Тундровые глеевые почвы кислотность

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

Mse-Online.Ru

Тундровые глеевые почвы

Тундровые глеевые почвы — это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых, преимущественно суглинистых отложениях в условиях очень короткого и холодного вегетационного периода под лишайниково-моховой растительностью, характеризующиеся оглеенным профилем ти­па 0(T)-(A)-(Bg)-G.

Важную роль в генезисе тундровых глеевых почв играют такие криогенные процессы, как пятнообразование, пучение, трещинообразование.

Крупнейшие русские и советские почвоведы, ботаники, геогра­фы неоднократно уделяли внимание изучению почв северных окраин нашей родины. В.В.Докучаев в числе главных почвенных зон выделил особую «бореально-тундровую» зону, счи­тая, что должен существовать особый «полярный» тип почвообра­зования. Н. М. Сибирцев также выделил тундровые почвы в один из классов зональных почв.

Тундровые глеевые почвы типичны для тундровой ландшафтно- географической зоны. Они тянутся полосой различной ширины по всей северной окраине Евразии и Северной Америки. В южном полушарии из-за отсутствия суши в соответствующих широтах тунд­ровые глеевые почвы не распространены. В Евразии эти почвы составляют 2,7% от площади континента. В Северной Америке их доля в почвенном покрове даже выше — до 4,6%. Общая площадь их на земном шаре около 2600 тыс. км2.

В тундре выделяются три подзоны: подзона южных кустарни­ковых (мохово-кустарниковых) тундр, подзона типичных моховых (пушицево-моховых) тундр и подзона арктических тундр. В от­личие от южных и типичных тундр для арктических тундр харак­терна несомкнутость растительного покрова; доминирующий тип распределения растительности, как и в арктической зоне, полиго­нально-сетчатый.

Значительный запас мертвых растительных остатков в тундрах обусловлен замедленной минерализацией опада, бедностью бакте­риальной флоры, неблагоприятными почвенными температурами. В мертвом органическом веществе аккумулируется значительное количество энергии тундровых биогеоценозов. Биологический кру­говорот в тундрах можно характеризовать как заторможенный, за­стойный, с малой емкостью за счет низкой продуктивности и невы­сокой зольности тундровых растений.

Тундровые глеевые почвы, описанные в различных биоклима­тических провинциях тундровой зоны, в зависимости от условий почвообразования могут иметь довольно существенные различия в строении профиля. В наиболее общем виде профиль тундровой глеевой почвы на суглинистых отложениях состоит из горизонта подстилки (О или OA), гумусового или перегнойного горизонта (А или ОА/А), оглеенного переходного горизонта Bg и глеевого горизонта G. В различных подтипах тундровых глеевых почв строение профиля может существенно меняться: тундровые глеевые гумусные почвы имеют хорошо выраженный гумусо-аккумулятивный горизонт мощностью в несколько сантиметров, тундро­вые глеевые перегнойные почвы характеризуются буровато-корич­невым мажущимся органогенным горизонтом с большим коли­чеством полуразложившегося растительного материала, тундровые глеевые типичные почвы имеют только слой подстилки (тундрово­го войлока) из мхов и кустарничков, в тундровых глеевых торфя­нистых почвах органогенный горизонт может достигать мощности 10—20 см.

Морфологические исследования тундровых глеевых почв показывают, что для органогенных горизонтов характерна силь­ная опесчаненность и почти незаметное в шлифах содержание илистой фракции; связующим цементом между минеральными зернами служит органическое вещество, состоящее из раститель­ных остатков разной степени гумификации. Поверхность мине­ральных зерен от илистых частиц и пленок отмыта. В связи с тем, что иллювиирование ила в подстилающие горизонты не наблюда­ется, можно предположить, что вынос илистых частиц осуществля­ется боковым стоком по рыхлым органогенным горизонтам.

Криогенные процессы в тундровых глеевых почвах влияют на микроструктуру глинистого вещества минеральных горизонтов, для которого характерно ярко выраженное чешуйчатое строение. Образование ориентированных глин чешуйчатой формы вероятнее всего связано с длительным замерзанием почвенной толщи, при котором вся она пронизывается кристаллами льда и глинистые частицы ориентируются вдоль этих кристаллов. При медленном оттаивании они сохраняют свою ориентацию.

В шлифах глеевых горизонтов доминирует серая окраска. По редким порам имеются зоны окисления ржаво-бурого цвета. Гори­зонты плохо агрегированы, содержат мало грубых растительных остатков, нет отмытости стенок пор и минеральных зерен от глини­стого вещества. Характерно накопление большого количества аморфных соединений железа, пропитывающих окисленные уча­стки глеевых горизонтов. В них же встречаются округлые стяже­ния гидроксидов железа до 1 мм в диаметре.

Для типа тундровых глеевых почв характерна слабая дифферен- цированность профиля по распределению ила и минеральных компонентов. Факторов, которые ограничивают дифференциацию профиля, несколько. Важнейшими из них являются: мерзлотный массо- и влагообмен в профиле (перемешивание и постоянное обновление), наличие труднопроницаемых глеевых тиксотропных горизонтов, затрудненность бокового оттока элементов из-за не­равномерного оттаивания мерзлоты на различных элементах нано- и микрорельефа.

Однако в тундровых глеевых почвах идет ряд процессов, кото­рые хотя и в слабой степени, но способствуют их дифференциации. Это процессы оглеения, нисходящая миграция, криогенное подтя­гивание веществ из минеральных горизонтов в органогенные и наоборот и, наконец, боковой сток, интенсивно идущий по органо­генным горизонтам в период максимального оттаивания профиля.

Различия по валовому составу генетических горизонтов тун­дровых глеевых почв, как правило, невелики. В арктических тун­драх профиль почти не дифференцирован по содержанию ила и полуторных оксидов. В подзонах типичной и южной тундр при благоприятных условиях наблюдается слабая дифференциация профиля.

Большинство исследователей тундровых глеевых почв отмеча­ют преобладание крупнопылеватых и мелкопесчаных фракций в их гранулометрическом составе. Это является следствием того, что при криолитогенезе (преобразование различных горных пород под влиянием мерзлотных процессов) тонкозернистые продукты обра­зуются главным образом за счет физического выветривания, хими­ческое выветривание имеет подчиненное значение. Может иметь место и агрегация глинистых частиц, приводящая к образованию частиц размерности пыли.

В связи с слабовыраженными процессами неосинтеза глин в криогенных почвах минералогический состав тундровых глеевых почв в значительной мере унаследуется от почвообразующих по­род. Как правило, среди тонкодисперсных минералов илистой фракции преобладают гидрослюды (при почвообразовании на мо­ренных и покровных суглинках и некоторых других почвообразую­щих породах). Но на полуострове Таймыр и северо-западе Аляски, например, где почвообразование идет на морских темноцветных суглинках, в илистой фракции тундровых глеевых почв преоб­ладают смешанослойные минералы и монтмориллонит.

Гумус тундровых глеевых почв характеризуется преобладанием бесцветных подвижных гумусовых веществ типа фульвокислот.

Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот колеблется в пределах 0,1—0,6. В составе гумуса преобладают фракции, связанные с полуторными оксидами; большую долю составляют неспецифические вещества (30—40%).

Подвижность гумуса приводит к пропитанности профиля тун­дровых глеевых почв бесцветным органическим веществом. При наличии многолетнемерзлого водоупорного горизонта гумусовые соединения механически задерживаются над мерзлотой и накапли­ваются в надмерзлотном горизонте профиля.

Реакция тундровых глеевых почв в различных подзонах ко­леблется от кислой до слабокислой, почти нейтральной. Наиболее кислыми являются тундровые глеевые почвы южных тундр и лесотундры. Весьма существенно на реакции почв сказывается характер почвообразующих пород. Так, почвы на морских сугли­нистых отложениях (полуостров Таймыр, например) имеют слабо­кислую, почти нейтральную реакцию. В непосредственной близо­сти от морских побережий на реакцию почв влияет принос солей с моря. Например, рН органогенного горизонта арктических тундр Югорского полуострова выше, чем в минеральных, за счет приносимых солей. Обычно же в тундровых почвах органогенные горизонты значительно кислее минеральных.

Емкость поглощения тундровых глеевых почв небольшая, но степень насыщенности основаниями высокая, за исключением органогенных горизонтов.

Для тундровых глеевых почв характерна высокая плотность, низкая порозность (особенно в глеевых горизонтах), слабая аэра­ция. Низкая фильтрационная способность глеевых горизонтов обусловливает интенсивный боковой сток по органогенным гори­зонтам.

Основными чертами тундрового глеевого почвообразования, определяемыми всем комплексом биоклиматических условий, яв­ляются следующие: небольшая скорость разрушения и изменения почвообразующих пород; замедленное удаление продуктов вывет­ривания и почвообразования из почвенной толщи; слабая диф­ференциация профиля по распределению ила и минеральных компонентов; оглеенность профиля; относительная замедленность разложения и синтеза органических веществ и, как следствие это­го, образование грубогумусных горизонтов с значительным коли­чеством легкорастворимых гумусовых соединений фульватной природы; существенная роль криогенных процессов в формирова­нии морфологии и химических свойств почв.

В районах распространения тундровых глеевых почв традици­онными формами хозяйства являются оленеводство, рыболовство, охотничий промысел. В последние десятилетия появились также очаги звероводства. Биологические ресурсы тундры и лесотундры достаточно велики: здесь добывается много пушнины и рыбы, выпасается около 3 млн. домашних оленей и обитает несколько сот тысяч диких северных оленей. Поэтому основная часть терри­тории используется как пастбища для оленя.

Интенсивное хозяйственное освоение Севера требует разви­тия пригородного хозяйства: молочного животноводства, свино­водства, птицеводства, огородничества. Основой развития живот­новодства в суровых условиях Крайнего Севера является кор­мовая база. Кроме необходимого набора привозных концентратов она должна включать долголетние культурные и улучшенные естественные пастбища, лугопастбищные севообороты, зеленый конвейер. Главным источником получения грубых, сочных и паст­бищных кормов на Севере являются пойменные угодья (различ­ные типы аллювиальных почв), однако и тундровые глеевые почвы, особенно приуроченные к южным склонам и относительно легким почвообразующим породам, могут стать резервом сельскохозяйст­венных угодий, необходимых для получения кормов. Урожайность сена на таких лугах может достигать 3—10 ц/га. Систематическая подкормка лугов минеральными и органическими удобрениями обеспечивает получение не менее 20—25 ц/га сена.

В тех районах Севера, где ощущается недостаток естествен­ных луговых угодий, большую роль может сыграть возделывание многолетних трав. Травы на Крайнем Севере способны при бла­гоприятных условиях агротехники давать урожаи сена от 20 до 60 ц/га. Кроме трав наиболее распространенной в настоящее время кормовой культурой является овес (70—150 ц зеленой массы/га). Перспективными культурами могут быть также яч­мень, озимая рожь, некоторые кормовые корнеплоды и клубне­плоды.

Источник