1.4. Тундрово-глеевые почвы

Географическое распространение в мире и в нашей стране.

Тундровые глеевые почвы типичны для тундровой ландшафтно-географической зоны. В Евразии она простирается от северо-запада Кольского полуострова до Берингова пролива. Американская тундра охватывает северные побережья континента и южную часть Северо-Американского архипелага. В Южном полушарии Земли тундровая зона отсутствует.

Факторы почвообразования.

Южная граница тундры приблизительно совпадает с июльской изотермой воздуха в 12°С. При средней июльской температуре ниже 10-12° уже не могут расти деревья. Лета, в нашем понимании, если называть летними дни со средней суточной температурой воздуха выше 12°, в тундре, как правило, не бывает. К востоку нарастает континентальность климата тундры - осадков становится меньше, а зимы холоднее. Основная часть тундрового сообщества деятельна лишь в летнее время (растительность, микроорганизмы, беспозвоночные животные). Летом протекают и все основные абиотические процессы в ландшафте: выветривание, эрозия, оттаивание мерзлоты и т. д. Поэтому первостепенное значение в жизни тундры имеет продолжительность безморозного периода, который и определяет главные особенности тундрового ландшафта, его органического мира. Этот период повсеместно менее 4 месяцев.

Общее количество осадков в тундре незначительное, в среднем 150-250 мм с отклонениями в меньшую и большую стороны. Однако в тундре много воды, высокая влажность почвы и воздуха. Большие территории заняты болотами. Подземные льды, снег, талые воды, туманы и длительные моросящие дожди - все это мощнейшие экологические и ландшафтообразующие и почвообразующие факторы в тундре. Избыток воды связан с низкой испаряемостью и транспирацией растениями, которая повсеместно не превышает 100 мм в год. Коэффициент увлажнения в тундре всегда более 1,0.

На большей части территории тундры господствует равнинный рельеф, местами холмистый, увалистый или грядовый, изобилующий замкнутыми термокарстовыми понижениями, занятыми озерами и болотами. Мерзлотные явления - трещинообразование, пучение, солифлюкция (сползание почвогрунтов по уклону), термокарст - формируют пятнисто-мелкополигональный и бугорковатый (пятнисто-бугорковатый) микрорельеф на тундровых водоразделах и их склонах, крупнополигональный, плоско- и крупнобугристый микрорельеф - на обширных болотных равнинах.

Горные породы - ледниковые, морские и аллювиальные отложения различного гранулометрического состава, часто сильно каменистые. В горах почвообразующие породы представлены преимущественно грубоскелетным элювием коренных пород.

Общие ландшафтообразующие и почвообразующие особенности фитоценозов тундровой зоны можно охарактеризовать следующим образом:

Длительный период биологического мерзлотного покоя (около 8 месяцев) и пониженная биологическая активность в летний период из-за относительно низких среднесуточных температур и охлаждения профиля почв холодом вечной мерзлоты определяет господство мхов и лишайников, кустарничков и кустарников, низкорослость и разреженность многолетников. Однолетники практически отсутствуют.

Растительность тундры развивается в условиях избыточного увлажнения, однако влага часто остается недоступной для растений, так как присутствует в виде льда, поэтому многие растения имеют приспособления для уменьшения испарения (так же как и растения пустынь): мелкие листья, опушение, восковый налет и др.

Невысокое по сравнению с другими природными зонами Земли количество синтезируемой биомассы (4-5 ц/га) и медленные темпы ее гумификации и минерализации. В связи с этим создаются предпосылки к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков (оторфовывание). Из-за избыточной увлажненности оторфовыванию и процессам оглеения способствует господство анаэробных процессов, как в органической, так и в минеральной части почвенной массы.

По химическому составу растительные остатки отличаются исключительно низкой зольностью. При их разложении образуются органические кислоты, вызывающие сильное подкисление почвенной массы.

Важнейшим условием формирования природы тундры является вечная мерзлота. Это слои почвы или грунта с отрицательными температурами в течение круглого года. Мощность составляет 1-400 м. Над толщей мерзлоты лежит слой земли, замерзающий зимой и оттаивающий летом. Называется он деятельным слоем. Величина его колеблется в пределах 30-150 см в зависимости от гранулометрического состава, наличия торфяного слоя и географической широты. В этом ограниченном слое происходят биологические процессы и развиваются почвы. Вечная мерзлота - один из факторов, поддерживающий заболачиваемость и водность ландшафтов тундры, так как она является водоупором, препятствующим вертикальной фильтрации воды, дренированности территории. И, конечно, вечная мерзлота - постоянный «холодильник», снижающий биологическую активность почв и кор выветривания.

Почвообразовательный процесс.

Развитие тундровых почв определяют главным образом процессы болотного почвообразования, протекающие в тундровых условиях полярного пояса.

1. Оторфовывание органических остатков и их накопление на минеральной поверхности почвы. Торфообразование проявляется всегда, но в разной степени, от маломощных горизонтов до бугристых торфянников, со слоем торфа около 50 см. Однако преобладающая мощность торфяного горизонта Ах обычно не превышает 20 см.

2. Гумусообразование с преимущественным образованием фульвокислот при разложении торфяного горизонта, их миграция вместе с другими органическими соединениями по всему активному надмерзлотному слою почвы при возможном накоплении в нижних горизонтах. Формирование гуминовых темноокрашенных фракций гумуса крайне ограничено, а гумусовый горизонт А, фрагментарен по мощности. Гумусовые вещества всегда кислые, ненасыщенные из-за крайне низкой зольности растительных остатков тундровой растительности.

3. Оглеение всей минеральной толщи от торфяного слоя до вечной мерзлоты, с образованием мощного глеевого горизонта G. Развитию анаэробного глеевого процесса способствуют передвижение минеральной массы и постоянная высокая обеспеченность среды растворимыми органическими веществами из верхнего оторфянного органогенного горизонта.

В относительно теплых местах тундры, преимущественно в долинах рек, возможно развитие настоящего дернового процесса с образованием почв, близких к луговым. В южной тундре характерно появление элементов подзолистого процесса с выделением особого подтипа почв лесотундровой подзоны.

Основными чертами тундрово-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; оглееность 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 почвы.

В образовании тундрово-глеевых почв большую роль играют криогенные процессы, объединяемые под общим названием «криотурбации» (морозобойкое растрескивание, пучение, тиксотропное течение, криогенное оструктуривание и др.). Криотурбационные процессы в тундрово-глеевых почвах определяют четко выраженную микрокомплексность почвенного покрова. Постоянная динамика микрорельефа, растительности и характера почвообразования определяет цикличность всех процессов: почва каждого элементамикролрельефа представляет собой относительно кратковременную стадию в общем криогенном цикле данного ландшафта.

Профиль почвы.

Типичный профиль тундрово-глеевой почвы определяют следующие горизонты:

Т - органогенный торфянистый горизонт мощностью 5-10-20 см, часто и больше;

AT - перегнойный гумусовый с мощностью менее 5 см;

G - глеевый горизонт высокой мощности (60-120 см), простирающийся до вечной мерзлоты или в крайне редких случаях до безмерзлотных слоев горной породы. Здесь характерны преобладание сизо-голубоватых и сизых тонов в окраске, а также тиксотропность перенасыщенной влагой минеральной массы. Глеевый горизонт для растений и животных абиотичен: здесь нет свободного кислорода, избыток воды, кислая реакция среды, ядовитые соединения восстановленного железа и марганца. В нижней части может фиксироваться некоторое повышение содержания фульватности гумуса, т. е. глеевый горизонт разделяется на G₁ и G₂ .

Свойства почвы.

Для типа тундрово-глеевых почв характерна слабая дифференцированность профиля по распределению ила и минеральных компонентов. Различия по валовому составу генетических горизонтов тундро-глеевых почв невелики. В арктических тундрах профиль почти не дифференцирован по содержанию ила или полуторных оксидов. В подзонах типичной и южной тундр при благоприятных условиях наблюдается слабая дифференциация.

В гранулометрическом составе преобладают крупнопылеватые и мелкопесчаные фракции. 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 в илистой фракции тундрово-глеевых почв преобладают смешанослойные минералы и монтмориллонит.

Гумус тундрово-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 %).

Реакция тундрово-глеевых почв в различных подзонах колеблется от кислой до слабокислой, почти нейтральной. Емкость обмена составляет 23-83 мг.экв/100 г., реакция среды сильнокислая, степень насыщенности основаниями всего 20%, за исключенем органогенных горизонтов. Для тундрово-глеевых почв характерна высокая плотность, низкая порозность, слабая аэрация.

Земледелие в тундровой зоне практически невозможно. В ней распространено только мелкое потребительское огородничество, сеют репу, редьку, брюкву, лук и сажают картофель. При этом решается проблемы улучшения теплового режима, питания растений, выбора «теплых» почв, оптимизация обеспеченности растений водой.

Главным занятием в тундре является оленеводство, базирующееся на скудных кормовых запасах. Основным зимним подножным кормом оленей служат лишайники - ягели, которые в виде лишайниковых тундр, хотя и занимают довольно значительную площадь, но чрезвычайно медленно растут и плохо возобновляются после стравливания и вытаптывания.

Таким образом, оленеводство, естественно, является кочевым хозяйством, ибо зимой ему необходимы лишайниковые пастбища, весной влажные низинные болота и долины рек, а осенью - сухие мохово-лишайниковые или моховое тундры.

Охрана природы тундры связана с тиксотропными явлениями, медленным восстановлением растительного покрова, с оттаиванием мерзлоты и появлением термокарста, и т. д.