Почвы арктической и субарктической зон

Полярная почвенно-биоклиматическая область России делится на две зоны:

• арктическую (пустынно-тундровую),

• субарктическую зону тундровых почв.

Арктическая зона включает острова Ледовитого океана, узкую приморскую часть материка и подразделяется на 2 подзоны – арктических пустынь и арктических тундр.

Арктическая зона характеризуется суровым холодным климатом. Осадков выпадает от 150 до 330 мм. Почвогрунты большое время находятся в мерзлом состоянии, оттаивая лишь на 2-2,5 месяца в году на глубину 30-50 см. Здесь ярко выражены явления вымораживания и морозного выветривания.

Растительный покров сильно разрежен и представлен куртинами аркто-альпийских растений, сине-зелеными водорослями, лишайниками и мхами.

Для почвообразования в подзоне арктических пустынь характерно:

1. широкое развитие явлений полигонального вымораживания и трещинообразования;

2. небольшое поступление органических остатков (до 6 ц на 1 га);

3. формирование арктических почв с маломощным гумусовым горизонтов при отсутствии горизонта А₀;

4. сильновыраженная неравномерность гумусового горизонта по мощности, что связано с трещиноватостью почв и образование гумусированных «карманов» под куртинами растительности;

5. отсутствие или слабое проявление процессов оглеения вследствие лучшей аэрации скелетных и трещиноватых почв арктических пустынь, меньшего их увлажнения и низких температур;

6. криогенное накопление железа в верхних горизонтах и отсутствие процессов выщелачивания;

7. нейтральная реакция, высокая степень насыщенности почв основаниями и малое содержание в почвах илистой фракции.

В подзоне арктических тундр лучшее развитие растительности и улучшение температурного режима обуславливает усиление дернового процесса (увеличение мощности гумусового горизонта, общего содержания гумуса) и развитие процессов оглеения. Здесь формируются комплексы почв с различной мощностью дерново-перегнойного горизонта и разной степенью оглеения (глееватые и глеевые).

В прибрежно-морских районах при развитии почвообразования на засоленных породах формируются карбонатные и солончаковатые почвы.

Арктическая тундра широко используется как летние пастбища для оленей.

Субарктическая зона расположена к югу от арктической зоны, и граничит на юге с таежно-лесной зоной. Субарктическая тундра разделяется на подзону северной и подзону южной тундры (включая лесотундру).

Для климата тундры характерны небольшое количество тепла, избыток влаги, длительная холодная зима и короткое прохладное лето со средними температурами июля 11-13º.

Средняя годовая температура колеблется от -2º на западе (Кольская провинция) до -9º и даже -16º в азиатской части.

Сумма температур выше 10º составляет всего 400-600º. Продолжительность периода с температурой выше 5º в среднем 70 дней с колебаниями от 36 до 90 дней.

В тундре в среднем за год выпадает около 300 мм осадков с колебаниями от 400 мм на Кольском полуострове до 140-160 мм в Восточной Сибири.

Низкие температуры определяют слабую испаряемость и высокую относительную влажность воздуха (75-90% в летний период).

Характерной почвенно-климатической особенностью этой зоны (так же как и арктической) является многолетняя мерзлота, которая оказывает большое влияние на почвообразование и условия земледелия.

На западе тундровой зоны (на Кольском полуострове) мерзлота встречается лишь пятнами и приурочена в основном к торфяникам. По мере продвижения к востоку – в Чукотско-Анадырской и Печорской провинциях мерзлота достигает мощности 100-130 м и более, а в Средне-Сибирской (в центре материка) она носит сплошной характер и достигает мощности 400-600 м.

В короткий летний период оттаивает лишь небольшой поверхностный слой почвы, в котором и протекает почвообразование.

Толщина оттаивающего слоя колеблется от 50-60 см до 1-1,5 м в зависимости от климата, грансостава почвы и условий рельефа.

На большей части территории тундры господствуют равнинные формы рельефа. Широко развит бугорковый пучинный микрорельеф.

Почвообразующие породы представлены моренными, морскими и аллювиальными отложениями разного грансостава, часто сильнокаменистыми.

Растительность. Характерной особенностью растительности тундры является отсутствие леса. Само слово «тундра» на языке северных народов обозначает «безлесное пространство». По характеру растительность тундра подразделяется на северную и южную тундры и лесотундру.

В северной подзоне господствуют мохово-лишайниковая растительность. Мхи преобладают на суглинистых, в лишайники – на каменистых почвах. Здесь также распространены кустарничковые тундры, где господствует черника, голубика, вереск и др.

В южной подзоне развиты мохово-кустарничковые (ерниковые) тундры с хорошо выраженной ярусностью растительности. Верхний ярус представлен карликовой березкой с примесью ив, во втором ярусе – развиваются брусника, голубика, вороника и некоторые травянистые растения, а нижний ярус образован мхами и лишайниками.

Лесотундра, или предтундровое редколесье, - это самая южная часть субарктической зоны. Здесь среди мохово-кустарниковой растительности втречаются отдельные чахлые деревья – береза, сибирская ель, сибирская лиственница и др., а по речным долинам встречаются отдельные массивы низкорослых изреженных лесов.

Генезис почв.

Почвообразование в тундре протекает в условиях переувлажнения почвы и недостатка тепле и охватывает лишь небольшой по мощности оттаивающий «активный» слой.

Особенность почвообразования в тундре:

1. медленный тип биологического круговорота веществ. Недостаток тепла и избыток влаги проводят к тому, что все процессы в тундре замедленны, поэтому тундровые экосистемы очень нестабильны. Они очень долго восстанавливаются после антропогенных воздействий. Известно, что след от проехавшего по тундре трактора не зарастает по несколько 10-в лет.

2. Замкнутость водного и солевого режимов вследствие наличия горизонта многолетней мерзлоты. Т.е. не происходит выноса солей и других веществ их почвенного профиля, они остаются в почве в «активном» слое.

Растительность тундры характеризуется очень низкой продуктивностью, поэтому ежегодно в опад поступает небольшое количество органических веществ. Кроме того:

• невысокая зольность опада,

• бедность его основаниями и в особенности кальцием,

• неблагоприятный температурный режим,

• слабая аэрация и бедность бактериальной флоры

3. определяют замедленность процессов разложения опада и синтеза гумусовых веществ.

4. Поэтому, несмотря на небольшое количество опада, для почвообразования в тундре характерно накопление заметного количества мертвых растительных остатков в почве и на ее поверхности.

5. Переувлажнение почв, накопление в них полуразложившихся органических остатков, а также высокое содержание в почвах водорастворимых органических веществ способствует широкому развитию в почвах тундру явлений оглеения.

Ю.А. Ливеровский описал в тундре особый тип тундрово-глеевого почвообразования.

Наиболее ярко процессы оглеения развиты в области мохово-лишайниковых тундр. Здесь образующиеся органические вещества имеют очень кислую реакцию, постоянно присутствуют в почвенному растворе. Эти кислоты, а также развитие оглеения способствует накоплению подвижных, т.е. водорастворимых, продуктов почвообразования. Однако, выноса эти продуктов и дифференцировки профиля в тундровых почвах не происходит из-за близкого залегания многолетней мерзлоты.

6. Глубокое промерзание влажных почв зимой приводит к развитию в тундре специфических явлений – вымораживания, вспучивания и образования трещин.

В полосе кустарниковых тундр, где проявляется нисходящий ток воды, создаются условия для развития подзолистого процесса. Поэтому тут появляются тундрово-глеевые оподзоленные почвы.

Классификация почв.

Зональным типом почв в субарктической зоне являются тундровые глеевые почвы. Их характерной особенностью является торфянистая подстилка и хорошо выраженный глеевый горизонт.

Кроме них, в тундре, особенно в ее южной части, широко распространены болотные (низинные торфяники), аллювиально-тундрово-дерновые и солончаковатые почвы.

Большинство почвы тундры имеют кислую или сильнокислую реакцию. Степень насыщенности основаниями 20-70%. При переходе от южной подзоны к северной снижается кислотность и повышается степень насыщенности основаниями.

Сельскохозяйственное использование тундровых почв.

Территория тундры используется как кормовая база северного оленеводства. Основные пастбища расположены в полосе мохово-лишайниковых и кустарниковых тундр. Лишайниковые тундры используются как зимние пастбища, а моховые, травяно-моховые и ерниковые тундры – как летние.

В субарктической зоне распространено выращивание овощей в теплицах. Но в зоне тундру и лесотундры также возможно выращивать в открытом грунте: картофель, капусту, лук, морковь, кормовые корнеплоды, ячмень для зеленой массы.

Почвы тундр при сельскохозяйственном освоении требуют внесения высоких доз органических удобрений (для улучшения микробиологического и пищевого режима почв), а также минеральных удобрений.

Большое значение имеют различные агротехнические приемы, которые обеспечивают лучшее прогревание и аэрацию почв: глубокое рыхление и дренаж, гребневая культура, регулирование глубины оттаивания почвы.