Вальков - Почвоведение
.pdfЧ асть III. Кл а с с и ф и к а ц и я , ГЕОгрлфия, с в о й с т в а и и с п о л ь з о в а н и е п о ч в
красноцветные; — образованы на древних ферраллитных корах выветривания. Обычно малокарбонатны или бескарбонатны; Использование земельного фонда. Коричневые почвы обладают
высоким уровнем агрономического плодородия, которое успешно мо жет реализовываться при богарном (неполивном) земледелии. Глав ные сельскохозяйственные культуры Средиземноморья — виноград, лимон, апельсин, инжир, персик, маслина. Широко распространены другие плодовые культуры, свойственные умеренным широтам. При необходимости успешно культивируются зерновые (пшеница, куку руза, ячмень и др.). Однако славу полусухим субтропикам создают виноград и цитрусовые. Для человека — Средиземноморье благодат ный биоклиматический «рай». Известнейшие курорты и здравницы мира сосредоточены именно здесь.
3.6 .3 . К р асн о вато - черны е п о ч в ы
Луговые субтропические степи (пампы) встречаются только в Южной Америке. Они приурочены к восточной приатлантической части континента (аргентинская и уругвайская пампы). Субтропиче ские прерии описаны на юге США, и также на юге Африки и юговостоке Австралии.
Климатические среднегодовые показатели близки к средиземноморскому типу. Однако очень важно подчеркнуть, что совершенно по-другому представлены сезоны года. При среднегодовом количе стве осадков (800—1600 мм) значительная часть приходится на жар кий летний период (декабрь — февраль), когда выпадает почти 80% дождей. Постоянная высокая, но не избыточная, влажность воздуха, почвы и коры выветривания интенсифицирует все биологические, физико-химические и химические процессы в биогеоценозах пампы, приближая их по напряженности к уровню влажных субтропиков с соответствующим биогеохимическим результатом, который выража ется в развитии аллитных (ферраллитных) процессов.
Зима (июнь — август) представляется как сухая умеренно холод ная (5—12 °С) и относительно сухая, когда биологические явления значительно замедляются. Загадка аргентинской пампы —отсутствие лесов. По климатическим условиям, казалось бы, ничто не может пре пятствовать росту лесов, однако их нет. Растительность пампы —зла ковые высокотравные луговые степи. По некоторым данным, здесь
546 П о ч в о в е д е н и е
насчитывается до тысячи видов растений. Естественный травяной по кров достигает 0,8—1,2 м высоты и сохраняет зеленый цвет в течение круглого года. Типичные злаки пампы ковыль, мятлик, аристида, перловник, костер, трясунка, просо, овсяница, келерия. Из других растений: песчанка, синеголовник, люпин, горошек, красная вербена, крестовник, касатиковые, миртовые, пасленовые.
Густой травяной покров сплошь покрывает поверхность пампы и мощная ежегодно отмирающая корневая система растений ежегодно обеспечивает биологический круговорот значительным объемом орга нических веществ, обладающих высокой зольностью, богатством бел ковых веществ. Минерализация обеспечивает постоянное поступление в почвенные растворы элементов — биофилов.
Биоклиматические условия и богатая травянистая растительность на равнинах, сложенных лессоподобными глинами и суглинками спо собствуют формированию весьма оригинальных почв. Это красно- вато-черные почвы субтропических прерий (руброземы, гумусовые акрисоли).
Почвообразование определяют следующие процессы:
1.Гумусонакопление фульватно-гуматного типа со значительным участием черных гуминовых кислот. Обилие органических остатков и сухой прохладный зимний период способствуют консервации органических веществ. Образуется хорошо про крашенные гумусом почвенные горизонты. Гумус большей час тью кислый, ненасыщенный, подвижный. Характерна затечность гумусовых горизонтов. Содержание гумуса около 10%.
2.Интенсивное выщелачивание подвижных солей и карбонатов из верхних горизонтов. Реакция среды слабо кислая, pH около 6,0. Ниже гумусового профиля образуется иллювиально-десук тивный горизонт Сса с твердыми конкрециями, типичными для влажных травянистых почв.
3.Ферраллитизация с термической деградацией окислов железа. Типичны красные и бурые тона, особенно в нижней части про филя.
4.Оглинивание всего профиля по каолинитовому типу. Своеобразие руброземов заключается в сочетании в них свойств
черноземообразования и аллитизации. Черноземные свойства этих почв: богатство гуминовым гумусом (мощный гумусовый горизонт, до 100 см, при высоком количестве гумуса), нейтральная реакция среды,
Ч асть III. Кл а с с и ф и к а ц и я , геогрАфия, с в о й с т в а и и с п о л ь з о в а н и е п о ч в |
5 4 7 |
оптимальные для растений физические свойства (хорошая комкова то-зернистая оструктуренность, рыхлое сложение и т. д.) богатство зольными элементамиАллитные процессы приводят к накоплению в профиле почвы свободных окислов алюминия и железа, что морфоло гически проявляется в появлении красных (рубиновых) тонов в окра ске. Сочетание черных и красных тонов выглядит весьма эффектно и неповторимо больше нигде на планете. Конечно, красновато-черные почвы субтропических прерий отличаются высоким плодородием.
Сейчас в Южной Америке пампа — самый крупный массив наи более плодородных земель. Значительные площади распаханы. Здесь возделываются пшеница, кукуруза, подсолнечник, овес, ячмень, кар тофель. Нераспахиваемые территории используются как высокопро дуктивные пастбища для крупного рогатого скота.
3.6.4. С еро - ко ри чн евы е п о ч в ы
>
Серо-коричневые почвы рассматриваются как зональный тип по чвообразования сухих субтропиков кустарниковых степей, которые имеют на земном шаре широкое распространение: Испания, южная часть Северной Америки, юго-восток Австралии и юг Африки, Восточ ное Закавказь^. Серо-коричневые почвы образуются в условиях не достаточного увлажнения, с короткой зимой и длинным сухим летом. Температуры января —1 — + 5 °С, количество выпадающих осадков 250—500 мм. Практически все осадки приходятся на зимнее время.
Засушливость климата определяет невысокую биологическую ак тивность и изреженность растительного покрова.
Серо-коричневые почвы малогумусные: 1,5—3,0%. Мощность го ризонтов гумусового прокрашивания 40—60 см. преобладают корич нево-серые тона в окраске, часто с буроватым оттенком. Гумус фуль- ватно-гуматной природы.
Характерно оглинивание почвенного профиля, приближающееся к типу коричневых почв. Четко выражены монтморилонитово-гидрос- людистая природа глинистых минералов. Однако в связи с низкой гумусностыо серо-коричневые почвы не отличаются высокой погло тительной способностью (табл. 55).
Серо-коричневые почвы содержат много зольных элементов, что связано с высокой зольностью растительных остатков и очень сухим летом. Реакция среды слабо щелочная, pH 7,5—8,5. Однако почвы не
|
|
|
|
|
|
|
|
П о ч в о в е д е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т аб л и ц а 55 |
|
|
Состав серо-коричневой почвы Сирии (по Онищенко) |
|
|||||||
|
|
|
С02 кар |
|
Емкость |
|
|
Валовое |
|
Горизонт, |
Гумус, |
|
поглощ. |
|
содержание, % |
||||
глубина |
% |
бонатов, |
pH |
мг.-экв/ |
Ил, % |
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
100г |
|
S102 |
AljOj |
|
А |
0-10 |
1/5 |
1гл |
7,9 |
18,8 |
29,8 |
50,8 |
17,5 |
4,1 |
ABt |
28-32 |
1/1 |
14,1 |
8,0 |
17,5 |
33,9 |
54,1 |
18,6 |
3,9 |
Ва |
50-60 |
0,5 |
16,5 |
8,4 |
16,7 |
35,3 |
51,4 |
18,4 |
з» |
Сс, |
120-130 |
— |
20,1 |
8,7 |
— |
30,9 |
45,1 |
17,2 |
3,3 |
засолены в верхних горизонтах. В зимний период происходит вынос солей и формирование карбонатного и гипсового горизонтов.
Солонцеватость, столь типичная для каштановых почв сухих сте пей суббореального пояса, встречаются в субтропиках очень редко. Большей частью признаки солонцеватости отсутствуют повсеместно. Серо-коричневые почвы, карбонатные с поверхности.
Генетический профиль серо-коричневых почв определяют следу
ющие горизонты: |
|
А — гумусово-аккумулятивный; |
|
ABt — гумусовый, текстурный грубо оструктуренный; |
|
ВСа — карбонатный иллювиальный; |
Г |
Си _ гипсовый иллювиальный. |
|
Тип серо-коричневых почв подразделяют на подтипы — темные серо-коричневые, обычные серо-коричневые и светлые серо-коричне вые. Генетическое родство темных серо-коричневых почв наблюда ется с коричневыми почвами, а светлых серо-коричневых почв — с сероземами субтропических пустынь.
Природные условия сухих субтропиков позволяют выращивать ценные сельскохозяйственные культуры: пшеница, ячмень, кукуруза, хлопчатник, инжир, гранат, грецкий орех, апельсины, мандарины. Особенно хороши условия для виноградников и маслины. Обязатель ным условием получения высоких урожаев является орошение. Ши роко используются сухие кустарниковые субтропические степи под пастбищное овцеводство, особенно в Австралии.
3.7. ПОЧВЫ ТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА
Тропический биоклиматический пояс —это территория Земли, где приток солнечной энергии определяется суммой положительных тем ператур свыше 10°С от 7000 до 14000°. Преобладающая часть равнин ной суши Земли находится в условиях тропического пояса (47,7%). Разнообразие природной географической среды определяет широкий спектр почвенного покрова, а сами почвы являются компонентами этого разнообразия.
1. Очень велико различие в условиях увлажнения зон и провин ций тропического пояса. При высоком притоке солнечной энер гии количество выпадающих осадков в различных природных зонах колеблется от 10 до 7000 мм, что влечет за собой громад ную неоднородность живой среды биосферы.
2.Неоднородность геоморфологических условий. В пределах тро пического пояса встречаются низменные равнины, рифтовые плоскогорья, высокогорные равнины. Значительно изменяются природные условия, связанные с вертикальной зональностью, которая имеет неодинаковое проявление в зависимости от рас положения горных систем (гумидная и аридная термические зональности и др.).
3.Широкая неоднородность горных пород, особенно в гумидноаридных и аридных условиях при малой распространенности четвертичных отложений.
4.Длительный период развития, который может насчитывать мно гие тысячи лет. Природные катаклизмы и экзогенные процес сы создавали возможность временной дискретности в развитии животного и растительного мира и биокосных объектов, а так же сохранение их реликтовых форм.
Тропический пояс разделяется на три крупные самостоятельные природно-географические системы: гилея, саванна, пустыня.
J50 |
П о ч в о в е д е н и е |
3.7.1.Почвы ТРОПИЧЕСКИХ ЛЕСОВ
Втропическом поясе гилей почвообразование определяется обили ем выпадающих осадков, круглогодичными температурами не ниже 25°С и господством лесных биоценозов.
Подзоны гилей и их области определяются континентальным раз нообразием и своеобразием растительного и животного мира. Для под зон тропических гилей Южного и Северного полушария характерно наличие кратковременного (2—3 месяца) сухого сезона, в период ко торого некоторые растения сбрасывают листву.
Экваториальная зона гилея, или постоянно влажные дождевые леса, характеризуется обилием выпадающих осадков. Типичны ве личины 2500—7000 мм в год. Дожди идут большую часть года почти ежедневно. Сформировавшиеся здесь многие тысячелетия назад лес ные формации имеют многоярусное строение, в котором участвуют несколько ярусов древесных пород, кустарники, низкие и высокие травы, эпифиты, мхи, водоросли, лишайники, грибы и т. д.
Например, леса Амазонской низменности (сельва) состоят из 10— 12 ярусов. В их состав входит огромное количество видов растений. Обилие видов растений крайне велико, но число особей, относящихся
кодному виду, обычно незначительно. Кроме высоких бертолетий, сейб и пальм, в экваториальных лесах растут лавровые, миртовые, мимозовые и бобовые, фикусы, гевеи, красные деревья. В наземном покрове присутствуют различные крупные травянистые растения с мощными стеблями и листьями: древовидные папоротники, дости гающие нескольких метров высоты, бромелиевые, какао, кофейные деревья, бананы, канновые, цветущие крупными яркими цветами. К ним прибавляются злаки, ситовники, марантусы. На деревьях и на земле — множество стелющихся, ползучих и вьющихся растений, стебли которых достигают толщины и крепости канатов. По биораз нообразию и структуре биомассы тропические леса не имеют себе равных в мире (табл. 56).
Вусловиях гилей происходит обильное накопление фитомассы, во много раз превышающее все известные на Земле биоценозы. Еже годный опад может достигать 1500 т/га, в то время как в наших суббориальных широколиственных лесах он не превышает 100 т/га. Примечательно, что при таких громадных величинах поступления в биологический круговорот растительного опада накопление постоян-
Часть III. Классиф икация, ГЕОгрдфия, свойства и использование почв |
551 |
|
|
Таблица 56 |
Структура биомассы тропического и суббориального лесов, т/га |
||
|
(по Родину и Базилевич) |
|
Компоненты биомассы |
Сельва на желтых и крас |
Широколиственный лес |
|
ных аллитных почвах |
на бурых лесных почвах |
Фитомасса |
500-1500 |
300-400 |
Ризомасса |
100 |
55 |
Зоомасса |
4,5 |
0,5 |
Опад ежегодный |
200-1500 |
40-100 |
Зольные элементы |
0,3-2,0 |
0,04-0,08 |
ной лесной подстилки не происходит. Все в кратчайший срок пере рабатывается биотой до простых химических соединений. Подсчеты показали, что фауна и микрофлора гилей могли бы преобразовать до 10 годовых опадов. Трудно переоценить значение в обеспечении пла неты Земля атмосферным кислородом.
Почвообразование и почвы. Комплекс почвообразовательных про цессов определяется следующими явлениями:
1. Вынос всех растворимых компонентов различного происхож дения за пределы почвы и коры выветривания. Это выщелачивание не только щелочных и щелочноземельных катионов, но и коллоидов, главным составляющим которых является кремнезем, растворов ор ганических веществ, включая гумусовые кислоты и т. д. Вымыва емые вещества становятся не доступными живым организмам. Это первопричина формирования в тропиках крайне бедных по плодо родию почв.
2. Полнейшее преобразование минеральной массы почвы и коры выветривания по ферраллитному (аллитному) типу. Происходит раз рушение всех алюмосиликатов и силикатов как первичных, так и вторичных минералов и накопление минеральной массы, состоящей только из различных окислов железа и алюминия и вторичного алюмосиликатного минерала —каолинита. Вторичный синтез и накопле ние минерального каолинита — главнейшая черта аллитизации. Этот минерал в гипергенных процессах земной коры остается абсолютно устойчивым. Остальные продукты разрушения выносятся за преде лы почвы и коры выветривания. В экваториальных дождевых лесах ферраллитизация придает почвам или красный цвет (обезвоженные окислы железа) или желтую окраску (гидратированные минералы
5 5 2 |
П о ч в о в е д е н и е |
окислов железа). В листопадных лесах тропиков Северного и Юж ного полушария преобладают красные почвы, так как именно в су хой период года происходит обезвоживание железистых минералов. Красный цвет почв господствует в ландшафтах влажных тропиков. Ферраллитный процесс дополняет продуктами разрушения явления выноса растворимых веществ. Геологическая природа исходных по род существенного значения не имеет. Конечный результат — ферраллитные коры выветривания, повсеместно близки по составу и свойствам и различаются только по количеству содержащихся в них Fe20 3, А120 3, кварца и каолина.
3.В высшей степени интенсивная минерализация биологических остатков различного происхождения. Биофильные элементы сразу же поглощаются организмами и включаются в биологический круго ворот. Выноса элементов-биофилов за пределы коры выветривания не происходит. Нисходящие фильтрующиеся почвенные воды всегда мягкие, безкальцивые. Маловероятно накопление полуразложившегося опада лесной подстилки или торфяной массы.
4.Типична гумификация с образованием только фульвокислот, ко торые быстро или минерализуются или попадают в грунтовые воды,
азатем в речные системы. Вода многих тропических рек часто имеет желтоватый цвет и даже коричневатый (Рио-Негру) цвет. Гумусовые темноокрашенные горизонты, как правило, не образуются. Исключе ние составляют почвы относительно прохладных горных систем, где возможно образование особых гумус-ферраллитных почв, входящих в систему горной зональности тропических стран.
5.Латеритный процесс как природное явление типичен для листо падных гилей с сухим сезоном в годовом цикле увлажнения. В почвах дождевых лесов возможно антропогенное латеритообразование после сведения леса и включение почв в сельскохозяйственный оборот. Об наженная, перегретая под лучами Солнца ферраллитная масса склон на к цементизации в бесплодной каменистый латерит.
6.Длительная эволюция почв может провоцировать процессы лессиважа, оглеения и псевдооглеения, оподзаливания, что способ ствует латеритообразованию, элювиально-иллювиальной ферраллитизации профиля и даже формированию особых тропических под золов.
Для гилей характерно формирование двух обобщающих типов почв: красные и желтые ферраллитные почвы постоянно влажных
Часть III. Классиф икация, ГЕОф лф ия, свойства и использование почв т
дождевых лесов, красные ферраллитно-латеритные почвы сезонно влажных листопадных лесов.
По мнению академика И.П. Герасимова, почва и кора выветрива ния в условиях гилей состоит из следующих частей:
Зона А — верхняя часть активного почвообразования мощностью :оло 0,7 м. Здесь господствуют биологические циклы гумификации минерализации органических веществ. Образующиеся фульвокислоты минерализуются или вымываются нисходящими токами влаги. На красном и желтом фоне просматриваются серые тона от слабого накопления гуминовых кислот. Характерна железистая зернисто-ком коватая структура. Процессы гумификации, оподзоливания и лессивирования формируют горизонты At, AJA2, А2. Горизонт Aj с большой условностью можно назвать гумусовым. Типичны здесь псевдогуму-
совые явления. Реакция среды слабокислая или кислая.
Зона В — нижняя часть активного почвообразования. Интенсив ная инфильтрация влаги, развитие процессов выщелачивания, оглинивания, иллювиирования. Господство красных тонов в окраске. Мощность горизонта Bj 0,7—2,0 м. Реакция среды слабокислая.
Зона С — собственно кора выветривания и почвообразующая по рода, зона литомаржа —«гнилого камня». Мощность этой части коры выветривания достигает огромных размеров и сможет простираться на глубину 100—200 м. Независимо от исходной горной породы ее состав везде практически однороден: окислы алюминия и железа и алюмосиликат каолин. Некоторое разнообразие может вносить инерт ный кварц (Si02), входящий в состав исходных горных пород. По этому коры выветривания различаются на аллитные и сиаллитные (фераллитные, сифераллитные). Красная и желтая окраска связана с процессами аллитизации, а выщелачивание практически освобож дает кору выветривания от простых солей и свободного кремнезема.
Зона D — слабо разрушенная горная порода. Характерны началь ные стадии выветривания, аллитизации, выщелачивания.
При обилии синтезируемой биологической массы может создаться превратное впечатление о высоком плодородии тропических почв гилеи. Увы, красные и желтые ферраллитные почвы постоянно влаж ных тропических лесов и красные латеритные почвы крайне бедны элементами питания. Они слабо гумусированы, промыты от всех ве ществ биофилов в результате процессов фераллитизации и выщела чивания, часто сопровождающихся оподзоливанием. В биогеоценозах
■2. Почвоведение
554 |
П о ч в о в е д е н и е |
тропического леса накопление элементов плодородия происходит в самой биомассе леса, а биологический круговорот, поддерживающий высокую продуктивность тропических лесов, складывается из следу ющих звеньев: биомасса — опад — минерализация и гумификация опада —перехват корневыми системами растений леса, необходимых для жизни химических элементов —вертикальная их транспортировка в биомассу растительности.
При сведении леса и вовлечении красных и желтых ферралитных почв в пашню земля может дать два-три удовлетворительных уро жая, и затем превратится в практически бесплодную массу. Без ин тенсивного окультуривания и поддержания плодородия земледелие обречено на неудачу.
Восстанавливаются лесные биоценозы медленно. Первоначальный зональный запас биоэлементов был создан в далеком прошлом и под держивался безотказно действующим замкнутым биологическим кру говоротом веществ в биогеоценозе.
3.7.2. Почвы САВАНН
Саванна —наиболее распространенный тип ландшафта тропиков. Ее очень условно можно назвать тропической лесостепью. Древесно травянистые сообщества представлены (от влажных к засушливым) высокотравными, низкотравными и опустыненными саваннами. Сре ди древесных фитоценозов соответственно встречаются светлые леса, сухие леса и заросли кустарников. Конечно, между чисто древесны ми и древесно-травянистыми сообществами масса переходов. Выде ляют саванно-лес, лесистую саванну, мозаику саванны и леса, пар ковую саванну и др.
Типичными древесными породами всех тропических саванн явля ются пальмы (определенные виды) и акации. Видовое разнообразие последних очень велико, особенно в Австралии. Но можно указать и специфические древесные и кустарниковые породы отдельных кон тинентов, например, баобаб для Африки и эвкалипты для Австралии, индийский баньян из рода фикусов. Среди растений саванн можно назвать бутылочные деревья, мимозы, казуарины, молочаи, какту сы, кебрачо и др.
Главная климатическая особенность саванны —чередование очень влажных и очень сухих сезонов в течение года, причем их продолжи