ПОЧВА лесники ответы / Voprosy_74-78

Вопросы 74-78

Лекция 23. Генезис, классификация и география почв.

География почв. Основные законы географии почв.

Горизонтальная и вертикальная зональность.

Почвенно-географическое районирование

почв России и мира.

Классификация почв и почвенного покрова.

Понятие о структуре почвенного покрова.

Закономерности географического распространения почв определяются закономерностью распределения факторов почвообразования. Концепция факторов почвообразования и их закономерной географии на поверхности Земли позволила В.В. Докучаеву впервые глубоко и всесторонне обосновать идею о зональности всей природы в целом, рассматривать каждую зону, как результат взаимодействия всех факторов живой и неживой природы и выдвинуть положение о природной зоне как исторически формирующемся явлении.

Учение о факторах почвообразования привело к формулированию понятия о почвенных зонах как основной форме организации почвенного покрова планеты.

В своей классической работе «Учение о зонах природы» (1899) В.В. Докучаев писал: «…раз все важнейшие почвообразователи располагаются на земной поверхности в виде поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам, то неизбежно, что и почвы наши – чернозёмы, подзолы и пр.- должны располагаться на земной поверхности зонально, в строжайшей зависимости от климата, растительности и т.д.», т.е. почвы распространены на земной поверхности не случайно, а подчиняются общему закону широтной зональности, а каждой природной зоне соответствует свой «зональный» тип почвы.

Закономерности физико-географической дифференциации и пространственного размещения растительного и почвенного покрова проявляются в обособлении почвенных и растительных зон и подзон, каждой из которой свойственны свои таксономические категории почв (типы, подтипы) и растительности.

В основе зональности лежит ряд планетарно-космических факторов, важнейшим из которых является шарообразность Земли, обуславливающая неравномерность распределения тепла по широтам. С широтным распределением тепла связано распределение влаги, так как с широтой изменяются зональные звенья циркуляции атмосферы, а соответственно, меняется возможность циркуляционного выпадения осадков. Это зависит от климатической секторности, т.е. от расположения частей материка по отношению к омывающим его океанам, определяющего количество и режим осадков. Секторные факторы влияют и на распределение тепла.

На основе планетарных гидротермических различий, обусловленных взаимодействием широтно-зональных и секторных факторов, выделяют систему зональных таксономических единиц: географический пояс, зона, подзона.

Различия в количестве тепла и влаги и в их соотношении внутри географического пояса, наличие на плакорах одного зонального типа растительности или закономерное сочетание растительности соседних зон, ведут к образованию преобладающего зонального типа почв и обособлению природных почвенных зон и подзон.

Горизонтальные почвенные зоны не представляют собой неразрывные сплошные ленты, опоясывающие земной шар, а могут иметь изолированное положение («островное») среди других почвенных зон или исчезать полностью. Закономерности в размещении почвенных зон обусловлены местными биоклиматическими условиями географического пояса, возрастом и орографией, геологическим строением, тектоникой, близостью или удалённостью от морских и океанических бассейнов.

Учение о широтной или горизонтальной зональности почв было создано на примере обширных пространств Русской равнины, где по мере продвижения от Северного Ледовитого океана на юг наблюдается отчётливая последовательная смена природных, а соответственно почвенных зон, адекватно смене географических поясов.

Закон горизонтальной зональности почв сформулирован В.В. Докучаевым.

Сущность его заключается в том, что поскольку важнейшие почвообразующие факторы (климат, растительность, животный мир) закономерно изменяются в широтном направлении с севера на юг, то и главные (зональные) типы почв должны последовательно сменять друг друга, располагаясь на земной поверхности широтными поясами (зонами).

Этот закон отражает главное положение докучаевского генетического почвоведения о том, что почва как особое природное образование есть следствие определённого сочетания факторов почвообразования.

Закон широтной зональности отражается в двух главных проявлениях:

I. В наличии на территории суши земного шара последовательно сменяющих друг друга почвенно-биоклиматических термических поясов, характеризующихся сходством природных условий и почвенного покрова, обусловленных общностью радиационных и термических показателей; при движении с севера на юг выделяют пять поясов и соответствующие им типы почв;

1. полярный (арктический) – соответствует зона арктических пустынных и типичных гумусовых почв; в субарктике в пределах тундровой зоны с её широтными подзонами (арктическая, типичная, южная тундра и лесотундра) выделяются различные сочетания тундровых глеевых почв и торфяников;

2. бореальный – зона тайги с подзолистыми, бодотно-подзолистыми и болотными почвами сменяется зоной смешанных лесов с преобладанием дерново-подзолистых почв;

3. суббореальный пояс , в котором последовательно с севера на юг сменяют друг друга зоны:

- зона широколиственных лесов с бурыми и серыми лесными почвами;

- зона лесостепи с сочетанием оподзоленных, выщелоченных чернозёмов и серых лесных почв;

- зона степей с типичными, обыкновенными и южными чернозёмами;

- зона сухих степей с каштановыми, засолёнными и щелочными почвами;

- зона полупустынь с бурыми и засолёнными почвами;

- зона пустынь с серо-бурыми, такыровидными почвами и такырами, чередующимися с массивами разбитых и полузакреплённых песков;

4. субтропический пояс – выделяются зоны почв, хотя они уже не носят широтный характер;

- зона краснозёмов и желтозёмов влажных лесов

- зона коричневых и серо-коричневых почв;

- зона серо-бурых почв тропической пустыни;

5. тропический пояс – в зависимости от условий увлажнения формируются бурые тропические почвы, гумускарбонатные почвы и тропические рендзины (влажные и переменно влажные тропики), слитые темноцветные почвы (ветрисоли, тирсы, чёрные хлопковые почвы, реггуры, маргалитные – зона полувлажного и полусухого климата);

II. В разделении почвенно-биоклиматических поясов по совокупности условий почвообразования и общим чертам почвенного покрова на почвенные зоны – широтные полосы в связи с закономерной сменой не только термических условий, но и увлажнения и растительности.

Наиболее отчётливо почвенные зоны обособляются на обширных равнинных пространствах внутри континентов (Русская равнина, западная Сибирь). На территории материков, прилегающих к океаническим и морским побережьям последовательность смены зон нарушается из-за влияния влажных воздушных масс, притекающих с водных пространств, на условия почвообразования.

Природная зональность проявляется не только на равнинах, но и в горах. В.В. Докучаев описал явление вертикальной зональности, или вертикальной поясности, почвенного покрова при посещении Кавказских гор. Он отметил известную аналогию между сменой вертикальных и горизонтальных почвенных зон, если двигаться от подошвы гор к их вершинам.

Закон вертикальной зональности гласит, что в условиях горного рельефа происходят закономерные последовательные изменения климата, растительности и почв в связи с изменением абсолютной высоты местности. По мере поднятия от подножия гор к их вершинам температура воздуха понижается на 0,5^оС на каждые 100 м абсолютных высот, что влечёт изменение количества выпадающих осадков, и как следствие, смену растительности и почв. Эти изменения проявляются в образовании вертикальных растительно-климатических и почвенных поясов (зон).

Смена последовательности зон аналогична их смене на равнине при движении с юга на север. Но такая схема последовательной смены зон может нарушаться из-за особенностей горного рельефа.

Структура вертикальной зональности почв горной страны определяется следующими факторами: положением горной страны в системе горизонтальных почвенных зон; высотой горной страны; положением горной страны по отношению к преобладающему движению воздушных масс; наличием температурных инверсий, т.е. стеканием масс холодного воздуха по склонам и застаиванием его в депрессиях.

Первые два фактора определяют порядок смены и число вертикальных почвенных зон в горных системах данной почвенно-биоклиматической области. Этот порядок аналогичен смене горизонтальных зон на равнинах при движении к северу и одновременно в сторону мягких климатических условий, т.е. в горах выше зоны широколиственных лесов идут не суровые таёжные леса, а леса широколиственно-хвойные, вместо тундр – горные луга. Отдельные почвенные зоны могут выпадать (интерференция) или располагаться в обратном направлении, т.е. нижние зоны располагаются выше, чем это положено по аналогии с горизонтальными зонами (инверсия).

Третий и четвёртый факторы обуславливают существенные отклонения от изложенной общей схемы для отдельных горных систем или их склонов.

Наветренные склоны, стоящие на пути влажных воздушных масс, получают очень много осадков, и здесь преобладают горные влажно-лесные и горно-луговые почвы с постепенными переходами между зонами и подзонами. Подветренные склоны гор очень сухие, здесь преобладают горные пустынные, горные степные и горно-лугово-степные почвы с более резкими переходами между зонами и подзонами.

Температурные инверсии определяют во многих горных системах континентальных областей обратное расположение вертикальных почвенных зон. Так в Восточной Сибири у подножия и в нижней частях склонов некоторых гор располагаются инверсионные тундры (инверсионные тундры охлаждаются только в определённые сезоны, а в остальное время они теплее «верхних» тундр), далее идут горные таёжные леса и выше снова горные тундры.

Экспозиция склонов оказывает большое влияние на распределение почв, а именно, на высоту границ между почвенными зонами и подзонами на южных и северных склонах.

Горные барьеры влияют на расположение горизонтальных почвенных зон, что связано с неравномерным распределением осадков по склонам и в полосе равнин у подножий. В полосе предгорных равнин создаётся местная предгорно-гумидная система зональности. В межгорных котловинах формируются сухие и пустынные почвы, здесь с подветренной стороны котловин создаётся местная аридно-теневая система зональности.

Закон фациальности почв заключается в том, что почвенный покров в отдельных меридиальных частях термических поясов и зон может заметно изменяться в связи с изменением климата под влиянием термодинамических атмосферных процессов. Эти изменения обусловлены близостью или удалённостью от морских и океанических бассейнов, горных систем данной зоны, Они проявляются в виде ослабления или повышения атмосферного увлажнения (неодинаковое распределение осадков по сезонам года) и континентальности климата (резкие различия в суровости зимы). Такие изменения сказываются на растительности и проявлении почвообразовательных процессов.

Фациальные особенности почвенного покрова проявляются в дифференциации почв по температурному режиму (тёплые, умеренные, холодные, непромерзающие, промерзающие, длительно промерзающие почвы), т.е. почвы промерзают на неодинаковую глубину, оттаивают и прогреваются с неодинаковой скоростью, имеют неодинаковый запас влаги в поверхностном слое к началу вегетационного периода и температуру, что проявляется в различиях строения почвенного профиля (мощность гумусовых горизонтов) и свойствах зонального типа или подтипа почв, а иногда и в появлении новых типов в данной фации.

Проявление закона фациальности можно наблюдать в бореальном поясе Евроазиатского континента при движении с запада на восток. Влажные и тёплые условия климата постепенно сменяются нарастанием континентальности и холодности в Восточной Европе и на территории Западной и Восточной Сибири. В Дальневосточном Приморье вновь господствуют условия влажного океанического климата.

В связи с таким изменением гидротермических условий наблюдается последовательная смена дерново-подзолистых умеренно тёплых кратковременно промерзающих почв умеренно промерзающими и далее умеренно холодными длительно промерзающими, и, наконец., мерзлотно-таёжными (Восточная Сибирь) и буро-таёжными (Приморье) почвами.

Законы широтной и вертикальной зональности, фациальности почв являются следствием закономерности изменения биоклиматических условий на обширных территориях в связи с широтным и меридиональным положением на материках.

Наиболее общее значение имеет закономерность распределения почв по элементам мезо- и микрорельефа во всех зонах – закон аналогичных топографических рядов.

Сущность закона заключается в том, распределение почв по элементам рельефа во всех зонах имеет аналогичный характер: на возвышенных элементах рельефа залегают почвы генетически самостоятельные (автоморфные), которым свойственны вынос подвижных продуктов почвообразования и аккумуляция малоподвижных; в пониженных элементах рельефа (шлейфы склонов, днища западин и низин, приозёрные понижения, пойменные террасы) расположены генетически подчинённые почвы (полугидроморфные и гидроморфные) с аккумуляцией подвижных продуктов почвообразования в своём профиле, приносимых с поверхностным и внутрипочвенным стоком с водоразделов и склонов.

На склоновых элементах рельефа залегают переходные почвы, в которых по мере приближения к отрицательным формам рельефа возрастает аккумуляция подвижных веществ. Распределение почв в соответствии с законом аналогичных топографических рядов на конкретной территории часто осложняется сменой пород и других местных условий.

Почвенно-географическое районирование - это метод анализа и выявления главных особенностей почвенного покрова, путём выделения территорий, однородных по его зонально-провинциальным особенностям и структурам, и возможностям сельскохозяйственного использования.

Цель – разделение территории страны на регионы, сходные по составу и структуре почвенного покрова, природному потенциалу и возможностям использования в сельхозпроизводстве.

Для всей территории выделяют:

1. Почвенно-биоклиматический пояс;

2. Почвенно-биоклиматические области;

Для равнинных территорий; Для горных территорий;

3. Почвенная зона или подзона; 3. Горная почвенная провинция (вертикальная)

4. Почвенная провинция 4. Горная почвенная зона

(вертикальная)

5. Почвенный округ 5. Горный почвенный округ

6. Почвенный район 6. Горный почвенный район

В основу выделения первых четырёх ступеней районирования положены почвенно-биоклиматические особенности почвенного покрова. Пятую и шестую ступени выделяют по почвенно-геоморфологическим особенностям и структурам почвенного покрова.

Характеристика таксономических единиц почвенного покрова:

- широтные почвенно-климатические пояса (почвенно-биоклиматический пояс – совокупность почвенных зон и вертикальных почвенных структур, объединённых сходством радиационных и термических условий), обусловленные термическими особенностями климата; они совпадают с географическими поясами: для каждого пояса характерен свой большой ряд типов почв, которые не встречаются в других поясах; эти типы почв имеют сходные термоэнергетические режимы почвообразования.

- почвенно-биоклиматические области (совокупность почвенных зон и горных провинций, имеющих сходные не только радиационные и термические условия, но и увлажнение и континентальность климата), почвы которых характеризуются определённым режимом атмосферного увлажнения и типами растительного покрова;

Различают следующие области: влажные (экстрагумидные и гумидные) с лесным, таёжным или тундровым растительным покровом; переходные (субгумидные и субаридные) со степным, ксерофитно- лесным и саванным растительным покровом; сухие (аридные и экстрааридные) с полупустынным и пустынным растительным покровом;

Почвенный покров почвенно-биоклиматических областей состоит из нескольких зональных и интразональных типов почв (2 или 3 почвенные зоны);

- почвенная зона – ареал определённого типа почвенных сочетаний, в состав которых, наряду с одним или несколькими типами плакорных почв, входят сопряжённые с ними типы почв, развивающиеся в интразональных (геохимически подчинённых) условиях; несколько почвенных зон соседних областей образуют, в совокупности, зональные системы или «зональные спектры» (в центрах континентов Евразии, Африки наблюдаются «широтные зональные спектры», связанные с широтным распределением температуры и осадков); на менее крупных континентальных массивах зоны увлажнения распределяются параллельно очертаниям берегов, и почвенные зоны отклоняются от широтной вытянутости и приближаются к меридиональному простиранию – «меридиональные спектры»;

- почвенная подзона (выделяют на переходах к соседним зонам) – часть почвенной зоны, вытянутая в том же направлении, на территории которой распространены определённые зональные подтипы почв;

- почвенная фация – часть почвенной зоны, существенно отличающаяся от других её частей по температурному режиму почв м сезенному ходу увлажнения;

- почвенная провинция – часть почвенной зоны, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанными с различиями либо в увлажнении и континентальности (в широтных отрезках почвенных зон), либо в температурах (в меридиональных отрезках почвенных зон); почвенная провинция по оролитологическим признакам и структурам почвенного покрова разделяют на почвенные округа и районы.

Горная почвенная провинция – ареал определённого рода взаимосвязанных вертикальных почвенных зон, обусловленных положением горной страны в системе почвенно-биоклиматических поясов и областей и главными особенностями её орографии.

Почвенный округ – часть почвенной провинции и вертикальной почвенной зоны, характеризующаяся определённым типом почвенных комбинаций, обусловленных особенностями рельефа и почвообразующих пород. Для почвенного округа характерно наличие особых родов и разновидностей зональных почв в комбинациях с интразональными почвами, развитие которых связано со спецификой пород или грунтовых вод. Почвенные округа качественно различаются по составу и строению почвенного покрова.

Почвенный район – часть почвенного округа, характеризующаяся одним типом мезоструктуры почвенного покрова. Почвенные районы различаются по количественному соотношению родов, видов и разновидностей почв, свойственных округу.

На основе выделённых таксономических единиц Г.В. Добровольский, Н.Н. Розов, И.С. Урусевская (1980) составили карту почвенно-географического районирования СССР (бывшего).

Почвенный покров России.

Полярный пояс занимает территорию Крайнего Севера и представлен одной евроазиатской полярной областью арктических и тундровых почв. Он подразделяется на две зоны: арктических почв Арктики и тундровых глеевых и иллювиально-гумусовых почв Субарктики.

Бореальный пояс – наиболее крупный пояс нашей страны, занимающий около половины всей её территории. Он разделяется на три почвенно-биоклиматические области:

- Европейско-Западно-Сибирскую таёжно-лесную континентальную область подзолистых почв;

- Восточно-Сибирскую мерзлотно-таёжную экстраконтинентальную область мерзлотно-таёжных и палевых мерзлотно-таёжных почв;

- Дальневосточная таёжно-лесная континентально-океаническая область лесных пеплово-вулканических, подзолистых и буро-таёжных почв.

Благодаря широтному простиранию и сходной господствующей таёжной растительности указанные области образуют единую природную таёжно-лесную зону.

Наиболее значительна по площади Европейско-Западно-Сибирская таёжно-лесная область с темя подзонами подзолистых почв:

- северотаёжной с глееподзолистыми и подзолистыми иллювиально-гумусовыми почвами;

- среднетаёжной с типичными подзолистыми почвами;

- южнотаёжной с дерново-подзолистыми почвами.

К востоку от р. Енисей в пределах Восточно-Сибирской таёжно-мерзлотной области господствуют светлохвойные лиственные леса. Равнинная часть этой территории разделяется на две подзоны: подзону глеемерзлотных таёжных почв северной тайги и подзону мерзлотно-таёжных кислых и палевых почв средней тайги.

На территории Дальневосточной таёжно-лесной области встречаются тёмно- и светлохвойные, хвойно-широколиственные и широколиственные леса. В её пределах выделяют зону пеплово-вулканических почв и зону подзолистых и буро-таёжных почв.

Суббореальный пояс – главные почвенно-биоклиматические области – Центральная лесостепная и степная, и пустынно-степная и пустынная области, образующие единый зональный спектр широтных почвенных зон. Рельеф их преимущественно равнинный, горные провинции (Южно-Уральская, Алтайско-Саянская и др.) занимают небольшие площади.

Почвенные зоны и подзоны вытянуты по широте и только в предгорьях занимают меридиональное направление.

В Центральной лесостепной и степной области выделяются три зоны: лесостепная зона серых лесных почв, оподзоленных, выщелоченных и типичных чернозёмов; степная зона обыкновенных и южных чернозёмов; сухостепная зона тёмно-каштановых и каштановых почв. Эти зоны широко используются в земледелии (зерно).

Полупустынная и пустынная область расчленяется на три зоны: зона светло-каштановых и бурых полупустынных почв; зона серо-бурых почв суббореальной пустыни; зона малокарбонатных серозёмов предгорной полупустыни (предгорья Тянь-Шаня – переходная зона к субтропическому поясу).

На западной и восточной окраинах суббореального пояса в сферах океанических влияний в условиях влажного климата выделяют Западную и Восточную бурозёмно-лесные области.

Западная бурозёмно-лесная область с преобладанием бурых лесных почв охватывает большую часть Западной и Средней Европы, а также Закарпатье Карпатскую, Крымскую, Северо-Кавказскую и Восточно-Кавказские провинции (СНГ).

Восточная бурозёмно-лесная область включает Зейско-Буреинскую и Уссурийско-Ханкайскую низменности, и Южно-Сихотэ-Алинскую горную провинцию. На равнинах развиты бурые лесные почвы и своеобразные лугово-чернозёмовидные почвы «амурских прерий».

Субтропический пояс включает три субтропических биоклиматических области: полупустынная и пустынная, ксерофитно-лесная и влажно-лесная.

Наибольшую площадь занимает субтропическая полупустынная и пустынная область, включающая зону серо-бурых почв субтропической пустыни и зону предгорной полупустыни с господством серозёмов (юг Туранской низменности, восточные районы Кура-Араксинской низменно-сти, Западно-Тянь-Шанская, Бадагшано-Гисарская и Копетдагская провинции).

К западу от этой области располагается субтропическая ксерофитно-лесная и кустарниково-степная область, где преобладают коричневые и серо-коричневые почвы. Она включает центральную и западную части Кура-Араксинской низменности, южные склоны большого Кавказа и Малый Кавказ с их сложной структурой вертикальных почвенных зон.

Субтропическая влажная зона с желтозёмами и краснозёмами включает два небольших района: Западно-Грузинский (Колхидская низменность и окружающие её предгорья) и Южно-Азербайджанский (Ленкоранская низменность и прилежащие к ней предгорья). Выращивают чай, цитрусовые.

Почвенно-географическое районирование служит основой для разделения территории при проведении специального районирования: природно-сельскохозяйственного, почвенно-агрохимического, почвенно-мелиоративного, почвенно-эрозионного и др.

Почвенный покров Земного шара.

Полярный пояс. Выделяют три почвенных зоны: зона арктических пустынных почв; зона арктотундровых почв; зона тундровых глеевых почв.

Первая зона располагается севернее 75-80^ос.ш. Арктические пустынные почвы встречаются в северной части Гренландии, островов Канадского архипелага, на Шпицбергене, Земле Франца Иосифа, островах Северная Земля. На материке Северной Америке и Евразии граница этих почв продвинулась в восточную часть континентов.

Зона тундровых почв в виде широтной вытянутой полосы простирается через весь материк. Южная граница полосы имеет дугообразную форму: наиболее северное её положение в центральном континентальном секторе, у восточных и западных побережий южная граница тундровых почв проходит по 62-63^ос.ш. Смещение границ тундровых почв к югу в приокеанических, более влажных секторах континентов связано с увеличением здесь абсолютной и относительной влажности воздуха. Чем континентальнее климат и суше воздух, тем далее на север продвигается лесная растительность.

Бореальный пояс. В наиболее влажных приокеанических секторах континентов на широте около 60^ос.ш. на смену почвам южной тундры приходят области субарктических лугов и редколесий с дерновыми субарктическими грубогумусными и дерново-торфянистыми почвами.

Основная часть бореального пояса занята лесной зоной, имеющей форму дуги, вытянутой к северу. Прослеживается три сектора: западный и восточный подзолистых почв и центральный, наиболее холодный и континентальный сектор, подзолистых и мерзлотно-таёжных почв. Ширина последнего по мере приближения к западному и восточному секторам уменьшается.

Суббореальный пояс характеризуется разнообразием почвенных зон и сложной структурой горизонтальной зональности. Выделяются внутриконтинентальный сектор с широким набором быстро сменяющихся с севера на юг почвенных зон. Здесь находятся серые лесные почвы, чернозёмы, каштановые, бурые пустынно-степные и серо-бурые почвы пустынь. Самое северное положение границы зон приурочено ко внутренней наиболее сухой части континентов. Северная граница степей и сопутствующих им чернозёмов находится на 55-57^ос.ш., каштановых почв – около 52^ос.ш., бурых пустынных степных почв до 48-50^ос.ш.