3.Почвообразовательные процессы, их сущность и характеристика

Почвообразовательный процесс в лесостепной зоне протекает под влиянием широколиственных лесов и луговых степей. Леса и луговые степи в историческом прошлом меняли свое местоположение. Поэтому противоречивые гипотезы о том, наступет ли лес на степь или степь на лес, по-видимому, были правильными для разных отрезков времени с учетом многолетней ритмичности космических факторов и колебаний климата (С. Т. Вознюк и др.).

Широколиственные леса вовлекают в биологический круговорот большое количество азота, кальция, калия, магния, фосфора и других элементов, которые в значительной массе возвращаются в почву вместе с опадом и отмирающими частями деревьев. Ежегодно в почву поступает с опадом около 70 ц/га органических остатков. Они привносят около 200 кг/га зольных элементов, из которых более половины составляют основания кальция, магния, калия.

Благодаря тому, что опад богат азотом, основаниями (особенно кальцием), органическими и минеральными соединениями, в почве развивается большое разнообразие микроорганизмов, бактерий, почвенных насекомых, дождевых червей, которые способствуют быстрому превращению органических остатков в гумус. После разложения мертвого органического вещества бактериальной микрофлорой в верхних горизонтах почвы накапливается значительное количество гумусовых кислот, которые взаимодействуют с кальцием и магнием, закрепляются в почве. В результате образуется верхний гумусово-аккумулятивный горизонт почв. Все это результат дернового процесса почвообразования. Однако во влажные периоды, когда почва глубоко промачивается осадками или после снеготаяния, некоторая часть оснований выщелачивается в нижележащие горизонты. Вынос илистых частиц, полуторных окислов и части гуматов кальция из гумусового горизонта и аккумуляция их в иллювиальном, а также относительное накопление кварца и полевых шпатов в элювиальном горизонте свидетельствуют о том, что в условиях лесостепи проявляется, хотя и в слабой степени, подзолообразовательный процесс. Последний обусловливает дифференциацию почвенного профиля по механическому составу, окраске и т. п.

Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В. В. Докучаева, С.И. Коржинского, И. В. Тюрина, В. Р. Вильямса, В. И. Талиева и других ученых.

В. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный зональный тип, сформировавшийся под травянистыми широколиственными лесами в условиях лесостепной зоны. Светло-серые и серые почвы, по В. В. Докучаеву, в большей мере претерпевали воздействие лесной растительности и в меньшей - травянистой; темно-серые образовались под ослабленным влиянием леса и при более интенсивном воздействии травянистой растительности.

С. И. Коржинский (1887) развивал гипотезу о вторичном образовании серых лесных почв из черноземов в результате их изменения под влиянием поселения леса. Он считал, что лесной растительности свойственно формирование подзолистых почв. Поэтому поселение леса на черноземах приводит к их существенным изменениям (деградации): гумус постепенно разрушается, структура утрачивается. Согласно представлениям С. И. Коржинского, оподзоленные черноземы, темно-серые, серые и светло-серые почвы представляют собой последовательные стадии деградации черноземов.

Южная граница распространения лесов на территории современной зоны серых лесных почв действительно претерпевала колебания, однако они не были столь значительными.

Изучение свойств черноземных почв под искусственно созданной лесной растительностью показывает некоторое понижение линии вскипания, однако в большинстве случаев в результате посадок леса на черноземах лесостепи и степных районов происходит улучшение всего комплекса важнейших свойств почв: увеличивается содержание гумуса, повышается сумма обменных оснований, улучшаются физические и водные свойства, усиливается микробиологическая деятельность в почвах.

Теорию проградации развивали В. И. Талиев и П. Н. Крылов, предполагавшие, что серые лесные почвы возникли из дерново-подзолистых при смене таежно-лесной растительности на широколиственные леса и лугово-степную растительность.

Близкие к этой точке зрения положения развивал В. Р. Вильямс. Он рассматривал серые лесные почвы как результат природного сочетания дернового и подзолистого процессов в лесостепной зоне.

Экспериментальные данные по изучению биологического круговорота веществ и развития дернового и подзолистого процессов в основном подтверждают правильность взглядов В. В. Докучаева о генетической самостоятельности серых лесных почв и показывают, что процессы, которые рассматривались в гипотезах С. И. Коржинского и В. И. Талиева, имеют ограниченное значение. Первые (деградация) характерны для южных районов лесостепи и луговых обсыхающих территорий, вторые (проградация) - для северных районов лесостепной зоны.

Подзолистый процесс в лесостепной зоне протекает в более слабой форме, чем в таежно-лесной, а для дернового процесса создаются лучшие условия. Эти особенности в развитии подзолистого и дернового процессов связаны прежде всего с заметным отличием характера биологического круговорота веществ и условий гумификации на фоне ослабленного промывного режима.

Отсутствие или слабое появление сезонного анаэробиозиса и лучший тепловой режим усиливают разложение богатой основаниями и азотом отмирающей растительности. Образуются более сложные гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опадов поэтому процессы разрушения почвенных минералов выражены слабее, чем в таежно-лесной зоне.

Отмеченные особенности биологического круговорота веществ и гумификации способствуют накоплению в почвах гумуса.

Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимущественно в северной части зоны, где комплекс биоклиматических условиий почвообразования (меньшее участие в опаде остатков травянистой растительности, более выраженный нисходящий ток воды, больший вынос оснований из опада и т. д.) приводит к заметному развитию подзолистого процесса. Далее на юг преобладают темно-серые почвы в сочетании с оподзоленными и выщелоченными черноземами, а светло-серые и серые почвы встречаются лишь на легких породах или на участках рельефа с повышенным увлажнением.

При движении с запада на восток в связи с нарастанием суровости и континентальности климата ослабляется энергия превращения органических веществ в почве, сокращается период их активного разрушения. Поэтому в том же направлении в серых лесных почвах увеличивается содержание гумуса, уменьшается мощность гумусового профиля, ослабляются признаки оподзоливания и увеличивается доля черноземов в составе почвенного покрова территории.

В условиях резко континентального климата восточных провинций (Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские) широко распространены серые лесные сезонномерзлотные почвы. Низкие температуры зимы при относительно маломощном снеговом покрове вызывают промерзание почв до 120-150 см при длительном сохранении мерзлоты (октябрь-июнь).

Позднее оттаивание и медленное прогревание почв сокращают срок активных биохимических и биологических процессов, ухудшают водно-тепловой и питательный режимы серых лесных почв этих провинций. В нижней части профиля образуется надмерзлотная верховодка, вызывающая развитие процессов оглеения [Кауричев].

Наиболее распространенными материнскими породами являются карбонатные и бескарбонатные лёссовидные суглинки и глины, покровные желто-бурые суглинки. В отдельных районах европейской территории России они представлены элювиально-делювиальными отложениями дочетвертичных пород, лёссами и моренными суглинками, в Средней Сибири - коричнево-бурыми и бурыми суглинками и глинами, в Забайкалье - легкими по гранулометрическому составу некарбонатными породами озерно- и пролювиально-делювиального происхождения.

Почвообразующими породами на большей части территории Средне-Русской провинции являются покровные суглинки. К югу они сменяются лессовидными карбонатными суглинками и лессами. Водораздельные понижения, шлейфы, нижние части выположенных склонов заняты делювиальными отложениями. В долинах рек распространены древнеаллювиальные отложения. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, Приуралье) почвообразующими породами являются элювиально-делювиальные продукты выветривания коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного периодов.