Почвы таёжно‑лесной зоны
Значительную часть бореального пояса (умеренно холодного) занимает таежно-лесная зона. Условия почвообразования чрезвычайно разнообразны в связи с громадной протяженностью зоны с Запада на Восток и с Севера на Юг.
Климат зоны умеренно холодный. В Восточной Сибири – резко континентальный, на Дальнем Востоке – муссонный.
Средняя годовая температура изменяется от +4 0С в европейской части до –16 0С в Восточной Сибири и до +7,5 0С на Дальнем Востоке.
Осадков в год выпадает в среднем по зоне 300–800 мм.
Ку > 1 поэтому зона в целом характеризуется достаточным и даже избыточным увлажнением. В Сибири распространена вечная мерзлота.
Рельеф европейской части зоны, которая расположена в пределах Русской равнины, имеет холмисто-волнистый характер. Возвышенности и холмы ледникового происхождения с абсолютными отметками 300-500 м над уровнем моря, между ними расположены озера и болота. Территория Русской равнины довольно сильно расчленена речными долинами и в целом неплохо дренирована.
Западно-сибирская часть зоны представляет собой обширную плоскую слабодренированную равнину.
Восточная Сибирь и Дальний Восток отличаются сложным горным рельефом.
Для возвышенных хорошо дренированных территорий характерен промывной тип водного режима, а на плоских слабодренированных и пониженных участках наблюдается застой влаги.
Почвообразующие породы в европейской части и Западно-Сибирской зонах представлены преимущественно ледниковыми и водно-ледниковыми отложениями.
В Восточной Сибири и Дальнем Востоке почвы формируются на элювии и делювии коренных пород.
В целом почвообразующие породы таежной зоны характеризуются перемытостью, выщелоченностью, низким содержанием катионов (Са, К, Mg), часто имеют тяжелый гранулометрический состав, что способствует периодическому застою влаги.
Преобладающий тип растительности зоны ‑ хвойные леса с моховым и мохово-кустарничковым покровом. В европейской части – темнохвойные леса (еловые), а в Восточной Сибири – светлохвойные лиственничные леса.
Только в подзоне южной тайги развиты хвойные леса с примесью мелколиственных и широколиственных пород, с богатым травяным напочвенным покровом
Большие площади заняты болотными ассоциациями.
К главным типам почвообразования относятся подзолистый, процесс биогенной аккумуляции (дерновый) и болотный. С болотным мы с Вами познакомились, когда говорили о тундровых почвах.
Сущность подзолистого процесса заключается в разрушении в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды.
Подзолистый процесс в чистом виде развивается в условиях промывного типа водного режима, под хвойными лесами с моховым напочвенным покровом, на легких по гранулометрическому составу и бедных основаниями почвообразующих породах.
Растительный опад, состоящих из хвои, древесины, мхов и лишайников поступают на поверхность почвы. В составе опада содержится большое количество трудноразлагаемых соединений: лигнин, воска, смолы, дубильные в-ва; в них мало зольных элементов и азота. Разложение опада такого химического состава осуществляется в основном грибной микрофлорой, что способствует образованию различных органических кислот (яблочная, лимонная, янтарная, муравьиная) и гумусовых кислот, в которых преобладают ФК (СГК/СФК << 1).
Часть гумусовых кислот нейтрализуется основаниями опада, а также катионами почвообразующих пород и закрепляется в верхней части профиля, формируя аккумулятивно-гумусовых горизонт AY.
В результате разрушения минералов ФК и выноса с осадками продуктов разрушения формируется горизонт подзолистый или элювиальный – горизонт вымывания – (Е) белесого цвета, часто бесструктурный, обедненный илистыми частицами, соединениями Al, Fe, Ca, Mg и обогащенный кремнеземом.
По мере продвижения по профилю преимущественно ФК растет содержание фульватов алюминия и железа. В средней части профиля эти соединения попадают в другие кислотно-основные и окислительно-восстановительные условия. С ростом концентрации Al и Fe в составе фульватов они выпадают в осадок, формируя иллювиальный горизонт – В.
В северной тайге и лесотундре на легких почвообразующих породах в условиях более холодного климата формируются подзолы (отдел альфегумусовых почв), не имеющие гумусового горизонта:
О – Е – ВHF – С.
О – подстилочно-торфяный; E – подзолистый; BHF – Альфегумусовый
В средней тайге формируется зональный тип почв таежно-лесной зоны типичная подзолистая почва, относящаяся к отделу текстурно-дифференцированных, профиль которой имеет следующее строение:
О – ЕL – ВEL – ВT – С.
О – подстилочно-торфяный; ЕL ─ элювиальный (отличается своеобразной плитчатой или листоватой структурой, более светлый) ; BEL – субэлювиальный; BT – текстурный.
Оценивая свойства подзолистых почв, необходимо отметить их следующие общие особенности:
1) четко выраженная дифференциация профиля на элювиальную и иллювиальную части с образованием осветленного подзолистого горизонта в верхней части профиля под маломощным гумусовым горизонтом;
2) обедненность элювиальной части профиля физической глиной, илом, полуторными оксидами и их соответствующее накопление в иллювиальном горизонте, относительное обогащение элювиального горизонта SiO2;
3) малое содержание гумуса (2–3% в горизонте А и 0,5–1,0% в горизонте (Е)) и незначительный общий запас гумуса при преобладании в его составе ФК над ГК;
4) высокая актуальная и потенциальная кислотности верхней части профиля;
5) небольшая ЕКО – от 2–4 до 10–15 м-экв/100 г почвы при степени насыщенности основаниями менее 50% в верхней части профиля;
6) низкая обеспеченность элементами питания растений;
7) неблагоприятные физические свойства: наличие уплотненного иллювиального горизонта в средней части профиля и соответствующая дифференциация фильтрационных свойств по профилю, отсутствие агрономически ценной структуры, большая плотность и малая порозность;
8) высокое содержание подвижного алюминия, повышающего обменную кислотность и вызывающего токсикоз у растений.
На территории Выборгско-Сортавальского округа, расположенного на севере Карельского перешейка Ленинградской области, на выходах скальных пород образуются особые почвы – подбуры (отдел альфегумусовых почв).
Почвообразующими породами служат элювий и делювий гранитов, богатых по минералогическому и химическому составам.
Породообразующими минералами являются кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, роговые обманки, биотит, гранат, турмалин и др.
Подбуры формируются под влиянием нескольких элементарных почвообразовательных процессов: органогенной аккумуляции, альфегумусового, партлювации.
Альфегумусовый ЭПП ─ процесс мобилизации Fe, Al минеральных пленок кислыми гумусовыми в-вами.
Под партлювацией понимают передвижение частиц мелкозема разного размера (отмытого песка, пыли, ила) по профилю.
На вершинах сельг формируются торфяно-литоземы, а также типичные и оподзоленные подтипы подбуров.
Подбуры имеют следующее строение профиля:
О – BHF – BF – ВС ‑ С. – типичные;
О – ВHFe – BHF – BC – C – оподзоленные
Торфяно-литоземы относятся к отделу литоземы, который объединяет почвы состоящие из органогенного торфяного или перегнойного горизонта и мелкоземистого или щебнисто-мелкоземистого горизонта, расположенного на массивно-кристаллической плите. Строение их профиля:
Т – (С) – М – торфяно-литозем;
Н – (С) – М – литозем перегнойный
В верхней и средней части сельг с высотной отметкой 20-25 м над уровнем моря, под богатой травянистой растительностью (вейник, папоротник, ландыш) и смешанными хвойно-лиственными лесами формируются дерново‑подбуры
AY –BF – BC – C
Почвы диагностируются по сочетанию аккумулятивного серогумусового (дернового) и залегающего ниже альфегумусового горизонта, представленного иллювиально-железистой модификацией.
В условиях южной тайги на водоразделах при хорошем дренаже под хвойными лесами с примесью лиственных пород и травянистым напочвенным покровом с разнотравно-злаковой растительностью формируются дерново-подзолистые почвы (относящиеся к отделу текстурно-дифференцированных почв). Они имеют следующее строение профиля:
AY ‑ ЕL – BЕL – ВT – С.
AY – Серогумусовый; ВТ – текстурный (кутаны – глинисто-железистые)
В них подзолистость проявляется в элювиальном горизонте в виде осветления, специфичной структуры (листоватая, плитчатая), наличия бурых пятен железа и скелетан (кремнеземистой присыпки).
Дерново-подзолистые почвы более плодородны, чем подзолистые. Содержание гумуса составляет – от 2 до 5%. Это слабокислые почвы (рНКС1 4–5), степень насыщенности основаниями – порядка 70%, ЕКО – 20–25 м-экв/100 г. В аккумулятивно-гумусовом горизонте накапливаются биофильные элементы Са, К, Р, N.
В нижних частях склонов и в понижениях между холмами наблюдается временный застой влаги. В составе растительности появляются болотные виды – осоки, сфагновые и зеленые мхи. Под влиянием болотного типа почвообразования образуются болотно-подзолистые почвы.
При временном переувлажнении формируются торфяно- подзолистo- глеевые почвы: (отдел альфегумусовых почв)
Т – ЕLg – BELg – ВTg – G ‑ СG.
В условиях постоянного избыточного увлажнения развиваются органогенные почвы, включающие два отдела: природные торфяные и осушенные торфяные (торфоземы).
В пределах отдела природных торфяных выделяются типы олиготрофных, эутрофных и сухоторфяных почв.
Торфяные олиготрофные (ТО – ТТ). Характеризуются залегающим под очесом мхов (мощность 10—20 см) олиготрофно-торфяным горизонтом, мощностью 10-50 см, состоящим преимущественно из сфагновых мхов разной степени разложения (R), не превышающей 50%, при содержании органического вещества > 35% от массы горизонта. Горизонт сменяется органогенной породой, которая представляет собой слоистую торфяную толщу. Окраска слоев меняется от желто-бурой до темно-бурой или коричневой.
Торфяная олиготрофная почва характеризуется кислой реакцией среды (рН= 3,2-4,2), низкой зольностью (2,4-6,0% на сухое вещество), малой величиной биологической активности, небольшим значением плотности твердой фазы (0,03-0,10 г/см3). Влагоёмкость почвы достигает 700-1500% влаги на сухое вещество. Емкость поглощения – 80-90 м-экв на 100 г. Валовое содержание СаО, К2О составляет от сотых до десятых долей процента. Характерно высокое содержание общего азота (0,5-1,3%), по сравнению с минеральными почвами, при незначительном участии минеральных форм азота (в основном аммонийного).
Эти почвы формируются главным образом в таежно-лесной и тундровой зонах в условиях застойного увлажнения атмосферными осадками, преимущественно на водораздельных пространствах, в результате заболачивания суши или развития олиготрофной растительности в процессе зарастания водоемов. Олиготрофная растительность представлена сфагновыми мхами, кустарничками и угнетенными формами древесной растительности (сосна, береза).
В профиле может наблюдаться многолетняя или сезонная льдистая мерзлота.
Торфяные эутрофные (ТЕ-ТТ). Характеризуются залегающим под очесом мхов и остатками травянистой растительности (мощность 10-20 см) эутрофно-торфяным горизонтом бурого цвета. Степень разложения не превышает 50%, но, как правило, она выше, чем в олиготрофно-торфяном горизонте. С глубиной она увеличивается. На границе торфяного горизонта с минеральным образуется контактный глеевый горизонт, интенсивно прокрашенный органическим веществом.
Реакция среды варьирует от кислой до нейтральной (реже до щелочной, в случае питания болота жесткими водами), зольность колеблется от 6 до 18%, ёмкость поглощения – от 100 до 200 м-экв на 100 г. Степень насыщенности основаниями может достигать 100%. Содержание органического вещества более 35%, степень разложения относительно высокая, содержание общего азота 1,5-4,0%.
Эти почвы формируются в понижениях, на речных террасах и других элементах рельефа, где обеспечен приток минерализованных грунтовых вод. Эутрофная растительность представлена зарослями ольхи, луговой и болотной травянистой растительностью (осоками, тростниками, гипновыми мхами, таволгой, щучкой).
В профиле может наблюдаться многолетняя или сезонная льдистая мерзлота.
Сухоторфяные (TJ – TT – D). Сухоторфяный горизонт состоит из остатков мезофильных растений, различной степени разложения. Верхняя часть горизонта имеет относительно светлый, бурый цвет и состоит из растительных остатков, в основном сохранивших первоначальную форму. Подстилающая горизонт торфяная толща имеет темно-коричневый цвет, рыхлое сложение, растительные остатки в ней почти утратили свою первоначальную форму. На контакте с подстилающей минеральной породой присутствует маломощная прослойка перегнойного материала.
Подстилающая порода представлена либо рыхлым дресвянисто-щебнистым материалом .Почвы характеризуются очень кислой реакцией среды и высокой зольностью (10-30%), ППК ненасыщен основаниями.
Главную роль в генезисе этих почв играет интенсивное торфообразование, не связанное с грунтовыми водами и заболачиванием. Образование торфа происходит на минеральном субстрате в условиях холодного и влажного морского климата тундровой и таежно-лесной зон, а также высокогорий.
Отдел: торфозёмы. Отдел объединяет почвы освоенных, обычно осушенных торфяников. Почвы отдела имеют диагностический агрогоризонт: агроторфяный или агроторфяно-минеральный, залегающий на органогенной почвообразующей породе.
Типы выделяются по характеру агрогоризонта. (Рис…)
Рис.
Строение профилей типов почв отдела
Тип: торфозёмы (РТ – ТТ). Диагностируются по наличию агроторфяного горизонта. Формируются при осушении и сельскохозяйственном освоении торфяных почв.
Тип: торфоземы агроминеральные (PTR – TT). Почвы характеризуются наличием агроторфяно-минерального горизонта, образованного в результате сельскохозяйственного освоения почв с использованием длительного и регулярного глинования, пескования, известкования и припахивания нижележащих минеральных горизонтов. Это имеет место особенно при освоении почв выработанных торфяников, у которых мощность торфяного горизонта колеблется от 0 до 50-70 см. Содержание органического вещества менее 35% от массы горизонта.