ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Образование любой почвы – это результат сложного взаимодействия факторов почвообразования. Поскольку в распределении факторов на земной поверхности наблюдаются определенные закономерности, естественно, они отражаются на распределении почв. Главные закономерности в географии почв выражаются следующими законами:
— закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности,
— закон вертикальной почвенной зональности,
— закон фациальности почв,
— закон аналогичных топографических рядов.
Закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности. Сформулирован В.В. Докучаевым. Сущность его заключается в том, что поскольку важнейшие почвообразователи закономерно изменяются в широтном направлении с севера на юг, то и главные (зональные) типы почв должны последовательно сменять друг друга, располагаясь на земной поверхности широтными полосами (зонами). Этот закон отражал главное положение докучаевского генетического почвоведения о том, что почва как особое природное образование есть следствие определенного сочетания факторов почвообразования.
Составленная им на этой основе первая схема почвенных зон Северного полушария демонстрировалась в 1900 г. на Всемирной выставке в Париже. На ней были выделены пять мировых зон:
1) бореальная (арктическая);
3) черноземных степей;
4) аэральная с подразделением на каменистые, песчаные, лессовые и солончаковые пустыни;
В лесной зоне были показаны аллювиальные равнины. Все почвенные зоны имели широтное направление.
Разные авторы позднее доказали, что на каждом континенте распределение зон имеет свои особенности, что горизонтальные зоны опоясывают земной шар не лентой, а встречаются в виде «островов» среди других почвенных зон или могут выпадать полностью. Более или менее строго учение о горизонтальной зональности соблюдается на обширных пространствах Русской равнины. Для Северного и Южного полушарий в чередовании зон наблюдается асимметрия.
Закон широтной почвенной зональности получил отражение в следующих двух главных проявлениях.
Первое – в наличии на территории суши земного шара последовательно сменяющих друг друга почвенно-биоклиматических (термических) поясов, характеризующихся сходством природных условий и почвенного покрова, обусловленных общностью радиационных и термических показателей. При движении с севера на юг в пределах Северного полушария выделяют пять поясов: полярный (арктический и субарктический), бореальный, суббореальный, субтропический и тропический. Аналогичные пояса могут быть выделены в Южном полушарии.
Второе проявление закона горизонтальной почвенной зональности выражается в разделении почвенно-биоклиматических поясов по совокупности условий почвообразования и общим чертам почвенного покрова на почвенные зоны – широтные полосы в связи с закономерной схемой не только термических условий, но и увлажнения и, как следствие, растительности.
На территории материков, прилегающих к океаническим и морским бассейнам, такая последовательность в смене широтных почвенных зон нарушается из-за осложняющего влияния влажных воздушных масс, притекающих с обширных водных пространств, на изменение условий почвообразования (климата, растительности и почв).
Закон вертикальной почвенной зональности. Мысль о вертикальной зональности почв в горах была высказана В.В. Докучаевым одновременно с учением о горизонтальной зональности. Изучив расположение природных почвенных зон в горах Кавказа, он в 1899 г. писал: «Так как вместе с поднятием местности всегда закономерно изменяется климат, растительность и животный мир. также закономерно должны изменяться почвы по мере поднятия от подножия гор. к вершинам, располагаясь в виде тех же последовательных, но уже не горизонтальных, а вертикальных зон».
Современная трактовка этого закона состоит в следующем – в условиях горного рельефа происходят закономерные последовательные изменения климата, растительности и почв в связи с изменением абсолютной высоты местности. Эти изменения проявляются в образовании вертикальных растительно-климатических и почвенных поясов (вертикальных зон). В общем виде последовательная смена зон аналогична их смене на равнинных пространствах при движении с юга на север. Например, если нижняя зона представлена черноземами, то по мере повышения абсолютной высоты могут размещаться серые лесные почвы, затем дерново-подзолистые и т.д.
Такая общая схема последовательной смены вертикальных почвенных зон может осложняться и нарушаться из-за особенностей горного рельефа (резкой смены абсолютных высот, крутизны и экспозиции склонов, типов макрорельефа – плоскогорье, межгорные впадины, разнообразие склонов и т.д.) и частой смены почвообразующих пород.
В горных странах проявляются «интерференция» (выклинивание или выпадение отдельных почвенных зон), «инверсия» (нарушение порядка расположения почвенных зон по аналогии с горизонтальной зональностью), «миграция» (смещение почвенных зон и проникновение одной из них в другую).
В горных системах встречаются почвы, не свойственные равнинным территориям (альпийская и субальпийская зоны). В то же время в горах не встречаются некоторые почвы, свойственные равнинным территориям (тундровые глеевые, болотные и др.). Вертикальная зональность никоим образом не повторяет горизонтальную. Каждая горная страна своеобразна, а конкретный состав почвенных вертикальных зон определяется положением горной страны в системе широтных зон и абсолютными высотами ее рельефа.
Теневой эффект гор – особая зональность на равнинах, не входящая в систему горной зональности, однако обусловленная присутствием горных систем. Почвенные зоны теневого эффекта формируются в условиях усиленной конденсации атмосферной влаги или, наоборот, с ее подавлением в связи с горно-континентальным перегревом воздушных масс. Теневой эффект характерен для всех горных систем мира.
Закон фациальности почв. Заключается в том, что почвенный покров в отдельных меридиональных частях термических поясов и зон может заметно изменяться в связи с изменением климата под влиянием термодинамических атмосферных процессов. Эти изменения обусловлены близостью или удаленностью конкретных частей пояса или зоны от морских и океанических бассейнов, а также влиянием горных систем и т.д.
Такие изменения сказываются на растительности и проявлении почвообразовательных процессов. Фациальные особенности почвенного покрова часто выражаются в дифференциации почв по температурному режиму (теплые, умеренные, холодные, непромерзающие, промерзающие, длительно промерзающие почвы), в появляющихся различиях в строении профиля (мощности гумусовых горизонтов) и свойствах зонального типа или подтипа почв, а иногда и в появлении новых типов в данной фации.
В качестве примера проявления закона фациальности можно привести территорию бореального пояса на Евроазиатском континенте. Здесь при движении с запада на восток более влажные и теплые условия климата постепенно сменяются нарастанием континентальности и холодности в Восточной Европе и далее на территории Западной и Восточной Сибири. В Дальневосточном Приморье вновь господствуют условия влажного океанического климата. В связи с таким изменением гидротермических условий наблюдается последовательная смена дерново-подзолистых умеренно теплых кратковременно промерзающих почв умеренными промерзающими (центр европейской части пояса) и далее умеренно холодными длительно промерзающими (южная часть таежной Сибири), затем появлением специфических типов мерзлотно-таежных (Восточная Сибирь) и буро-таежных почв (Приморье).
Закон аналогичных топографических рядов. Отражает сходную закономерную смену почв по элементам мезо- и микрорельефа во всех зонах. Сущность этого закона заключается в том, что в любой зоне распределение почв на элементах рельефа имеет аналогичный характер:
— на возвышенных элементах залегают почвы, генетически самостоятельные (автоморфные), которым свойственны вынос подвижных продуктов почвообразования и аккумуляция малоподвижных;
— на пониженных элементах рельефа (шлейфы склонов, днища низин и западин, приозерные понижения, пойменные террасы и т.д.) расположены генетически подчиненные почвы (полугидроморфные и гидроморфные) с аккумуляцией подвижных продуктов почвообразования, приносимых с поверхностным и внутрипочвенным стоками с водоразделов и склонов;
— на склоновых элементах рельефа залегают переходные почвы, в которых по мере приближения к отрицательным формам рельефа возрастает аккумуляция подвижных веществ.
Источник
Ландшафтоведение
Тема 2 АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
2.1 Общие закономерности географического распространения почв
Закономерности географического распространения почв являются результатом сложного взаимодействия всех факторов почвообразования. Основными наиболее общими законами географии почв являются:
1. Закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности;
2. Закон фациальности почв;
3. Закон вертикальной почвенной зональности;
4. Закон аналогичных топографических рядов (учение о зональных типах почвенных комбинаций).
Закон горизонтальной зональности был сформулирован В.В. Докучаевым в 1899 г. и наиболее полно был обоснован им в известной работе «К учению о зонах природы». Этот закон гласит, что занимающие наибольшую площадь типы почв распространены на поверхности континентов земного шара широкими полосами (зонами). Они имеют примерно широтное простирание и последовательно сменяют друг друга в соответствии с изменением климата, характера растительности и других условий почвообразования.
В северном полушарии выделяют пять основных широтных почвенно-биоклиматических поясов, обусловленных термическими особенностями климата: полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический. Аналогичные пояса могут быть выделены и в южном полушарии.
Более детальный анализ географического распространения почв позволяет увидеть и другие проявления закона широтной зональности. Внутри мировых поясов имеются серии широтных зон, названных И.П. Герасимовым «широтно-зональными спектрами». Особенно четко они заметны на внутриконтинентальных равнинах. Так, широтно-зональный спектр отчетливо проявляется в центральной части Евразии. Это Русская равнина, Западная Сибирь и прилегающие районы Казахстана и Средней Азии. Здесь в пределах суббореального пояса выделяются следующие почвенно-географические зоны:
– лесостепь с серыми лесными почвами, а также оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами;
– степь с обыкновенными и южными черноземами;
– сухая степь с темно-каштановыми и каштановыми почвами;
– полупустыня со светлокаштановыми и бурыми полупустынными и такыровидными почвами.
Таким образом, новые материалы показали более разнообразный состав почвенных поясов мира, чем предполагалось. В зависимости от континентальности климата, его аридности или гумидности существенно различается зональная структура (и конфигурация почвенных зон) в различных частях континентов земного шара. На океанических окраинах Евразии и на континентах меньших размеров распределение почвенных зон, вследствие расположения зон увлажнения параллельно очертаниям берегов, приближается к меридиональному простиранию (Дальний Восток, Северная Америка, Южная область Южной Америки, Австралия). В.М. Фридланд предложил различать в зависимости от характера гидротермических условий, обусловливающих смену почвенных зон, несколько типов зональных почвенных структур. В областях влажного и очень сухого климата смена почвенных зон обусловлена изменением в основном термического режима почв. В умеренно влажных областях причиной смены почвенных зон может быть изменение степени увлажнения почв. При этом если направление возрастания температуры и сухости климата совпадают, то происходит быстрая смена почвенных зон на небольшом расстоянии (например, южные районы Русской и Западно-Сибирской равнин). Если же фактор увлажнения изменяется в направлении, резко отличном от направления изменения температурного фактора, то почвенные зоны теряют широтнополосную форму и приобретают меридиональное направление.
Формулируя закон зональности, Докучаев учитывал сложность строения почвенного покрова Земли. Он предполагал многочисленные отклонения его конфигурации от широтнозональной схемы. Докучаевский закон зональности не сводится только к широтно-полосной схеме распределения почв на земной поверхности. Можно назвать еще ряд закономерностей почвообразования и географии почв, обусловленные действием закона зональности. К ним относятся следующие:
1. Возрастание разнообразия почв и контрастности их свойств по мере перехода от полярных широт к экваториальным;
2. Усложнение состава и структуры вертикальной поясности в южных широтах по сравнению с северными;
3. Возрастание в южном направлении биологической продуктивности почв, емкости и разнообразия типов биологического круговорота элементов в гумидных и семигумидных ландшафтах.
Очень важно помнить, что закон зональности Докучаева относится не только к географии почв. Он является общегеографическим законом, согласно которому с возрастанием действия солнечной энергии на поверхности Земли по мере перехода от северных широт к южным закономерно изменяются в том же направлении энергия и характер экзогенных и биогенных процессов. Поэтому этот закон называется мировым законом, а его открытие Докучаевым заслуженно относится к наиболее крупным достижениям естествознания.
Почвы не образуют на земном шаре сплошных полос. При движении на запад черноземы сменяются бурыми лесными почвами широколиственных лесов «атлантического типа». Широтная полоса черноземов не достигает и восточной окраины континента, сменяясь на побережье Тихого океана бурыми лесными почвами широколиственных и хвойно-широколиственных лесов дальневосточного типа (уссурийская тайга).
В экстраконтинентальных климатических условиях Восточной Сибири зональные подзолистые почвы, характерные для таежно-лесной области Русской и Западно-Сибирской равнин, уступают место своеобразным палевым и кислым мерзлотнотаежным почвам лиственничной тайги и лугово-черноземным почвам степных атласов Якутии. Далее к востоку в связи со смягчающим влиянием Тихого океана и муссонным характером климата мерзлотно-таежные почвы вновь замещаются подзолистыми и буро-таежными почвами Приамурья и Сахалина.
Приведенные примеры являются выражением закона фациальности почв, сущность которого по И.П. Герасимову (1945) заключается в том, что местные провинциальные (фациальные) особенности климата, обусловленные в основном термодинамическими атмосферными процессами, определяют во многих частях мировых географических поясов радикальное осложнение горизонтальной (широтной) зональности. При этом в пределах фаций могут сформироваться особые типы почв и индивидуальные закономерности их географического распределения.
Различные части почвенно-географических поясов с индивидуально выраженным спектром почв получили в почвенно-географическом районировании название почвенно-биоклиматических областей. Явление фациальности наблюдается и внутри почвенных зон в пределах одного и того же почвенного типа. Это обусловлено особенностями гидротермического режима почв, вызванных разнообразием, неоднородностью биоклиматических условий. Внутризональные подразделения, основанные на принципе фациальности, получили название почвенных провинций.
И.П. Герасимов выделил на равнинных территориях РФ и прилегающих стран девять почвенно-климатических фаций, которые получили впоследствии отражение в почвеннобиоклиматических областях и почвенных провинциях.
В горных системах основные типы почв распространены в виде высотных поясов (зон). В горах состав зон не абсолютно аналогичен широтной зональности. На Кавказе под альпийскими лугами выделен самостоятельный генетический тип горнолуговых почв, не встречающийся на равнинах. Своеобразное расположение почвенных зон в горах, получивший название инверсии (нарушение порядка расположения почвенных зон по аналогии с горизонтальной зональностью), миграции (смещения почвенных зон и проникновения одной зоны в другую), интерференции (выклинивания или выпадения отдельных почвенных зон).
По современным представлениям общая закономерность вертикальной почвенной зональности в различных горных странах или даже в различных частях одной горной страны проявляется в виде разнотипной структуры вертикальных почвенных зон.
Структура вертикальных почвенных зон определяется прежде всего наложением горной страны в системе горизонтальных почвенных зон и положением горной страны по отношению к океану. То есть почвы горных территорий в своем распространении отражают закономерности горизонтальной зональности и фациальности.
Например, в пределах Западного Закавказья с влажным океаническим климатом снизу вверх сменяют друг друга горные красноземы, горные бурые лесные почвы и горные луговые почвы. В Восточном Закавказье с континентальным климатом вместо горных красноземов и желтоземов в нижнем поясе формируются горные коричневые почвы.
Число вертикальных почвенных зон в любой стране зависит от ее высоты.
Помимо общих закономерностей для каждой горной системы или даже для каждого ее склона могут наблюдаться существенные отклонения от изложенной схемы. Они вызваны положением склонов по отношению к преобладающему движению воздушных масс, экспозиций склонов и наличием температурных инверсий.
Наветренные склоны гор, преграждающие путь насыщенным влагой воздушным массам, получают очень много осадков. На них формируются спектры гумидных и экстрагумидных вертикальных почвенных зон. Среди них будут преобладать влажнолесные и горно-луговые почвы с постепенными переходами между зонами и подзонами.
Подветренные склоны гор очень сухие, т. к. перевалившие через горы воздушные массы не насыщены влагой. Здесь распространены аридные спектры вертикальных почвенных зон. В составе их преобладают горные пустынные, горные степные и горные лугово-степные почвы, а горные лесные занимают незначительные участки или выпадают из спектра зон.
Температурные инверсии – это стекание масс холодного воздуха по склонам и застаивание его в депрессиях. Они вызывают нередко в горных системах континентальных областей обратное расположение вертикальных зон.
Большое влияние на распределение почв в горных странах оказывает экспозиция склона. Особенно ярко это проявляется в условиях континентального климата. Границы почвенных зон на южных световых и северных теневых склонах проходят на разной высоте.
Влияние горных сооружений на почвы прилегающих равнин заключается в формировании предгорно-гумидной и ариднотеневой формы зональности. Первая связана с тем, что воздушные, насыщенные влагой массы, орошают не только наветренные склоны горных сооружений, но и широкую полосу равнин у подножия, достигающих нескольких десятков и сотен километров. Вторая, аридно-теневая, форма зональности развивается на равнинах в «дождевой тени гор», куда поступают перевалившие через горы и ставшие теплыми и сухими воздушные массы. Здесь формируются обычно более сухие и пустынные почвы.
Предгорная гумидная зональность ярко выражена в Предкавказье и в северных предгорьях Тянь-Шаня и Копетдага.
Примеры аридно-теневой зональности можно наблюдать в межгорных котловинах Южной Сибири.
Наряду с законами горизонтальной и вертикальной зональности имеются закономерности распределения почв на небольших территориях. Они определяются преимущественно влиянием рельефа, почвообразующих пород и других местных условий почвообразования. Эти закономерности В.В. Докучаев относил к понятию топографии почв. В настоящее время изучение топографических закономерностей распределения почв вылилось в особое направление географии почв и получило название учения о структуре почвенного покрова.
Сущность закона аналогичных топографических рядов заключается в том, что в разных почвенных зонах состав почвенного покрова различен, но распределение почв по элементам рельефа имеет аналогичный характер. На возвышенных элементах рельефа расположены почвы генетически самостоятельные (автоморфные). Они характеризуются относительной аккумуляцией в них малоподвижных веществ. По мере перехода к отрицательным элементам рельефа все большую долю в почвенном покрове занимают почвы генетически подчиненные. В них происходит аккумуляция подвижных веществ, вынесенных с автоморфных позиций.
Своеобразие почв разных геоморфологических условий определяется не только геохимическими закономерностями миграции веществ по топографическим рядам. Оно определяется изменением по элементам рельефа микроклиматических и гидрологических условий. Закономерный характер распределения почв по элементам рельефа, тесная генетическая связь между ними и специфический для каждой зоны топографический ряд почв обусловили возникновение учения о зональных почвенных сочетаниях (по мезорельефу) и комплексах (по микрорельефу). Таким образом, каждая почвенная зона состоит не из одной типичной зональной, а представляет целый ряд родственных почв, т. е. зональный комплекс.
Закон аналогичных топографических рядов служит одним из главных руководящих принципов крупномасштабной картографии почв.
Источник