2. Типы водного режима почв

Водный баланс складывается неодинаково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков местности. В зависимости от соотношения основных статей годового водного баланса может наблюдаться несколько типов водного режима почв. Численное значение годового водного баланса, прежде всего, определяется величиной инфильтрации (В_и) и количества испаряющейся из почвы влаги (Е_исп).

Основоположник учения о типах водного режима почв Г.Н. Высоцкий (1934) выделял три варианта такого соотношения: 1) испарение меньше инфильтрации воды в почву – промывной тип водного режима; 2) испарение равно инфильтрации воды в почву – непромывной тип водного режима; 3) испарение больше инфильтрации воды в почву – выпотной тип водного режима.

Применительно к различным природным условиям основные типы водного режима устанавливаются по коэффициенту увлажнения (КУ) – отношение количества осадков к испаряемости и выделяют следующие типы водного режима:

КУ =

• Мерзлотный водный режим присущ почвам, которые формируются в области многолетней мерзлоты. На протяжении большей части года грунтовая вода находится в твердом состоянии в виде льда. В теплый период лед тает сверху вниз и над мерзлым слоем образуется надмерзлотная верховодка. Вода расходуется на испарение, боковой сток, десукцию. Почва постоянно влажная. На протяжении большей части вегетационного периода влага поддерживается на уровне от малейшей к полной влагоемкости и никогда не бывает ниже влаги увядания (ВВ).

• Промывной (пермацидный) тип водного режима почв характерен для местностей, где сумма годовых осадков (О_с) больше величины испаряемости (КУ > 1)/ В таких условиях избыток осадков будет проникать в глубокие слои почвы вплоть до грунтовых вод. Тогда поступление воды из грунтовых вод к поверхности почвы (В_г) будет меньше количества воды, инфильтрующейся в почвенно-грунтовую толщу (В_и).

При зависимости В_и > В_г уравнение годового водного баланса примет вид

О_с + В_пр > Е_исп + Е_т + В_п.

Для выровненных местностей величины поверхностного притока и стока очень малы, и ими можно пренебречь. Тогда:

О_с > Е_исп + Е_т, или для промывного типа водного режима КУ > 1.

Почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промыванию до грунтовых вод, так как нисходящие токи преобладают над восходящими.

Промывной тип водного режима характерен для большинства почв таежно-лесной зоны, влажных субтропических и некоторых других почв.

• Непромывной, или замкнутый (импермацидный), тип водного режима почв характерен для местности, где влага осадков распределяется только в верхних горизонтах и не достигает грунтовых вод

КУ< 1. Почвенная влага находится как бы в подвешенном положении. Грунтовые воды залегают в таких местностях глубоко, и их капиллярная кайма не достигает почвенного слоя, увлажняемого осадками. При отсутствии поступления влаги из грунтовых вод в почву и инфильтрации вод до грунтовых В_и = В_г.

В таком случае уравнение годового водного баланса примет вид:

О_с + В_пр = Е_исп + В_п,

а для выровненных пространств, где В_пр и В_п = 0, О_с = Е_исп+ Е_т.

Уравнение показывает, что вся влага осадков, накопленная в почве при непромывном типе водного режима, расходуется снова в атмосферу в результате транспирации и физического испарения.

Такой тип водного режима характерен для большинства степных почв (черноземы, каштановые и др.) В этих почвах связь между атмосферной и грунтовой влагой осуществляется через слой с очень низкой влажностью, поддерживающейся в течение длительного времени на одном уровне. Этот слой Г.Н. Высоцким назван "мертвым" горизонтом за степень увлажнения, близкую к влажности устойчивого завядания растений. Обмен влагой через "мертвый" горизонт происходит путем передвижения воды в форме пара.

• Периодически промывной тип водного режима характеризуется чередованием ограниченного промывания почвенно-грунтовой толщи (непромывные условия) и сквозного промывания ее (промывной тип водного режима) КУ= 1. Такой тип водного режима присущ серым лесным почвам, оподзоленным почвам депрессией степной зоны и некоторым другим.

• Выпотной (экссудатный) тип водного режима отличается преобладанием восходящего потока влаги в толще почвогрунта. Этот режим проявляется при неглубоком залегании грунтовых вод (до 5-7 м).

В таких условиях грунтовые воды по капиллярам сообщаются с корнеобитаемым слоем и даже с поверхностью почвы. Влага в почвенном профиле находится в капиллярно-подпертом состоянии.

Уравнение годового водного баланса в таких условиях приобретает вид:

О_с + В_пр < Е_исп + Е_т + В_п,

так как инфильтрующейся влаги (В_и) меньше, чем воды, поступающей из грунтовых вод (В_г), или В_г > В_и.

Если допустить, что на выровненных участках В_пр и В_п = 0, уравнение может быть представлено так: годовой коэффициент увлажнения КУ < 1.

Выпотный тип водного режима характерен для гидроморфных солончаков, пойменных, плавневых и некоторых других почв. Для таких почв испарение превышает сумму осадков, а дефицит влаги погашается подтоками грунтовых вод.

• Аридный (засушливый) – весь профиль почвы сухой в течение всего года. Влага ближе к ВРК (влажности разрыва капилляров) или даже ниже. Формируются полупустынные почвы.

• Пойменный режим характерен для почв, которые периодически затапливаются водами рек, склонов, дождевыми и другими водами рек (поймы рек).

• Застойный – распространен на заболоченных участках. Все поры почвы заполнены водой, испарению препятствует специфическая растительность (сфагновые мхи и др.).