Pochvovedenie_Kovda_chast_2

тура. Почвенная масса рыхлая, рассыпчатая, что также имеет диагностическое значение. Вулканические почвы обладают высокой водопроницаемостью.

Вулканические почвы, развитые на туфах и застывших лаво­ вых потоках, имеют некоторые особенности, определяемые харак­ тером этих пород. Туфы представляют собой легкую пористую твердую породу, которая образовалась в результате флювигенного переотложения пирокластического материала и последующей его цементации. Поэтому формирующиеся на туфах почвы имеют обычно несколько меньшую мощность почвенного профиля по сравнению с почвами на пирокластических отложениях. На за­ стывших лавовых потоках процессы почвообразования и вывет­ ривания протекают еще медленнее, поэтому мощность почв на этих почвообразующих породах еще меньше, их характерной особенностью является высокая скелетность. Застывший лавовый поток имеет неровную поверхность, осложненную трещинами и разломами; в последних может аккумулироваться вулканический пепел в случаях, когда лава перекрывается пирокластическими отложениями. Поэтому генетические горизонты вулканических почв на лавовых потоках часто прерывисты, а границы между ними неровны. Слоистость, характерная для некоторых почв на пирокластических отложениях, в почвах на лавах и туфах не выражена.

В гумидных районах вулканические почвы имеют слабокислую реакцию, значения рН лежат в пределах 5,5—6,5. При этом реак­ ция вулканических почв несколько сдвинута в щелочную сторону по сравнению с формирующимися рядом невулканическими поч­ вами; емкость катионного обмена вулканических почв несколько выше: она колеблется в довольно широких пределах от 15 до 50 мг-экв/100 г в гумусовом горизонте. Насыщенность почв осно­ ваниями составляет обычно 30—60%, в их составе преобладает кальций, несколько меньше доля магния.

Присутствие в вулканических почвах аллофана и гидроксидов алюминия определяет их высокую сорбционную способность по отношению к фосфатам. Сорбция фосфатов может достигать 2000—2500 мг/100 г почвы.

Биологическая активность вулканических почв по сравнению с невулканическими зональными почвами повышена. В совокуп­ ности с высоким содержанием аллофана, способствующего закреп­ лению гумуса, это приводит к высокой гумусности почв. Содержание гумуса в вулканических почвах достигает 15—20% и более, редко опускается ниже 10% в гумусовом горизонте. Общей чертой гуму­ са вулканических почв является преобладание в составе гумусовых кислот свободных и связанных с подвижными полуторными оксидами гуминовых кислот и фульвокислот. Некоторые свойства вулканических почв представлены в табл. 28.

228

Т а б л и ц а 28. Свойства вулканических почв (о. Ява, склон вулкана Танкгубан) (по В. М. Фридланду, 1975)

13.5. Систематика вулканических почв

Подход к систематике вулканических почв отличается от тако­ вого для других почв, поскольку условия их формирования явля­ ются специфичными вследствие подчеркнутого влияния вулканиз­ ма на почвообразование. Особенности вулканических почв опре­ деляются в конечном итоге соотношением интенсивности процес­ сов почвообразования и накопления пирокластического материала или, иными словами, степенью освоенности процессами почвооб­ разования вулканогенной почвообразующей породы. Этот принцип послужил основой классификации вулканических почв (андосолей), использованной при составлении легенды к Почвенной карте мира масштаба 1 :5 000 000, созданной ФАО/ЮНЕСКО в рамках международного сотрудничества. В качестве диагностических при­ знаков выбраны содержание невыветрелого вулканического стекла, содержание гумуса и мощность гумусового горизонта, емкость катионного обмена, плотность, гранулометрический состав, сложе­ ние почвы. Выделены следующие подтипы вулканических почв (андосолей), составляющие эволюционный ряд от наиболее слабо­ развитых до наиболее зрелых.

Стекловатые андосоли — содержат наибольшее количество невыветрелого вулканического стекла, имеют относительно грубый гранулометрический состав.

229

Светлые андосоли — характеризуются низким накоплением гумуса (гумусовый горизонт малой мощности или с низким содер­ жанием гумуса) и наличием горизонта В метаморфического оглинивания; степень насыщенности основаниями низкая (не выше 50%).

Гумусовые андосоли отличаются более высоким накоплением гумуса, степень насыщенности основаниями не превышает 50%.

Моллевые андосоли — имеют достаточно мощный гумусовый горизонт с высоким содержанием гумуса, темно-серого или черно­ го цвета, зернистой или комковатой структуры; степень насыщен­ ности основаниями превышает 50%.

13.6. Сельскохозяйственное использование вулканических почв

Пути использования вулканических почв в сельском хозяйстве весьма разнообразны, что обусловлено расположением этих почв в различных биоклиматических условиях. Однако генетическая общность этих почв во всех районах земного шара определяет и общность основополагающих принципов их использования в сельскохозяйственном производстве.

Для вулканических почв гумидного климата характерна быст­ рая потеря естественного плодородия при земледельческом освое­ нии (И. А. Соколов, 1973). Необходимым приемом повышения их плодородия является известкование, снижающее их кислот­ ность и, с другой стороны, уменьшающее сорбцию фосфатов аллофаном при уменьшении кислотности. Внесение минеральных удоб­ рений весьма эффективно и резко увеличивает плодородие вулка­ нических почв, однако активная сорбция фосфатов осложняет применение фосфорных удобрений. Целесообразно внесение орга­ нических удобрений, которые не только повышают запасы пита­ тельных веществ, но и уменьшают поглощение фосфатов почвой. Водно-физические свойства вулканических почв обычно благопри­ ятны для сельскохозяйственных растений.

Поскольку эти почвы в сильной степени подвержены водной эрозии, а в аридных районах — дефляции вследствие большой рыхлости и низкой связности, что осложняется еще и положением на склонах, их использование в сельском хозяйстве должно преду­ сматривать систему противоэрозионных почвоохранных мероприя­ тий. Соответственно в большинстве районов мира эти почвы используются для создания многолетних плантационных насажде­ ний, не требующих частой обработки почвы. В гумидных районах тропиков на них выращивают каучуконосную гевею, кофе, бананы,

В гумидных и семиаридных субтропиках на этих почвах создают плантации цитрусовых деревьев, виноградники. Значительная часть вулканических почв находится под продуктивными лесами.

230

Глава четырнадцатая

ГОРНЫЕ почвы

Горные территории занимают немногим более пятой части об­ щей площади суши земного шара — 30,65 млн. км2, или 2 1 % (Б. Г. Розанов, 1977). На разных континентах их доля в общей площади неодинакова. Наиболее представительными горные ланд­ шафты являются на Азиатском континенте, занимая 47% его

ставлены в Австралии и на островах Океании, где их площадь составляет 9% от общей площади суши.

14.1.Особенности факторов почвообразования

вгорах

Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность, под которой понимается закономер­ ная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий. С увеличением высоты происходит умень­ шение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако коли­ чество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.

Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.

В горах формируются коры выветривания в основном элюви­ ального и реже транзитного типов; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. В процессах выветрива­ ния возрастает, по сравнению с равнинными областями, роль физического выветривания, являющегося в горах, особенно в высо­

231

от друга ни во времени, ни в пространстве, толщи почвообразова-' ния и выветривания физически совпадают.

Роль рельефа в горном почвообразовании чрезвычайно велика. Ее прекрасно охарактеризовал В. В. Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах. Характер рельефа различных горных систем связан с их геологической историей

иособенностями слагающих их пород, однако общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчленен­ ность, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции. Такой характер релье­ фа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денуда­ ции, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денуда­ ции, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания

ипочвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравни­ тельно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в том числе элементами питания растений, с другой — постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.

На процессы почвообразования в горах большое внимание оказывает экспозиция склонов. В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготая­ ние более бурное. На южных склонах в северном полушарии сильнее проявляются процессы денудации. Ниже приведена зави­ симость интенсивности денудации от экспозиции склонов (Д. Л. Ар­ манд, 1959):

Основной чертой растительности горных стран, так же как и других природных факторов, является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности. Для большинства горных систем наиболее общей закономерностью высотной пояс­ ности является смена с высотой лесных поясов на пояса травя­ нистых, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвоиных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субаль­ пийских лугов. Еще выше находится пояс низкотравных альпий­ ских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой

232

торых частях гор Средней и Центральной Азии, где на горных склонах преобладают сухостепные и полупустынные растительные формации.

14.2. Специфика горного почвообразования

Одной из черт, отличающих почвообразование в горах, являет­ ся неравнозначность факторов почвообразования в горных стра­ нах по сравнению с равнинными территориями. В горах резко возрастает влияние рельефа. Рельеф оказывает непосредственное влияние на почвообразование, определяя интенсивность процессов денудации, бокового стока, определяет гидротермический режим почв в соответствии с экспозицией склона и т. п. Он формирует климатические особенности как горной страны в целом, так и отдельных ее частей. Своеобразное распределение растительности в горных странах также тесно связано с рельефом. Наконец, вся высотная поясность, главная, определяющая черта природы гор­ ных стран, обусловлена большими перепадами высот, характерны­ ми для горного рельефа.

Влияние материнской породы на почвообразование в горах также проявляется сильнее. Относительная молодость почв, постоянное вовлечение в почвообразование новых слоев породы, высокая щебнистость профиля приводят к тому, что почва насле­ дует многие свойства почвообразующей породы.

233

Как следует из балансовой концепции почвообразования (В. А. Ковда, 1973), баланс почвообразования в горах формируют три составляющие: биогенная аккумуляция Аb, механическая аккумуляция или вынос Am и геохимическая аккумуляция или вынос Ag. Биогенная аккумуляция всегда положительна. Следую­ щая статья баланса — Am — в целом отрицательна. Однако на общем фоне господства процессов выноса на горных склонах может иметь место и компенсирующее вынос накопление веществ за счет их транзита, перемещения с вышележащих элементов рельефа. Количественно этот процесс накопления уступает место доминирующим процессам денудации; в общем уравнении баланса механическая аккумуляция имеет вид + Am.

Подобным же образом формируется геохимическая составляю­ щая Ag. Характерной чертой горного почвообразования является отсутствие участия грунтовых вод в почвообразовательном процес­ се. В сочетании с особенностями горного рельефа это обусловли­ вает интенсивный геохимический вынос веществ за счет поверх­ ностного стока, а также внутрипочвенного и подпочвенного боко­ вого стока. Так же, как и в процессах механического переноса, здесь может наблюдаться и накопление веществ, однако значи­ тельно меньшее по сравнению с геохимическим выносом. Иначе говоря, геохимическая составляющая в балансе горного почвооб­ разования записывается в виде + Ag.

В целом баланс веществ в горном почвообразовании выража­ ется следующим образом:

S = f(P + Аb + Am + Ag)t,

где S — почва; Р — почвообразующая порода; t — время почво­ образования.

Общий баланс веществ в горном почвообразовании отрица­ телен. Механическая денудация и геохимический вынос преобла­ дают, а биогенная аккумуляция сопровождается постоянной поте­ рей продуктов биогенеза. Специфический тип баланса веществ определяет многие особенности горного почвообразования и ха­ рактерные черты горных почв, отличающие их от почв равнин. Интенсивная денудация вызывает несравненно большее по сравне­ нию с равнинными ландшафтами вовлечение веществ в большой геологический круговорот.

Горные почвы маломощны, для них характерна высокая щебнистость и плохая сортированность почвенного материала. Они обогащены первичными минералами, доля вторичных минералов в них невелика. Своеобразно их гумусное состояние. Содержание органического вещества в них велико и может достигать 15—20% и более в верхней части гумусового горизонта, однако в его соста­ ве преобладают слабогумифицированные вещества, много слаборазложившихся растительных остатков.

Характерной для горных почв общей чертой является слабая дифференциация почвенного профиля.

- 234

Основной закономерностью географии горных почв, так же как и других компонентов природы горных стран, является высотная зональность или поясность. Впервые высотная зональность поч­ венного покрова гор была установлена В. В. Докучаевым. В своей работе «К учению о зонах природы» (1899) он отмечал, что «...мож­ но считать окончательно установленным не только нахождение типичного чернозема на Кавказе, но и существование здесь ряда вертикальных почвенных зон, теснейшим образом связанных с известными климатическими и растительными особенностями местных горных возвышенностей».

Высотная поясность ни в коей мере не является прямым ана­ логом широтной зональности почв. Изменение биогидротермических условий с высотой хотя и может иногда напоминать изме­ нение растительности и климата в системе широтной зональности, тем не менее в целом изменение комплекса факторов почвообра­ зования в соответствии с высотной поясностью специфично для горных территорий.

Характер чередования почв в системе высотной поясности имеет свои особенности в различных горных странах и даже в разных частях одной горной страны. Наибольшим разнообразием отличается почвенный покров самых нижних частей горных стран. В лесном поясе подавляющим распространением пользуются буроокрашенные слабодифференцированные почвы — горные бу­ роземы и близкие к ним почвы; выше распространения лесной растительности под горными лугами и степями преобладают гуму­ совые слабодифференцированные почвы — горно-луговые, горные лугово-степные, горно-степные.

В горных условиях буроземы являются господствующими почвами во всем лесном поясе — и под лиственными, и под хвой­ ными лесами. В горах процессы выноса, как было отмечено выше, компенсируются за счет поступления в почву элементов при вы­ ветривании плотной почвообразующей породы, что способствует развитию буроземообразования; интенсивность выветривания по­ стоянно поддерживается процессами денудации. Иными словами, горные буроземы представляют определенную историческую ста­ дию развития почвенного покрова лесных поясов горных стран, длительное время поддерживаемую в условиях горного склонового почвообразования.

Преобладание в верхних поясах гор гумусных слабодифференцированных почв под луговой и степной высокогорной раститель­ ностью также связано с отрицательным балансом горного почво­ образования, который обусловливает маломощность, слабую дифференцированность профиля и определенную близость всех почв, формирующихся в условиях высокогорий за пределами распрост­ ранения лесной растительности.

Характер высотной поясности зависит от положения горной страны в системе широтной зональности, а также от сухости и континентальности климата; он может существенно осложняться местными биоклиматическими и литологическими условиями.

235

Во всем многообразии почв, слагающих почвенный покров горных стран, присутствуют как почвы, характерные только для гор и не встречающиеся на равнинах, так и почвы, имеющие ана­ логи на равнинных территориях. К первым относятся горно-луго­ вые, горные лугово-степные, а также горно-тундровые почвы. В высокогорьях особенности горных ландшафтов выражены наи­ более полно и ярко, в максимальной степени проявляется специ­ фичность горного почвообразования.

14.3. Особенности типов горных почв

Горно-тундровые почвы формируются в субнивальном поясе и являются обычно самым верхним звеном в системе высотной поясности почвенного покрова. Характерными чертами условий их образования являются господство низких температур, малая продолжительность безморозного и вегетационного периодов, мощный, долго сохраняющийся снежный покров. Высшая расти­ тельность плохо развивается в таких условиях, поэтому в расти­ тельном покрове преобладают мхи и лишайники. Встречаются мелкие кустарники. Низкие температуры обусловливают малую биологическую активность почвы и накопление больших количеств слабогумифицированного органического вещества, иногда образу­ ющего сухоторфяный горизонт небольшой мощности.

Почвенный профиль имеет небольшую мощность, не превышаю­ щую обычно 50—60 см. Почвы имеют кислую реакцию, обусловлен­ ную в первую очередь накоплением кислых продуктов разложения растительного опада, и слабо насыщены основаниями (табл. 29).

Всоставе гумуса преобладают фульвокислоты.

Ввысокогорьях, за пределами распространения лесной рас­ тительности, в альпийском и субальпийском поясах формируются

горно-луговые и горные лугово-степные почвы — наиболее широко распространенная в этих поясах группа почв.

Таблица 29. Свойства горно-тундровой почвы Западного Саяна (М. П. Смирнов, 1970)

* Потеря при прокаливании.

236

Горно-луговые почвы. Эти почвы формируются на выщелочен­ ных продуктах выветривания плотных пород, занимая вершины и верхние части склонов хребтов и гор всех экспозиций. Климати­ ческие условия развития этих почв характеризуются большим количеством выпадающих осадков, достигающим 1000—1500 мм и более в год. Осадки превышают испаряемость в 2—3 раза и более, что обусловливает промывной водный режим почв. Расти­ тельный покров представлен сообществами среднетравных субаль­ пийских и низкотравных альпийских лугов.

Профиль горно-луговых почв отличается слабой дифференцированностью и небольшой мощностью, редко превышающей 60—70 см. Профиль имеет следующее строение: Ad-A-AC-C. Иногда в нем обособляется горизонт В. Для горно-луговых почв характерно наличие мощной, плотной, прочно скрепленной корня­ ми травянистой растительности дернины мощностью до 10 см и более. Под дерниной располагается гумусовый горизонт А, имею­ щий мощность обычно в пределах 10—20 см, темно-бурого или коричневато-бурого цвета. Структура его мелкокомковатая или зернисто-мелкокомковатая, часто с элементами порошистости. В нем часто содержатся каменистые включения. Переход в ни­ жележащий горизонт АС постепенный.

Переходный горизонт АС имеет мощность 15—25 см. Его окраска светлее, чем у гумусового горизонта, в ней присутствуют бурые тона. Структурные отдельности здесь также представлены мелкими комками и реже зернами, но выражены менее отчетливо. Количество каменистых включений в этом горизонте возрастает. Переход в горизонт С заметный.

Горизонт С — почвообразующая порода — представляет собой элювий, делювий (или, чаще, их сочетание) коренных пород. В значительной своей части он сложен каменистыми отдельностями (до 80% и более по объему) различного размера. Бесструктур­ ный мелкозем часто окрашен в различные оттенки желто-бурого цвета. Горизонт С, обычно мощностью 20—30 см, переходит в коренную породу.

Горно-луговые почвы имеют малую плотность верхних горизон­ тов, для них характерны большая влагоемкость, уменьшающаяся книзу, и высокая водопроницаемость, также обычно уменьшающа­ яся от верхних горизонтов к нижним. Они содержат большое количество гумуса, при этом в его составе много слабогумифицированных соединений, придающих ему «грубый» характер. В гуму­ се преобладают фульво кислоты. В минеральной части почвы часто высокое содержание свободных оксидов железа, вплоть до обра­ зования конкреций.

Почвы имеют кислую реакцию. Кислотность горно-луговых почв обусловлена в основном алюминием. Эти почвы имеют невы­ сокую емкость катионного обмена и слабо насыщены основаниями.

Таковы наиболее общие свойства горно-луговых почв. Однако определенные различия в их свойствах, связанные с биоклимати­ ческими особенностями альпийского и субальпийского поясов,

237