Вальков - Почвоведение

увлажнения, однако влага часто остается недоступной для растений, так как присутствует в виде льда, поэтому многие растения имеют приспособления для уменьшения испарения (так же как и растения |цустынь): мелкие листья, опушение, восковый налет и др.

щ* 3. Невысокое по сравнению с другими природными зонами Земли Количество синтезируемой биомассы (4—5 ц/га) и медленные темпы ее гумификации и минерализации. В связи с этим создаются пред­ посылки к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков (оторфовывание). Из-за избыточной увлаж­ ненности оторфовыванию и процессам оглеения способствует господ­ ство анаэробных процессов, как в органической, так и в минеральной части почвенной массы.

4. По химическому составу растительные остатки отличаются ис­ ключительно низкой зольностью. При их разложении образуются органические кислоты, вызывающие сильное подкисление почвен­ ной массы.

В тундровой зоне различают следующие четыре подзоны: аркти­ ческие тундры, типичные тундры, южные тундры и подзона лесо­ тундры.

Вечная мерзлота. Важнейшим условием формирования природы тундры является вечная мерзлота. Это слои почвы или грунта с от­ рицательными температурами в течение круглого года. Мощность со­ ставляет 1—400 м. Над толщей мерзлоты лежит слой земли, замерзаю­ щий зимой и оттаивающий летом. Называется он деятельным слоем. Величина его колеблется в пределах 30—150 см в зависимости от гра­ нулометрического состава, наличия торфяного слоя и географической широты. В этом ограниченном слое происходят биологические про­ цессы и развиваются почвы. Вечная мерзлота — один из факторов, поддерживающий заболачиваемость и водность ландшафтов тундры, так как она является водоупором, препятствующим вертикальной фильтрации воды, дренированности территории. И, конечно, вечная мерзлота — постоянный «холодильник», снижающий биологическую активность почв и кор выветривания.

Генезис и строение профиля. Главнейшее условие формирования профиля почв тундры определяются следующим:

•ограниченная активность по времени и интенсивности процессов в развитии фитоценозов и микробиологической деятельности,

связанная длительным мерзлотным покоем почв и пониженны­ ми температурами летнего периода;

•переувлажненность профиля почвы, обусловленная преоблада­ нием выпадающих атмосферных осадков над эвапотранспирацией, при полном отсутствии внутрипочвенного стока, что свя­ зано с водоупором из вечной мерзлоты и равнинностью терри­ торий, не обеспечивающих поверхностный и внутрипочвенный сток воды;

•преобладающее развитие болотной растительности в виде раз­ нообразных мхов, лишайников, влаголюбивых трав.

Развитие тундровых почв определяют главным образом процес­ сы болотного почвообразования, протекающие в тундровых услови­ ях полярного пояса.

1.Оторфовывание органических остатков и их накопление на минеральной поверхности почвы. Торфообразование проявляется всегда, но в разной степени, от маломощных горизонтов до бугристых торфянников, со слоем торфа около 50 см. Однако преобладающая мощность торфяного горизонта Ат обычно не превышает 20 см.

2.Гумусообразование с преимущественным образованием фульвокислот при разложении торфяного горизонта, их миграция вместе

сдругими органическими соединениями по всему активному надмерзлотному слою почвы при возможном накоплении в нижних го­ ризонтах. Формирование гуминовых темноокрашенных фракций гу­ муса крайне ограничено, а гумусовый горизонт А\ фрагментарен по мощности. Гумусовые вещества всегда кислые, ненасыщенные из-за крайне низкой зольности растительных остатков тундровой расти­ тельности.

3.Оглеение всей минеральной толщи от торфяного слоя до вечной мерзлоты, с образованием мощного глеевого горизонта G. Развитию анаэробного глеевого процесса способствуют передвижение минераль­ ной массы и постоянная высокая обеспеченность среды растворимы­ ми органическими веществами из верхнего оторфянного органоген­ ного горизонта.

Вотносительно теплых местах тундры, преимущественно в доли­ нах рек, возможно развитие настоящего дернового процесса с обра­ зованием почв, близких к луговым. В южной тундре характерно по­ явление элементов подзолистого процесса с выделением особого под­ типа почв лесотундровой подзоны.

Типичный профиль тундрово-глеевой почвы определяют следу­ ющие горизонты:

Т —органогенный торфянистый горизонт мощностью 5—10—20 см, часто и больше;

АТ — перегнойный гумусовый с мощностью менее 5 см;

G — глеевый горизонт высокой мощности (60—120 см), прости­ рающийся до вечной мерзлоты или в крайне редких случаях до безмерзлотных слоев горной породы. Здесь характерны преобладание сизо-голубоватых и сизых тонов в окраске, а также тиксотропность перенасыщенной влагой минеральной массы. Глеевый горизонт для растений и животных абиотичен: здесь нет свободного кислорода, из­ быток воды, кислая реакция среды, ядовитые соединения восстанов­ ленного железа и марганца. В нижней части может фиксироваться некоторое повышение содержания фульватности гумуса, т. е. глеевый горизонт разделяется на Gj и G2 .

Типичное строение тундровых почв как правило нарушается мерз­ лотными явлениями криогенеза.

Криогенез — комплекс почвенных и грунтовых процессов, свя­ занных с промерзанием и оттаиванием. Присутствуют совокупность явлений физического, химического и биологического преобразования почвенных масс. Тиксотропия, солифлюкция, образование пятнистых и полигональных тундр, гидролаколиты, термокарст и некоторые дру­ гие явления — все это свойственно криогенезу.

Тиксотропия — явление превращения твердой почвенной массы в жидкотекучую (геля в золь). Это происходит при механических воз­ действиях на почву. С тиксотропией связана солифлюкция —сполза­ ние тиксотропного почвенного слоя вниз по уклону под воздействием силы тяжести. Глеевый почвенный слой разжижается и переходит в плывунное состояние.

Тиксотропность глеевого горизонта может привести к формирова­ нию пятнистых тундр.

В северных районах тундры часто встречается полигональная тун­ дра, которая образуется на однородных песчано-суглинистых отложе­ ниях. Обычно полигоны состоят из четырех-, пяти-, шестиугольников. Выпуклые участки мелкоземистого материала полигональной тундры окаймлены очень часто каменистыми обломками, вытесненными из мелкоземистого материала в результате криогенных явлений.

248 П о ч в о в е д е н и е

Специфический элемент тундровых ландшафтов — бугры-гидро- лаколиты. Их высота меняется от 1 м (диаметром 2—5 м) до 70 м (диаметром 150—200 м). Возникновение бугров объясняют пучением грунта в результате образования подземной ледяной линзы.

Оттаивание гидролаколитов по разным причинам, в основном ан­ тропогенного происхождения, приводит к просадкам почв и грунтов, которые называют термокарстом. При этом образуются провалы, сдвиги, ямы, которые разрушают все наземные сооружения, и в пер­ вую очередь дорожную сеть.

Криогенез происходит во всех промерзающих почвах. Чем про­ должительнее, глубже промерзание и ниже температура, тем более ощутим специфический эффект криогенеза, который ярче всего про­ является в тундре.

Классификация и свойства тундровых почв. Зональным типом почв в тундровой зоне являются тундровые глеевые почвы, которые разделяются на подтипы (рис. 5):

тундровые слабоглеевые гумусные почвы распространены в Се- веро-Сибирской тундре на хорошо дренированных суглинистых во­ доразделах;

тундровые глеевые перегнойные почвы наиболее типичны для ев­ ропейской подзоны арктической тундры и влажных местообитаниях Северо-Сибирской провинции;

тундровые глеевые торфянистые почвы приурочены к подзонам типичной тундры и лесотундры;

тундровые глеевые оподзоленные почвы наиболее характерны для лесотундры европейской части и Чукотско-Анадырской провинции.

Особенности состава и свойств тундровых почв показаны в табл. 35. В тундре, особенно в ее нижней части, широко распространены болотные почвы, аллювиально-тундрово-дерновые и подзолистые по­ чвы (подзолы иллювиально-железисто-гумусовые). На морских побе­

режьях можно встретить засоленные маршевые почвы.

На Фарерских островах и в Исландии, которые хотя и располо­ жены в полярном поясе, однако к собственно тундре не относятся, встречаются лугово-дерновые почвы. По исследованиям канадских почвоведов почвы имеют мощный гумусовый темноокрашенный го­ ризонт с количеством гумуса около 15,0%. Емкость обмена составля­ ет 23—83 мг. экв/100 г., реакция среды сильнокислая, степень насы­ щенности основаниями всего 20%.

В пределах России зона тундры разделяется на провинции: 1. Кольская провинция тундровых почв; 2. Калинско-Печорская провинция тундровых глеевых почв;

3.Чукотско-Анадырская провинция тундровых перегнойно-глее- вых почв;

4.Северо-Сибирская провинция тундровых глеевых и слабо гле евых почв.

Выделяются также горные провинции: Уральско-Новоземельская. Чукотская, Таймырская.

Использование и охрана почв тундровой зоны. Земледелие в тун­ дровой зоне практически невозможно. В ней распространено только мелкое потребительское огородничество, сеют репу, редьку, брюкву, лук и сажают картофель. При этом решается проблемы улучшения теплового режима, питания растений, выбора «теплых» почв, опти­ мизация обеспеченности растений водой.

Главным занятием в тундре является оленеводство, базирующееся на скудных кормовых запасах. Основным зимним подножным кор­ мом оленей служат лишайники — ягели, которые в виде лишайни­ ковых тундр, хотя и занимают довольно значительную площадь, но чрезвычайно медленно растут и плохо возобновляются после страв­ ливания и вытаптывания.

Таким образом, оленеводство, естественно, является кочевым хо­ зяйством, ибо зимой ему необходимы лишайниковые пастбища, вес­ ной влажные низинные болота и долины рек, а осенью — сухие мо­ хово-лишайниковые или моховое тундры.

Охрана природы тундры связана с тиксотропными явлениями, медленным восстановлением растительного покрова, с оттаиванием мерзлоты и появлением термокарста, и т. д.

3.4. ПОЧВЫ БОРЕАЛЬНОГО ПОЯСА

Бореальный (умеренно-холодный) биоклиматический пояс север­ ного полушария Земли отличается наибольшей протяженностью и монолитностью. Он охватывает области хвойных лесов с фрагмен­ тами горных тундр Евразии и Северной Америки в виде сплошного то расширяющегося, то сужающегося пояса, который протягивается от западных до восточных побережий континентов. Южная грани­ ца в Восточной Сибири проходит примерно на 50° с.ш. В Западной Сибири она смещается к северу и проходит на 58—57° с.ш. вплоть до восточной части Европейской равнины. За пределами России бо­ реальный пояс находится в северной половине Европы, в Северной Америке. В Южном полушарии он находится только в Южной Аме­ рике, в районе Огненной Земли.

ВРоссии площадь бореального пояса около 55% всей территории,

ана Земле его площадь составляет 15% всей суши.

Условия почвообразования. Бореальный пояс по провинциаль­ ным биоклиматическим особенностям разделяется на следующие об­ ласти: Западная лугово-лесная, Центральная таежно-лесная умерен­ но-континентальная (европейская часть и Западная Сибирь), Вос­ точносибирская мерзлотно-таежная континентальная и Дальневосточ­ ная таежно-лугово-лесная — в Евразии, а также Лаврентийская и Аляскинско-Кордильерская области на Северо-Американском кон­ тиненте.

Климатические особенности. Климатические условия бореального пояса отличаются большим разнообразием. Зимние температуры зна­ чительно ниже нуля и доходят в Восточной Сибири до —40—50 °С. Средняя температура июля от 10 до 20°С. Количество осадков от 600 мм в западной части зоны до 300 мм и несколько меньше — на востоке (в бассейне средней Лены до 150 мм). Максимум осадков вы­ падает преимущественно на июль-август.

Несмотря на значительные изменения температур зимнего пери­ ода, от резкоконтинентальных до океанических областей, и разное количество осадков бореальный биоклиматический пояс на всем его протяжении имеет общие особенности.

1. Сумма положительных температур выше 10°С составляет 600

(800)—1800°. Повсеместно летняя температура вегетационного периода более 10—12 °С, что благоприятствует успешному про­ израстанию лесной растительности.

2.Относительно короткий вегетационный период и соответствен­ но длительный период мерзлотного покоя снижают биологиче­ скую активность.

3.Преобладание выпадающих осадков над испарением и транспи­ рацией, что создает промывной водный режим. По данным мно­ гих наблюдений, из общего количества осадков на испарение и траспирацию расходуется только 60—80%. Остальные 20—40% составляют внутрипочвенный сток.

Таким образом, формирование ландшафтов бореального пояса свя­ зано с воздействием влажного умеренно холодного климата. Средне­ годовой коэффициент увлажнения 1,5—1,0. Летний максимум осадков

иневысокие температуры лета (среднеиюльские — от 10 до 17 °С) обусловливают достаточное увлажнение почв в течение всего тепло­ го сезона.

Почвообразующие породы. В европейской части, Западной Си­ бири и Лаврентийской области бореального пояса распространены преимущественно ледниковые и водно-ледниковые отложения. Это в основном моренные, бескарбонатные и карбонатные породы, разно­ го гранулометрического состава. Встречаются покровные суглинки и глины, водно-ледниковые пески и супеси. Ленточные голубые озер­ ные глины наблюдаются в Ленинградской, Новгородской и других областях. В горных районах коры выветривания представлены глав­ ным образом элювием и делювием коренных пород. В ЦентральноЯкутской низменности почвообразующими породами являются чет­ вертичные (озерно-аллювиальные) лессовидные суглинки и супеси. Равнинные пространства Дальнего Востока сложены четвертичными

итретичными песками, супесями и глинами.

Все почвообразующие породы бореального пояса по генетическо­ му результату почвообразовательных процессов можно разделить на четыре группы:

На бескарбонатных глинах и суглинках независимо от их генези­ са формируются типичные для тайги подзолистые и мерзлотно-таеж­ ные почвы.

254 П о ч в о в е д е н и е

На песках и супесях водно-ледникового происхождения почвоо­ бразование приводит к формированию оригинальных иллювиально- железисто-гумусовых подзолов, которые можно считать интразональными почвами.

На карбонатных породах, содержащих значительные количества СаС03, — интразональные дерново-карбонатные почвы.

На элювии основных пород, а также на слабокарбонатных гли­ нах суглинках образуются оригинальные почвы, которые получили название подбуры.

Растительность. На незаболоченных территориях бореального по­ яса распространены таежные леса с господством хвойных пород: ели, лиственницы, пихты и кедра. В них встречается также сосна, второ­ степенное значение имеют наиболее выносливые лиственные породы: береза, осина, ольха. В тайге обычно много сфагновых болот. В юж­ ной тайге в смешанных лесах к редеющим здесь хвойным примеши­ ваются, то в меньшем, то в большем количестве широколиственные породы (дуб, бук, граб, вяз, клены, ясень, липа и т. п.). Значитель­ но распространена и луговая травянистая растительность — на сухо­ дольных и пойменных лугах и под пологом леса. Большие площади заняты болотными ассоциациями. Особенно много болот в северной части зоны и в пределах Западно-Сибирской низменности.

Несмотря на различия в видовом составе хвойные леса обладают рядом общих свойств.

1. Основная масса растительных остатков поступает в биологиче­ ский круговорот и процессы почвообразования с наземным опадом, т. е. на поверхность почвы. В связи с коротким периодом биологи­ ческой активности во время относительно холодного лета ежегодный поступающий опад не успевает минерализоваться и гумифицировать­ ся. Он накапливается на поверхности почвы, образуя во всех почвах особый органогенный горизонт Aq — лесная подстилка. В северных частях тайги, где вегетационный период наиболее короткий, запас подстилки на поверхности почв по массе превышает годичный назем­ ный опад в 10 раз и более, в заболоченных лесах — в 20—30 раз, в южной наиболее теплой части — в 5—6 раз.

2. Среди всех хвойных лесов Земли, таежные отличаются некото­ рыми особенностями химического состава растительного опада. Он беден зональными элементами и азотом; по многочисленным дан­ ным средняя зольность опада 1—2%, отношение углерода органиче­