Почвенный покров евразиатского лесо-лугово-степного сектора элювиземно-кальции-гумусовых и дерновых кальций-гумусовых почв

Сектор не выходит к океаническим побережьям; он имеет формулу широкой, открытой к югу, дуги. Западная ветвь дуги включает

Карпаты и Северный Кавказ, с прилегающими к ним межгорными

и предгорными степными равнинами и котловинами. К востоку от Карпат сектор протягивается в виде узкой полосы через Восточно - Европейскую и Западно-Сибирскую равнины, сильно расширяется в горно-котловинной области Южной Сибири и замыкается на восдаке входящей в него областью лесо-луговых ландшафтов амуроцаньчжурских прерий. Наиболее южное положение рассматриваеный сектор занимает в западной и восточной умеренно континен;альных областях; наиболее северное положение на равнинах он анимает в более континентальных условиях Западной Сибири и Гомско-Красноярской лесостепи.

В более южных теплых и менее континентальных западной и восточной частях сектора распространены широколиственные леса, перемежающиеся с высокотравными луговыми степями; в наиболее северных холодных частях сектора Западной и Южной Симри широколиственные леса уступают место мелколиственным березовым; наряду с луговыми степями и высокотравными лугами в Южной Сибири появляются в сухих межгорных котловинах типичные, а местами и сухие степи.

Северная граница лесо-лугово-степного сектора в Западной и Южной Сибири практически смыкается с южной границей Бореального таежно-лесного сектора. В европейской части СССР, в странах Центральной Европы и в крайней восточной азиатской части сектора его отделяют от океанов и замыкают с севера лесные суббореальные области. К югу от лесо-лугово-степного сектора на всем его протяжении располагается внутриконтинентальный Евроазиатский степной сектор.

Факторы, определяющие характер почв и почвенного покрова

Положение лесо-лугово-степного сектора между лесными и степным секторами, неоднократные изменения в четвертичное время, в частности в голоцене, климатических условий и связанные с ними смещения границ лесов и степей обусловили сложный и полигенетический характер почв и почвенного покрова, особенно ярко проявляющийся на равнинах, где последующая эрозия не полностью уничтожила следы предшествующих фаз развития ландшафтов и почв.

На обширных пространствах низменных равнин Западной Сибири и бассейна рек Амура и Сунгари, имеющих озерно-аллювиальное происхождение, наряду с палеоклиматогенными явлениями сохранились реликтовые черты прежнего более широкого обводнения территории; здесь широко распространены палеогидроморфные (вторичные субаэральные) почвы, образующие генетически связанные ряды с современными гидроморфными почвами.

На равнинах лесо-лугово-степного сектора наиболее широко распространены почвы, принадлежащие двум семействам: элювиземно-кальций-гумусовому и дерново-кальций-гумусовому.

Генезису и географии почв лесостепи посвящены работы многих почвоведов. Первой была работа В. В. Докучаева, выделившего серые лесные почвы в особый, отличный от подзолистых и от черноземных тип, и поставившего вопрос о границах степной и лесной зон в историческом прошлом (Докучаев, 1886).

В ряду ранних работ, относящихся к почвам европейской лесостепи, нужно назвать исследования С. И. Коржинского, Г. Н. Высоцкого, С. Н. Тюремнова, И. В. Тюрина, Р. С. Ильина и ряда др. В работах этих ученых на основании данных изучения почвенных профилей и почвенного покрова в целом, а также связи определенных типов и подтипов почв с растительностью и формами рельефа рассматривались вопросы генезиса ландшафтов и почв этой территории. Выявились различные взгляды на происхождение почв лесостепи. Ряд ученых почвоведов и ботаников рассматривали почвы лесостепи как сформировавшиеся в прошлом в условиях степного режима, а затем вследствие похолодания и увлажнения климата и наступления леса на степь и претерпевшие процесс деградации и оподзоливания. Согласно этому взгляду выщелоченные черноземы — оподзоленные черноземы — темно-серые лесные почвы — серые лесные и светло-серые лесные оподзоленные почвы представляют собой единый генетический ряд деградации степных почв и превращения их в лесные.

Этому взгляду противопоставлялись иные мнения. Ряд ученых защищал самостоятельность и первичность серых лесных почв, приводя в доказательство факты формирования серых лесных почв на молодых элементах рельефа — крутых склонах, где древние почвы не могли сохраниться. В отношении выщелоченных и оподзоленных черноземов выдвигалась гипотеза о их предшествующей лесной стадии развития, сменившейся лугово-степной вследствие наступания степи на лес, обусловленного климатическими, а в историческое время и .антропогенными факторами: вырубкой лесов и введением почв в культуру.

Первая общая сводка о географии почв лесостепи европейской части СССР была дана Н. Н. Розовым (1939).

В более поздних работах, посвященных почвам лесостепной зоны европейской и азиатской части СССР (А. А. Завалишин, С. В. Зонц Е. В. Рубилин, А. И. Троицкий, Н. Б. Вернандер и др.), а также в работах, посвященных исследованию биологического кругооборота азота и зольных элементов в широколиственных лесах (Н. П. Ремезов, JI. Н. Быкова, К. М. Смирнова, В. Н. Мина), рассматриваются различные стороны воздействия растительности, климатических условий и почвообразующих пород на формирование лесостепных, в частности серых лесных, почв. Дается характеристика состава гумуса, глинных минералов, что наряду с микроморфологическими исследованиями (Е. И. Парфенова, Е. А. Ярилова) позволило показать самобытность и сложный характер их генетического профиля. Краткая, но весьма насыщенная фактическим материалом и выводами сводка о генетических свойствах серых лесных почв европейской части СССР дана Е. В. Рубилиным, Н. Б. Вернандер, Е. И. Парфеновой, Е. В. Сусловой и А. И. Троицким (1964).

Исследованию черноземов лесостепи и северной части степной зоны посвящена фундаментальная работа Е. А. Афанасьевой (1966).

Почвы и почвенный покров лесостепи Западной Сибири стали известны благодаря работам К. П. Горшенина, К. А. Кузнецова, Е. Н. Ивановой, Н. И. Базилевич. Почвы лесостепи Южной Сибири изучались JI. И. Прасоловым, Б. Ф. Петровым, С. А. Коляго, П. И. Шаврыгиным, А. Н. Розановым, Н. В. Орловским, И. И. Кармановым, Р. В. Ковалевым и др. Почвы амуро-маньчжурской лесостепи получили известность благодаря работам Ю. А. Ливеровского, В. А. Ковды, Б. А. Зимовца, Г. И. Иванова.

На равнинах лесо-лугово-степного сектора распространены почвы, принадлежащие двум семействам субаэральных почв: 1 — элювиземно-кальций-гумусовому, представленному светло-серыми, серыми и темно-серыми лесными почвами. В западной Сибири к ним прибавляются дерново-подзолистые почвы, с реликтовым вторым гумусовым горизонтом; 2 — дерново-кальций-гумусовому, представленному оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами и лугово-черноземными почвами.

На слабодренированных равнинах помимо названных почв распространены вторичные субаэральные и супераквальные (гидроморфные) почвы, принадлежащие семействам солодей и солонцов и дерновых кальций-гумусовых оглеенных.

При всем многообразии сочетаний серых лесных почв и северных черноземов на равнинах европейской части лесо-лугово-степного сектора, а также в ряду горных почвенных зон Карпат, Северного Кавказа, Кузнецкого Алатау, Салаира, Алтая и гор южного Забайкалья выявляется определенная закономерность: серые лесные почвы тяготеют к более влажным климатическим условиям, где коэффициент увлажнения в некоторые годы превышает 1,0. На равнинах они занимают более северное, а на возвышенностях и в горах более высокое положение, чем лесостепные черноземы. Это позволяет как на равнинах, так и в предгорных и низкогорных районах выделить в пределах лесо-лугово-степного сектора две почвенные зоны: более северную (в горах более высокую) зону преобладания серых лесных почв и более южную (в горных районах расположенную ниже) зону черноземов луговых степей. Границы между этими зонами очень изрезаны. В обеих зонах имеются «острова» почв, принадлежащих соседней зоне.

Серые лесные почвы формируются под лесной растительностью широколиственными, преимущественно дубовыми, лесами в западной и восточной частях сектора и мелколиственными березовыми — в Сибири. Широколиственные травяные леса дают 3—5 т на 1 га в год наземного опада, с которым поступает 300— 500 кг/га минеральных веществ. От 35 до 50% золы составляют основания: кальций, калий, магний. При разложении подстилки основания быстро переходят в раствор (о чем говорит состав лизиметрических вод) и частично усередняют образующиеся при разложении растительных остатков органические кислоты.

Фульвокислоты, связанные с железом, и часть, не полностью усредненных, гуминовых кислот, связанных с кальцием, сохраняют значительную подвижность и в условиях слабокислой среды вымываются в нижние горизонты почвенного профиля. Наряду с органоминеральными комплексами наблюдается вынос из верхних горизонтов илистой фракции. В верхнем горизонте остаются наименее подвижные ульматы железа, часть гуматов кальция, что приводит к формированию аккумулятивного гумусового горизонта мощностью 20—30 см, темно-серого или серого цвета (Afh). Ниже

Рис. 44. Гидротермические условия в районах распространения серых лесных почв. Усл. знаки см. рис. 36

его находится гумусовый, оподзоленный и обедненный илом (лёссированный) гор. AEI С ореховатой структурой, с белесой присыпкой по граням структурных отдельностей. На глубине 40—50 см он сменяется мощным темно-бурым иллювиальным гор. BtFe 0реховато-призматической структуры, с хорошо выраженными глянцевитыми темно-бурыми, а в верхней части горизонта черными пленками по трещинам и граням структурных отдельностей. Пленки состоят из тонкодисперсного коломорфного глинистого вещества, представленного смешанно-слойными глинными минералами бейделлит-нонтронитового и иллитового ряда, смешанного с тонкодисперсным органическим веществом, в составе которого преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием; отношение Сг/Сф — 2,5.

Иллювиальный горизонт достигает значительной мощности (100—120 см) и сильно обогащен по сравнению с элювиальным илистой фракцией. Накопление последней во всей толще иллювиального горизонта значительно превышает убыль ила в элювиальной части профиля, что заставляет предполагать наряду с процессами иллимеризации (или лёссиважа) наличие вторичного глинообразования на месте в самом иллювиальном горизонте.

Под иллювиальным оглиненным горизонтом во многих, но не во всех, серых лесных почвах имеется карбонатный иллювиальный гор. Всасоз. располагающийся на глубине 120—150 см и глубже.

В лесостепном секторе распространен ряд подтипов серых лесных почв, отличающихся степенью выщелоченности, оподзоленности и степенью выраженности гумусового горизонта. Это светлосерые, серые и темно-серые лесные почвы. Первые по своим свойствам ближе к дерново-подзолистым почвам и чаще встречаются в северной части сектора, а последние — к выщелоченным и оподзоленным черноземам, широко распространены в его южной части.

На низменных равнинах, с палеогидрогенными макроструктурами почвенного покрова, широко распространены осолоделые серые лесные почвы и настоящие солоди.

Наблюдаются некоторые провинциальные особенности серых лесных почв в различных частях сектора: в западной его части (УССР), где климат более теплый и влажный, чем в остальных частях сектора, почвы сильно выщелочены, мощность гумусово- элювиальной части профиля составляет: у темно-серых до 55 см, серых — до 40 см, светло-серых — до 25 см при невысоком содержании гумуса. В центральной и восточной частях сектора мощность гумусово-элювиальных горизонтов уменьшается: у темно-серых до 45 см, у светло-серых до 18—20 см, при возрастании содержания гумуса. Большую мощность имеют серые лесные почвы в хорошо увлажняемых горных областях Алтая, Салаира, Кузнецкого Алатау.

В горных районах Карпат, Кавказа, Алтая серые лесные почвы образуют переходы к бурым лесным и выделяются как буро- серые или серо-бурые оподзоленные почвы.

Вторым центральным почвенным типом лесо-лугово-степного сектора являются черноземы луговых степей, представленные тремя подтипами: типичных, выщелоченных и оподзоленных черноземов.

Разнотравно-злаковые луговые степи характеризуются большой плотностью растительного покрова и разнообразием слагающих его видов. Здесь много широколиственных высокостебельных злаков, например Bromus inermis, В. riparius, Calamagrostis epigeios, Agropyrum intermedium. Из плотнокустовых злаков обычно присутствуют: Stipa pennata, S. dasyphylla. Разнообразны представители разнотравья. Из них наиболее обильны: Adonis vernalis, Fi- lipendula hexapetala, Pulsatilla patens, Salvia pratensis.

Надземный опад в луговых степях примерно такой же, как и в широколиственных лесах, и составляет 3—5 т/га в год. Основная масса органических остатков — 5—7 т/га в год — поступает при отмирании корней. Основная масса корней сосредоточена в верхнем 50-сантиметровом слое; несколько меньшее, но все же заметное количество обнаруживается на глубине 50—150 см глубже идут лишь единичные корни. Распределение по профилю почв гумуса совпадает с кривой распределения корней: мощность интенсивно окрашенного в темно-серый цвет гумусово-аккумулятивного гор. А достигает 60—80 см. Он имеет мелкокомковато-зернистую структуру, рыхлое сложение, обильно пронизан тонкими корнями, имеет суглинистый или тяжелосуглинистый механический состав. Ниже гор. А в типичных черноземах располагается переходный по цвету неоднородно окрашенный гор. АВ, в котором по палево-коричневому фону разбросаны темные пятна кротовин, заполненных прокрашенной гумусом более темной массой. Гор. АВ содержит карбонаты кальция, он вскипает при действии соляной кислоты, в нем имеются новообразования углекислого кальция в форме псевдомицелия; гор. АВ имеет такой же механический состав, как и гор. А, но структурные отдельности здесь более крупные, комковато-ореховатые. Мощность гор. АВ варьирует. В типичных мощных черноземах он доходит до 120—130 см. На глубине 130— 250 см лежит иллювиальный карбонатный гор. Всасоз. светло-палевый, суглинистый, с непрочной призматической структурой; карбонаты кальция находятся в рассеянном состоянии, в форме псевдомицелия. Этот горизонт постепенно переходит в менее оструктуренную и содержащую меньшее количество карбонатов, а часто и бескарбонатную, почвообразующую породу.

Содержание гумуса и мощность гумусового горизонта в типичных черноземах варьирует: в западной части сектора чаще встречаются мощные малогумусные черноземы; в центральной части Русской равнины распространены мощные многогумусные черноземы, в которых содержание гумуса в пахотном слое составляет 8—10%. В Западной Сибири мощность черноземов уменьшается при среднем и высоком содержании гумуса.

Наряду с типичными черноземами в лесо-лугово-степном секторе широко распространены выщелоченные и оподзоленные черноземы. В выщелоченных черноземах, часто приуроченных к депрессиям рельефа, получающим избыток поверхностной влаги за счет бокового стока, линия вскипания и начало появления новообразований карбонатов кальция находятся не у нижней границы гор. А (как это наблюдается в типичных черноземах), а опущены глубже, вскипание в них начинается со 140—150 см. Лишенная карбонатов часть гор. АВ обычно заметно уплотнена, имеет ореховато-призматическую структуру.

В оподзоленных черноземах, занимающих так же, как и выщелоченные черноземы, относительно пониженные и лучше увлажняемые элементы рельефа, наряду с понижением границы карбонатного горизонта наблюдается некоторое увеличение содержания ила в гор. АВ и появление белесой присыпки на гранях структурных отдельностей в нижней части гор. А. Таким образом, профиль оподзоленного чернозема наиболее близок к профилю темно-серой лесной почвы и включает горизонты Ah, AhfE, Всасо3, С.

Детальные исследования лесостепных черноземов, проведенные Е. А. Афанасьевой в Стрелецкой степи (Средне-Русская возвышенность), показали, что граница горизонта вскипания в типичных и выщелоченных черноземах не остается постоянной: во влажные осенний и ранневесенний периоды, при господствующем нисходящем движении растворов, карбонаты выщелачиваются и граница вскипания смещается вниз; в летний сухой период при высоких концентрациях углекислоты в почвенном воздухе, связанной с активизацией биологических процессов в почве, растворы перемещаются вверх, а растворенный в них двууглекислый кальций при испарении влаги выпадает в виде карбоната кальция, давая столь типичные для лесостепных черноземов мицеллярные формы новообразований.

Черноземы лесостепного сектора имеют нейтральную в верхней части профиля и слабощелочную в нижней его части реакцию. Они полностью насыщены основаниями: кальцием и магнием, обладают высокой емкостью поглощения (30—45 мг ∙ экв на 100 г), особенно в верхнем, богатом гумусом горизонте. В составе гумуса в верхнем горизонте преобладают гуминовые кислоты, в более глубоких — фульвокислоты.

Черноземы лесо-лугово-степного сектора обладают высоким плодородием; оно обусловлено значительными запасами органических веществ, высокой биологической активностью почв, значительным накоплением в верхних горизонтах биогенных элементов, хорошими физическими свойствами и благоприятным для роста культурных растений водно-тепловым режимом в вегетационный период. Однако при длительном использовании этих почв наблюдается уменьшение в них запасов гумуса и азота и некоторое ухудшение структуры. Е. А. Афанасьева связывает эти изменения с исчезновением почвенной и напочвенной мезофауны, участвующей в разложении растительных остатков на целинных участках и способствующей созданию микроструктуры. При распашке изменяется водно-тепловой и газовый режимы, усиливается микробиологическая активность, ускоряются процессы минерализации органического вещества.

Внесение удобрений особенно заметно проявляется на серых лесных почвах, но имеет заметный положительный эффект й на черноземах.