Ганжара - Почвоведение

нам относится Ярославско-Костромская, Марийская. Огромная

озерно-аллювиальная равнина расположена на юге Западной Си­

бири в бассейнах рек Иртыша и Тобола.

Ледниковый и водно-ледниковый аккумулятивный рельеф

представлен холмистыми, холмисто-увалистыми равнинами, сло­

женными маренными и водно-ледниковыми отложениями. Такой

рельеф занимает большие площади на северо-западе и севере ев­

ропейской части России и на севере Западно-Сибирской низмен­

ности. Они представлены зандровыми равнинами в ВИде плоских

конусов выноса подледниковых потоков и специфических марен­

ных образований в виде холмов и валов высотой 20-25 м, полу­

чивших название озы, камы, друмлины.

Морской аккумулятивный рельеф представлен плоскими и

плоско-волнистыми формами на побережье Северного Ледовито­ го океана и в Прикаспийской низменности. Они сложены морс­

кими отложениями.

Эоловый аккумулятивный рельеф имеет наибольшее распро­ странение в песчаных пустынях Средней Азии, а также на побе­

режьях морей и озер. Для них характерны такие формы как барха­ ны, бугристые и грядовые пески. Приморские, приозерные и при­

речные пески образуют дюны.

Перечисленные типы и подтипы характеризуют основные формы макрорельефа.

4.2. Формы и виды мезорельефа

Формы мезорельефа складываются из различных элементов ре­

льефа. При расчленении территорий в системе междуречий выделя­ ются следующие элементы рельефа: вершины водоразделов, скло­ ны, подошвы склонов, шельфы склонов, днища межеклановых за­ падин, днища оврагов и балок, террасы, уступы и склоны террас.

Сочетания элементов рельефа образуют положительные формы мезорельефа - холмы, бугры, гривы, увалы, гряды, дюны, барханы, озы, камы, друмлины - и отрицательные - балки, ложбины, лощины, овраги, карстовые понижения, про­

моины (рис. 4.1).

Холмом называется небольшое возвышение округлой формы

с широким основанием, постепенно сливающимся с равниной.

Высота холма 40-100 м, иногда до 200 м.

Бугор характеризуется меньшей высотой (10-25 м) и более

крутыми склонами.

40

Рис. 4.1. Схема соотношения ледниковых и водно-ледниковых форм

материковых отложений

Грива, гряда, увал - удлиненные возвышения, отличающиеся

от холма тем, что их длина в несколько раз превышает ширину.

Гряды, имеющие форму длинных (до 30-40 км) узких валов мореиного происхождения, называют озами. Их ширина 40-100 м; высота 25-30 м.

Друмлины - мореиные холмы продолговато-овального очер­

тания длиной до 25 км, шириной 10-150 м, высотой 5-25 м. Камыхолмы морениого происхождения высотой до 100 м. Овраги - линейно вытянутые понижения с крутыми или от­

весными склонами, не задернованными растительностью, обра­ зовавшисся в результате водной эрозии. Небольшие овраги глуби­

ной до 1-2 м называются промоинами.

Балка отличается от оврага пологими задернованными скло­

нами. В верховьях балка сужается, становится мельче и переходит

в лощину, которая, в свою очередь, переходит в плоское пони­

жение, называемое ложбиной.

Размеры оврагов и балок - до нескольких километров в

дЛину, десятков метров в ширину и глубину.

В зависимости от сочетаний перечисленных форм различают

следующие виды рельефа:

- холмистый - чередование холмов и равнинных про­

странств;

41

- гривистый, увалистый и грядовой - поиижеиные про­

странства чередуются с гривами, увалами или грядами;

-волнистыйплоские повышения чередуются с плоски­ ми узкими пони:Жениями;

-полого-волнистый- плоские широкие повышения чере­

дуются с плоскими широкими понижениями с постепен­

ными переходами между ними.

Для определения степени вертикального и горизонтального

расчленения рельефа используют легкочитаемые по топографи­

ческой карте условные линии в местах пересечения различных

склонов - водораздельные и подошвенные линии, тальвеги и

бровки (рис. 4.2).

Водораздельная линия проходит по наивысшим точкам двух противоположных склонов и является границей водораздела. Го­

ризонтали на топографической карте в местах пересечения с во­ дораздельной линией сильно изогнуты.

Подошвенная линия разделяет основание склонов и равнин­

ные участки, служит границей смытых и намытых почв.

Тальвеги представлены наиболее низкими частями дна овра­ гов, балок, русел рек. На топографических картах горизонтали в

местах пересечения с линией тальвега сильно изогнуты.

Бровка - это линия резкого перегиба склона, она отделяет

склоны, сильно отличающиеся крутизной. Расположены бровки по краям балок, оврагов, террас. В таблицах 4.1, 4.2 представлены группировки рельефа по степени горизонтального и вертикально­

го расчленения.

4.1. Группировка рельефа по степени rоризонтальноrо расчленения

4.2. Группировка рельефа по степени вертикальноrо расчленения

42

5

6

Рис. 4.2. Оrображенне рельефа на топоrрафнческой карте (А.В.Гедымнн, 1990):

1 -склон вогнуrый в плане (стрелки указывают направление стока воды);

2 - склон выпуклый в плане; 3 - пойма и первая (надпойменная) терраса реки;

4 - пойма и коренная терраса;

5 - высокая (древняя) терраса реки, перекрытая делювиальным шлейфом;

6- две балки с врезанными в их днища оврагами (восточная часть фрагмен­

та карты) и пологий водораздел с двумя вершинами и седловиной между

ними (западная часть карты).

43

Большое влияние на почвообразование, дифференциацию

почвенного покрова и сельскохозяйственное использование почв

оказывает крутизна склонов. По крутизне поверхности различают

Для определения степени повреждения территории оврагами

используются коэффициенты овражности и плотности оврагов.

Коэффициент овражности - отношение площади оврагов (га)

к площади земельного фонда (км2). Коэффициент плотности овра­

говчисло оврагов на площади в 1 км2• Для Среднерусской возвы­

шенности средняя расчлененность водосборных бассейнов лощинно­ балочным звеном составляет 0,92 кмjкм2, средний коэффициентов­

ражности- 0,6 гаjкм2, средняя плотность оврагов- 14,1 на км2•

Степень развития овражной эрозии характеризуется также

суммарной протяженностью оврагов на км2 площади. Соответ­ ственно различают слабую (менее 0,25 км/км2), среднюю (0,25- 0,50), сильную (0,50-0, 75) и очень сильную (более О,75) степени.

Очень важными характеристиками рельефа являются длина, форма и экспозиция склона. По длине различают склоны длин­ ныеболее 500 м, средние- 500-50 м и короткиеменее 50 м.

По форме профиля выделяют склоны прямые, выпуклые, вог­

нутые, ступенчатые. Экспозиция склона оказывает влияние на по­

глощение солнечной радиации и температурные условия склонов.

4.3. Грунтовые воды

Глубина залегания грунтовых вод определяется, с одной сто­

роны, рельефом, с другой - степенью водопроницаемости поч­

ваобразующих пород или отдельных их слоев. Некоторые ученые

рассматривают грунтовые воды как отдельный самостоятельный

фактор почвообразования. Аргументом этой точки зрения может

служить такой пример: в условиях равнинного рельефа на участ­ ках с разной глубиной залегания грунтовых вод формируются раз­ ные почвы. Под воздействием почвенио-грунтовых вод может про­ и~ходить заболачивание, оглеение, вынос и привнос раствори­ мых продуктов почвообразования, поднятие и опускание солей при колебании уровня грунтовых вод и капиллярной каймы и др.

44

Все перечисленные процессы приводят к формированию почв с

разными свойстваl\Ш.

Почвенио-грунтовые воды (почвенная верховодка) формиру­ ются в пределах почвенного профиля на плотных горизонтах почв

(чаще всего на иллювиальных). Они способны стекать вниз по скло­ ну, образуя внутрипочвенный сток. Расход воды на внутрипочвен­ ный сток может достигать 10-25% от общего количества атмосфер­

ных осадков. Верховодка почвенная может существовать от одной недели до 2-3 мес. Она оказывает большое влияние на дифференци­ ацию почв в пределах склона и геохимические особенности элемен­

тарных ландшафтов. К почвенио-грунтовым водам относятся также

грунтовые воды в понижениях рельефа, в нижних частях склонов, в поймах рек, которые залегают в пределах почвенного профиля. В зоне тундры и в областях вечной мерзлоты такие воды являются

преобладающими. Области питания и распространения этих вод со­ впадают, напор отсутствует. Летом колодцы с верховодкой часто пересыхают, зимойпромерзают. Эта группа вод широко распрос­

транена в степях на водораздельных пространствах в виде прерыви­

стых, а иногда и более мощных линз в порах песчаных слоев. Грунтовые воды формируются в рыхлых отложениях на слое

водонепроницаемых пород выше базиса эрозии. Области питания

и распространения у них могут совпадать (открытые грунтовые

воды), водоупорная кровля отсутствует. Выше их залегают капил­ лярная кайма и пояс аэрации. Режим открытых грунтовых вод подвержен сильным сезонным колебаниям, связанным с режи­ мом атмосферных осадков (рис. 4.3).

fk

... УРОВЕНЬ ГРУНТОВЫХ ВОА

1i1 ЛИНЗА СУГЛИНКА

Рис. 4.3. Грунтовые воды:

Вп - верховодка nочвенная; Br - верховодка грунтовая; А - гумусовый го­

ризонт почв; В - уnлотненный иллювиальный горизонт; С - горная рыхлая

nорода; 1 - водоносный горизонт; 2 - водоуnорный горизонт; Ос - атмос­

ферные осадки; 0 2 - кислород.

45

Если грунтовые воды прикрыты водонепроницаемыми поро­

дами, то область их питания находится за пределами области рас­ пространения. Это закрытые грунтовые воды. Если пласт горной

породы полностью заполнен водой, то может возникать их напор.

Режим этих вод менее подвержен сезонным колебаниям. Грунто­ вые воды аллювиальных отложений, залегающие вблизи рек, вза­ имодействуют с реками. В паводок движение воды происходит от

реки (река питает грунтовые воды), летом, в межпаводковые пе­

риоды, вода движется к реке (грунтовые воды питают реки). Боль­

шая роль в регулировании уровня грунтовых вод принадлежит бо­

лотам, расположенным в верховьях рек, и впадающим в них при­

токам. Болота являются своеобразными аккумуляторами влаги,

накапливающими ее в период дождей и снеготаяния и отдающи­

ми постепенно в остальное время года. Грунтовые воды могут быть вскрыты небольшими колодцами, позволяющими определять глу­

бину их залегания и получать питьевую воду.

Артезианские воды залегают на большой глубине, характери­

зуются большим напором и служат источником питьевой воды во многих областях, особенно в тех, где грунтовые воды засолены.

Содержание минеральных веществ в грунтовых водах получило названиеобщая минерализация. В.И.Вернадский предложил сле­ дующие градации общей минерализации: пресные до 1 г/л, солоно­

ватые- 1-10, соленые - 10-50, рассолы - более 50 г/л.

Грунтовые воды медленно движутся в направлении общего уклона, выполняя большую геохимическую работу в перераспре­ делении продуктов выветривания и почвообразования. Скорость движения в песках и галечниках, по данным В.А.Ковды (1973),

составляет 2-5 м/сутки, в суглинкахне более 1 м/сутки и в гли­ нахпрактически неподвижны (1 м/год).

В.А.Ковда (1973) приводит следующую характеристику грунтовых вод на территории Европейской части России:

1. В зоне тундры и в областях вечной мерзлоты грунтовые воды залегают близко к поверхности (0-0,5 м), очень пресные, со­ держат 0,01-0,03 г/л минеральных веществ и повышенное количе­

ство органических веществ.

2. В северной, частично в средней тайге грунтовые воды зале­ гают на глубине 1-6 м, реже 8-10 м. Содержат минеральных ве­ ществ 0,2-0,3 г/л, в составе растворенных веществ большая доля

принадлежит органическому веществу, кремнезему и закисиому

железу. Активно участвуют в питании рек.

3. В южной тайге и северной лесостепи уровень залегания грунтовых вод составляет 10-20 м в связи с усилением расчленен-

46

ности рельефа овражно-балочной сетью и, по-видимому, увели­ чением испаряемости. Минерализация увеличивается до 0,5 г/л. По составу воды бикарбонатно-кальциевые, иногда магниево-натри­

евые. Участвуют в питании рек.

4. В лесостепной и степной зоне уровень залегания понижает­

ся до 30-60 м в связи с углублением овражно-балочной сети до

25-30 м и усилением испаряемости. Минерализация повышается

до 0,75-3 гjл. Наряду с бикарбонатами кальция и магния в водах

содержатся сернокислые и углекислые соли натрия. Роль в пита­

нии рек невелика в связи со слабым дебитом.

5. В сухих и полупустынных степях Прикаспийской низмен­

ности грунтовые воды залегают на глубине 1-10 м. Минерализация

их в среднем составляет 5-20, иногда достигает 30-50 гjл при вы­

сокой концентрации углекислых солей натрия, сульфатов и хло­

ридов. Мало участвуют в питании рек, при высокой испаряемости

вызывают процессы сильного засоления почв.

По положению в рельефе и глубине залегания грунтовых вод

выделяют следующие группы почв, которые называются рядами

увлажнения.

Автоморфные почвы - формируются на ровных поверхностях и

склонах в условиях свободного стока атмосферных осадков и хоро­ шей водопроницаемости почвенного профиля и почваобразующих

пород, при глубоком (более 6 м) уровне залегания грунтовых вод. Полугидроморфные почвы - образуются при кратковремен­

ном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод

на глубине 3-6 м (капиллярная кайма достигает почвенного про­

филя и корней растений).

rидроморфные почвы -.сформированы в условиях длитель­

ного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод

на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать повер­ хности почвы).

4.4. Влияние рельефа на геохимические процессы ландшафтов

Закономерности миграции химических элементов от повыше­ ний к депрессиям рельефа - предмет изучения геохимии ландшаф­ тов. Основоположник этой науки Б.Б.Полынов ввел понятие "эле­ ментарный геохимический ландшафт", который соответствует эле­ ментарному почвенному ареалу, экасистеме или биоrеоценозу. Все

разнообразие элементарных ландшафтов на земной поверхности и

47

связанных с ними почв Б.Б.Полынов по условиям миграции и ак­ кумуляции веществ объединил в три группы: ландшафты элювиаль­ ные (на элювии горных пород); супераквальные (надводные) в нижних частях склонов и субаквальные (подводные).

Впоследствии М.А.Глазовской была разработана более де­ тальная классификация элементарных ландшафтов.

Элювиальные (они также называются автономные, автомор­ фные, субаэральные) ландшафты и свойственные им почвы за­ нимают повышенные элементы рельефа, при глубоком залегании

грунтовых вод. Процесс почвообразования протекает независимо

от грунтовых вод и от бокового привноса веществ. Атмосферные осадки и продукты почвообразования, растворенные в них, про­

сачиваются вглубь или персмещаются вниз по склону с поверхно­ стным или внутрипочвенным боковым стоком. В этой группе лан­

дшафтов выделяются: а) геохимически независимые; б) геохими­

чески подчиненные. Последние представлены понижениями на

водоразделах, где почвы развиваются в условиях периодического

привноса веществ с поверхностным или внутрипочвенным сто­

ком (но не с грунтовыми водами). Геохимически подчиненные ландшафты называются также аккумулятивно-элювиальными.

Транзитные ландшафты занимают склоны водоразделов и повышений. Для них характерна миграция веществ как в виде ра­ створов, так и в виде твердого стока. В зависимости от условий

стока выделяются трансэлювиальные и трансэлювиально-аккуму­

лятивные. В первых преобладает вынос (верхние части склонов),

во вторых наряду с выносом происходит накопление (аккумуля­ ция) веществ (нижние части склонов), причем в аккумуляции ве­

ществ могут периодически принимать участие грунтовые воды.

Аккумулятивные ландшафты занимают, как правило, рав­

нинные территории, прилегающие к склонам, замкнутые водо­

емы и поймы рек, на которых происходит преимущественно ак­

кумуляция (осаждение и накопление) веществ. Эти ландшафты разделяются на супераквальные (гидроморфные, надводные), су­ баквальные (подводные) и аквальные (водные). Супераквальные

ландшафты формируются при обязательном участии грунтовых вод (именно поэтому их называют гидроморфными). Они подраз­

деляются на транссупераквальные, частично дренируемые, с ин­

тенсивным водообменом, и собственно супераквальные ланд­

шафты замкнутых понижений со слабым водообменом.

Субаквальные (подводные) ландшафты подразделяются на

трансаквальные (реки, проточные озера) и аквальные (непроточ­ ные озера).

48

В пределах геохимических ландшафтов от местного водораз­

дела к местной депрессии формируются топографические ряды почв, связанные между собой боковой миграцией веществ (по­ верхностной, внутрипочвенной или через грунтовые воды), кото­

рые получили название- почвенио-геохимические катены.

Геохимические барьеры и ареалы аккумуляции. Миграция ве­

ществ с водой осуществляется во взвешенном, истинно раствори­

мом и коллоидном состоянии. Чем выше растворимость веществ в воде, тем больше их миграционная способность. Б.Б.Полынов ус­

тановил пять групп миграции веществ при элювиальном выветри-

Участки, где изменение условий миграции приводит к сни­

жению подвижности или накоплению веществ, Б.Б.Полынов на­

звал геохимическими барьерами. Им выделено три типа геохими­

ческих барьеров.

1. Биогеохимические барьеры, при которых происходит био­

генная аккумуляция химических элементов в лесных подстилках,

гумусовых горизонтах почв, торфах и др.

2. Физико-химические барьеры приводят к накоплению хими­

ческих соединений за счет осаждения при смене физико-химичес­ ких условий. Выделяют окислительные, восстановительные, суль­

фатные, карбонатные, щелочные, кислые, испарительные, термо­ динамические барьеры. В качестве примеров можно привести обра­

зование ожелезненных горизонтов в подзолистых почвах, накопле­

ние болотных руд (окислительный барьер), образование ареалов с повышенным содержанием солей (испарительный) и др.

3. Механические барьеры образуются на участках изменения

скорости движения вод, при этом происходит механическое

осаждение взвешенных частиц. Они характерны для аллювиаль­

ных, делювиальных и иллювиальных процессов.

Геохимические барьеры могут быть вертикальными (на гра­

нице почвенных горизонтов), линейными (на границе различных геохимических ландшафтов), площадными, формирующими аре­

алы аккумуляции продуктов выветривания.