Тропический пояс

Тропический пояс занимает самую большую площадь (более 5,6 млрд. га), что составляет 42% поверхности суши. На долю горных территорий приходится 0,7 млрд. га или 12,8 % от площади пояса. Тропический пояс располагается на всех континентах.

Пояс характеризуется величиной годового радиационного баланса Q > 75 ккал/см², суммой положительных температур >8000°С и среднегодовыми температурами > +20°С. Климат жаркий, средняя температура воздуха самого холодного месяца не менее 20-22°С. Наблюдается равномерность распределения температур по сезонам года. Так как термические условия сходны, то распределение почв обусловлено, в основном, увлажнением и особенностями почвообразующих пород, которые в процессе выветривания приобретают ферраллитный состав. Наиболее влажные территории распространены в приэкваториальных широтах (1500-2500 мм осадков в год). К северу и к югу от них находятся области пассатной и муссонной циркуляции атмосферы, которые характеризуются либо недостатком увлажнения, либо неравномерностью его распределения по сезонам (1000-1200мм осадков в год). Поэтому водный режим почв разнообразен. В период дождей наблюдается сплошное промачивание почвы, в сухой – её сильное иссушение. Большое значение приобретает длительность периода увлажнения. Так как в тропиках высокая испаряемость, то годовая сумма осадков не дает представления о степени атмосферного увлажнения. Даже при весьма значительной годовой сумме осадков в тропических почвах на протяжении года может наблюдаться смена промывного типа водного режима непромывным. Принято считать сухими месяцы с количеством атмосферных осадков < 60 мм, а влажными – > 100 мм. Количество осадков < 60 мм в месяц составляет величину, меньшую испаряемости, вся вода расходуется на транспирацию, поэтому в это время почва не только не промывается, но даже теряет запас воды, доступной для растений, и высыхает. В периоды дождей, наоборот, процессы транспирации не в силах уравновесить количество выпадающей атмосферной влаги. В результате усиленного поверхностного стока и подъема уровня грунтовых вод, понижения рельефа и низменные равнины на некоторое время заболачиваются.

По сходству режима атмосферного увлажнения тропический пояс можно подразделить на четыре области: гумидную (на ее долю приходится примерно 18,3% площади пояса, что составляет около 1 млрд. га); семигумидную (28,5% площади или 1,6 млрд. га); семиаридную (около 30% площади или 1,7 млрд. га); аридную (23,2% площади или 1,3 млрд. га). Таким образом, на долю влажных и сухих ландшафтов в тропическом поясе приходятся примерно равные площади.

Почвообразование протекает преимущественно на ферраллитных корах выветривания (55,4%), которые приурочены, в основном, к влажным территориям. В засушливом климате преобладают феррсиаллитные коры выветривания (31,8%), незначительная доля приходится на маргалитовые и монтмориллонитовые коры, а также песчано-кварцевые, большей частью карбонатные, которые распространены, главным образом, в пустынях.

Основные процессы, формирующие почвы тропического пояса: ферраллитизация, слитообразование, латеритизация, феррсиаллитизация, рубефикация, гумусонакопление, лессивирование.

Ферраллитизация – наиболее распространенный процесс тропического пояса – заключается в глубоком преобразовании минеральной части почвенной массы, при котором происходит распад алюмо- и феррисиликатов. Этот процесс характерен для влажных тропиков (норма осадков > 1000 мм в год) и развивается при свободном дренаже. Подвижные продукты (кальций, магний, калий, натрий, значительная часть кремнезема) выносятся из выветривающейся толщи, в которой сохраняется щелочная среда, поэтому образующиеся при гидролизе минералов гидроксиды железа, алюминия, марганца не растворяются. По мере выноса подвижных компонентов, относительное содержание нерастворимых форм в коре выветривания увеличивается и часто составляет в сумме более 50% с максимумом в верхних горизонтах выветривающейся толщи. Ферраллитное преобразование пород иногда достигает нескольких десятков метров. Выветривание сопровождается образованием минералов группы каолинита, или галлуазита, поэтому молекулярные отношения SiO₂/Al₂O₃ в илистой фракции всегда меньше 2,0-2,5. При кристаллизации гидроксидов железа образуются гётит и гематит – минералы охристо-ржавого и красного цветов. Оксиды алюминия при кристаллизации дают гидраргиллит и бёмит, часть алюминия участвует совместно с кремнеземом в образовании каолинита.

Железо играет важную роль в морфогенезе ферраллитных почв, оно обусловливает их окраску и влияет на структуру. В зависимости от соотношения Al₂O₃/ Fe₂O₃ в илистой фракции коры выветривания подразделяют на аллитные (Al₂O₃/ Fe₂O₃ > 4), ферраллитные (4,0-1,5), альферритные (1,0-0,5), ферритные (< 0,5). Различные формы железа придают почвам окраску от ярко-красного до желтого цвета. В большинстве случаев – ярко-красный и кирпичный цвета, обусловлены преобладанием маловодных оксидов железа. При насыщении водой происходит переход оксидов в гидратную форму, и почвы приобретают желтые тона. Ферритные почвы формируются на ультраосновных породах, обогащенных железом и марганцем и содержащих минимум свободного кварца. Такие почвы описаны на Кубе (С.В. Зонн, 1982). Для ферритных, и альферритных почв характерна малая емкость катионного обмена, слабокислая и нейтральная реакция среды, связанная с наличием большого количества положительно заряженных свободных оксидов и гидроксидов железа. Подобные почвы формируются во влажных условиях, но при наличии сухого периода около 3-х месяцев.

Феррсиаллитизация – процесс, характерный для тропических территорий с небольшим количеством осадков (менее 800 – 1000 мм в год) и длительным сухим периодом (до 8 мес.). В этих условиях не происходит глубокого промачивания и преобразования минеральной части почвы, высвобождается только железо, которое в форме малогидратных оксидов равномерно пропитывает почвенную массу или выпадает в осадок в форме мелких конкреций. То есть, феррсиаллитизация – это процесс накопления подвижных форм железа в виде Fe(OH)₃ и Fe₂O₃ на фоне интенсивного химического выветривания. При аккумуляции гидроксида железа почвы приобретают желтые тона, а при накоплении оксида железа – красные. На долю каолинита здесь приходится 20-30%, остальная часть принадлежит иллиту, гидрослюдам и другим минералам. Отношение SiO₂/R₂O₃ в феррсиаллитных почвах составляет 3,0 – 3,2.

Латеритизация (плинтитизация) – этот процесс ярко проявляется только в тропических условиях. При процессе латеритизации образуются железисто-кварцевые конкреции. Они накапливаются в почвах и корах выветривания на различной глубине от поверхности, образуя конкреционный слой. С поступлением новых порций железа образуются слои-панцири разной мощности, с течением времени эти слои превращаются в плотную горную породу. Латеритизация – это почвенно-геологический процесс накопления в аккумулятивных позициях вынесенных из элювиальных и транзитных элементов ландшафта подвижных форм железа и алюминия, который приводит к образованию ожелезненных внутрипочвенных прослоев конкреционного или панцирного строения различной структуры с различными соотношениями Si, Al, Fe. Для формирования латеритов необходимо постоянное или сезонное избыточное увлажнение с чередованием сухих и влажных периодов. Таким образом, для протекания этого процесса необходимо:

1. дополнительный приток ожелезненных вод;

2. изменение кислой pH среды на щелочную на пути движения железистых вод;

3. смена грубого крупнопесчаного или гравелистого гранулометрического состава суглинистым или глинистым, что обусловливает усиление бокового стока и ослабление вертикальной миграции влаги по профилю.

Слитизация – это процесс обратимой цементации монтмориллонитово-глинистых горизонтов почв в условиях периодического чередования увлажнения и иссушения. Природа этого процесса до сих пор остается не выясненной. Процесс слитизации характерен для территорий с переменно-влажным климатом и наблюдается на основных породах или на глинистых аллювиально-озерных отложениях, часто при недостаточном дренаже. В результате слитогенеза:

1. происходит оглинивание всего профиля почвы;

2. наблюдается преобладание минерала монтмориллонита;

3. появляется темная окраска, обусловленная образованием монтмориллонитово-гумусовых комплексов и не согласующаяся с содержанием гумуса (1-3%);

4. происходит образование натечных форм глины в средней части профиля;

5. наблюдается пластичность и вязкость почвы во влажном состоянии, плотность, трещиноватость и глыбистость – в сухом.

Соотношение SiO₂/Al₂O₃ от 3 до 5. Процесс протекает при нейтральной или щелочной реакции среды.

Рубефикация (ферритизация, ожелезнение) – процесс необратимой коагуляции и последующей кристаллизации оксидов железа в почвенном профиле в результате привноса железа во влажные периоды года и его кристаллизации во время просыхания. Наблюдается некоторая цементация почвенной массы – образование псевдопеска.