундровых глеевых более кислой реакцией, меньшей насыщенностью основаниями, элювиально-иллювиальной дифференциацией минеральной толщи, более глубоким залеганием льдистой многолетней мерзлоты (100–150 см).

Л.Г. Богатырев, И.С. Урусевская

Микроморфологическая характеристика

АО Cодержит слаборазложившиеся растительные остатки. Соотношения органической и минеральной частей горизонта варьируют. Органические остатки бурого и темно-бурого цвета, разной степени измельчения и разложения. На поверхности отдельных минеральных зерен — органо-железистые сгустки. Встречаются гумусово-железистые рыхлые скопления (до 0,15–0,20 мм), по периферии, по контуру покрытые оптически ориентированными глинами. Микросложение очень рыхлое.

Вg Четко выражена микрозональность. Микрозоны оглеения имеют компактное микросложение, светлую окраску плазменного материала, чешуйчатое строение оптически ориентированной плазмы. Микрозоны окисления характеризуются бурыми тонами, пленки и хлопья полуторных оксидов на зернах скелета, пятна и микроконкреции железа. По границам микрозон образуются тонкие трещины. Горизонт характеризуется криогенной структурой или бесструктурный. Содержит пылеватый материал, много глины. Органоглинистый материал находится как в неагрегированном виде, так и в форме сгустков, комочков округлой формы. Глины ориентируются по растительным остаткам в форме полос.

G Плазма светло-серого цвета, материал не агрегирован. Микросложение компактное с единичными порами, вокруг которых формируются слабоожелезненные кутаны ориентированной глины. Выражены вертикальные зоны с признаками пропитки подвижным органическим веществом. Плазма анизотропна, имеет чешуйчатое или сетчатое строение. Возможно проявление криогенной структуры [46, 65].

С.В. Губин, В.М. Колесникова

• Тундровые глеевые почвы, масштаб 1:60 000 000

Источник

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