Вопорс 83
Лекция 26. Почвы горно-лесных ландшафтов и речных пойм.
1. Особенности почвообразования.
2. Зональность почвенного покрова.
3. Строение и свойства, особенности морфологии горных почв.
4. Специфические почвы горных стран.
5. Особенности использования и охраны.
Горные территории занимают более пятой части общей площади суши земного шара – 30,65 млн. км 2 или 21% (в нашей стране 1 / 3). Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является их поясность (вертикальная зональность), под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности (т.е. смену почв с высотой местности, что связано с изменением климата и растительности).
Почвенные зоны в горных странах, подобно равнинным территориям располагаются в виде поясов. Однако отмечаются случаи, когда с высотой местности последовательная смена почв нарушается.
Явление обратного, или «неправильного», залегания почв называется инверсией почвенных зон. Нередко одна почвенная зона внедряется в другую, что может быть обусловлено экспозицией склона или проникновением почвенных зон по долинам рек. Такое смещение одной зоны в другую, известно как миграция почвенных зон. В ряде горных стран в системе нормальных рядов зон отдельные почвенные зоны выпадают совсем.
Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий. С увеличением высоты уменьшается средняя температура воздуха (в среднем на 0,5 о С на каждые 100 м). С высотой изменяется влажность воздуха , хотя общее количество осадков с высотой возрастает до определённого предела, а затем уменьшается. Возрастает с высотой суммарная солнечная радиация , но при этом увеличивается доля прямой радиации и уменьшается рассеянной. Поглощённая радиация и радиационный баланс с высотой закономерно уменьшаются.
Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обуславливает малую мощность профиля, в сравнении с почвами равнинных территорий, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу. В горах формируются коры выветривания элювиального и реже транзитного типов, лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры выветривания аккумулятивного типа.
В горах ведущим процессом формирования элювия является физическое выветривание. При формированиии почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах выветривания, почвообразование и выветривание неотделимы ни в пространстве, ни во времени, толщи почвообразования и выветривания физически совпадают.
Чрезвычайно велика роль рельефа в горном почвообразовании, который В.В. Докучаев образно назвал «вершителем почвенных судеб».
Общими чертами горного рельефа являются очень сильная его расчленённость, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа (горные хребты, цепи, нагорья, плоскогорья, плато; межгорные впадины, котловины, долины, седловины; холмы, гряды, гребни, овраги, уступы, террасы; вулканические конусы, плато, кальдеры, маары и др.).
Господствующими видами поверхности являются склоны, крутизны и экспозиции, что обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации (размыва) и формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации определяют малую мощность почвенного профиля вследствие постоянного удаления верхних слоёв продуктов выветривания и почвообразования. При этом в процессы выветривания и почвообразования постоянно вовлекаются новые слои почвообразующих пород.
Горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются элементами питания растений, и в то же время постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.
На процессы почвообразования в горах большое влияние оказывает экспозиция склонов. В северном полушарии склоны южных и близких к ним экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, снеготаяние более бурное. На этих склонах сильнее проявляются процессы денудации. Различия в водном и тепловом режимах сказываются на растительности, а следовательно, и на почвах.
Солярная экспозиция не во всех системах влияет одинаково. Наибольшие различия в почвенном покрове склонов отмечается в горных системах умеренного или недостаточного увлажнения. В горных системах сильноувлажнённых или засушливых районов действие экспозиций затушевывается. Существенное влияние на пестроту почвенного покрова оказывает экспозиция склона по отношению к сухим или влажным, холодным или тёплым ветрам (ветровая экспозиция).
Основной чертой растительности горных стран является её распределение в соответствии с высотной поясностью. Для большинства горных систем характерна смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще всего луговых растительных сообществ.
Пояс лиственных лесов сменяется поясом тёмно-хвойных лесов, выше располагается пояс среднетравных субальпийских лугов, выше пояс низкотравных альпийских лугов, выше – субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова, выше – нивальный пояс, пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников. По мере увеличения сухости и континентальности климата на горных склонах преобладают сухостепные и полупустынные растительные сообщества.
Отличительной чертой почвообразования в горах по сравнению с равнинными территориями является неравнозначность факторов почвообразования. Резко возрастает роль рельефа , так как он определяет интенсивность процессов денудации, бокового стока, гидротермический режим почв в соответствии с экспозицией склона. Он формирует климатические особенности, а также распределение растительности. Высотная поясность обусловлена большими перепадами высот, что характерно для горного рельефа.
Влияние материнской породы в горах проявляется сильнее , так как постоянное вовлечение в почвообразование новых слоёв породы, высокая щебнистость профиля приводит к тому, что почва наследует многие свойства почвообразующей породы. Из почвообразующих пород широко распространены продукты выветривания меловых, третичных (известняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также породы магматического происхождения.
По межгорным долинам и впадинам коренные породы часто перекрыты чехлом четвертичных скелетных отложений различной мощности и мехсостава. Встречаются почвообразующие породы, содержащие водорастворимые соли, на которых формируются засолённые почвы.
Баланс почвообразования в горах формируют три составляющих : биогенная аккумуляция, механическая аккумуляция или вынос, и геохимическая аккумуляция или вынос.
Характерной чертой горного почвообразования является отсутствие участия грунтовых вод в почвообразовательном процессе. Это обуславливает интенсивный геохимический вынос веществ за счёт поверхностного стока, а также внутрипочвенного и подпочвенного бокового стока.
Общий баланс веществ в горном почвообразовании отрицательный , так как все три составляющих его сопровождаются постоянной потерей продуктов биогенеза. Специфический тип баланса веществ определяет характерные черты горных почв: почвы маломощные, имеют высокую щебнистость, плохую сортированность почвенного материала; они обогащены первичными минералами, доля вторичных минералов невелика; почвы содержат значительное количество органического вещества (15…20%) в верхней части гумусового горизонта, однако в его составе преобладают слабогумифицированные вещества, много слаборазложившихся растительных остатков.
Почвы имеют слабую дифференциацию почвенного профиля.
Почвенный покров горных стран слагается из большого многообразия почв. Здесь встречаются почвы характерные только для гор (не встречаются на равнинах) и почвы, имеющие аналогов на равнинных территориях.
К первым относятся горно-луговые, горные лугово-степные, горные тундровые.
В южных горных областях распространены несколько типов почв, характерных только для гор. Это бурые лесные почвы, коричневые почвы сухих субтропиков, краснозёмы и желтозёмы влажных субтропиков.
Бурые лесные почвы не образуют сплошной зоны. Они распространены на склонах гор южных районов под широколиственными (дуб, граб, каштан) и хвойными (ель, пихта, кедр, лиственница) лесами в умеренно тёплых и влажных приокеанических областях суббореального пояса (на предгорных равнинах) при 700…1000 мм осадков в год, занимая 0,9% территории России. Почвы образуются на продуктах выветривания известняков и глинистых сланцев, на песчаниках, реже на изверженных породах.
Профиль: А о – лесная подстилка; А 1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, тёмно-бурого цвета, с прочной зернисто-комковатой структурой и рыхлым сложением; В – переходный горизонт, бурого или светло-бурого цвета, комковато-зернистый, глыбистый с включениями камней, хряща; мощностью от 10 до 30-35 см (могут выделяться горизонты В 1 , В 2); С – кора выветривания разного механического состава (жёлтая или бурая глина или щебень и хрящ).
В настоящих бурозёмах нет признаков оподзоливания и иллювиального горизонта. Существенная черта – оглинивание профиля и биологическое накопление гумуса и некоторых оснований. Отсутствие оподзоливания при промывном водном режиме можно объяснить прочной структурой бурозёма, обеспечивающей хорошую водопроницаемость, а условия рельефа способствуют быстрому оттоку влаги. Это исключает возникновение избыточного увлажнения и, следовательно, восстановительных условий и обеспечивает сохранность в профиле железа, которое способствует прочности структуры.
При изменении растительности могут возникнуть условия переувлажнения, ведущие к восстановлению железа, а следовательно, к проявлению процесса оподзоливания. Основные процессы почвообразования: гумусонакопление, оглинивание и лессиваж.
Выделяют четыре подтипа бурых лесных почв: типичные, оподзоленные, глеевые и оподзоленные глеевые. На карбонатных породах образуются бурые рендзины – почвы аналогичные дерново-карбонатным почвам лесной зоны.
Лесорастительные свойства бурых лесных почв зависят от мощности их профиля, экспозиции склона и высоты над уровнем моря. Они очень плодородны, а насаждения на них высокопродуктивны. Они используются подсады и виноградники.
Коричневые лесные почвы развиваются в горных областях в засушливых условиях на хорошо увлажнённых склонах на высоте 1000…2000 м под лугово-степным разнотравьем с кустарниками (терновник, грабинник), под лесами из граба, дуба, арчево-фисташковыми лесами на массивно-кристаллических, плотных и рыхлых осадочных материнских породах.
Морфологический профиль : А – гумусовый горизонт, 30…40 см, тёмно- или светло-коричневы с мелкокомковато-зернистой структурой; В – оглеенный, коричневый или буро-коричневый с ореховато-комковатой структурой.
Содержание гумуса в горизонте А – 4-5%, в гор. В – 2%. Реакция по всему профилю щелочная. Выделяют типичные коричневые – с глубины 50 см наблюдается карбонат кальция; выщелоченные коричневые – карбонат кальция обнаруживается с глубины 2-го метра; карбонатные коричневые - карбонат кальция с поверхности. Максимум ила концентрируется в средней части профиля, где концентрируются и полутораоксиды. Средняя часть профиля является горизонтом интенсивного оглинивания за счёт выветривания первичных минералов. В илистой фракции присутствуют монтмориллонит и гидрослюды. Оглинивание более интенсивно идёт в типичных и выщелоченных коричневых почвах. Водный режим непромывной.
Почвы, имеющие аналогов на равнинах (им присуще меньшая мощность профиля и широкое развитие каменистых почв, чем равнинным):
Горные подзолистые и мерзлотно-таёжные;
Горные мерзлотно-таёжные карбонатные;
Горные дерновые субарктические;
Горные серые лесные;
Горные дерново-карбонатные;
Горные бурые лесные;
Горные желтозёмы;
Горные коричневые;
Горные чернозёмы;
Горные каштановые;
Горные серозёмы;
Высокогорные пустынные;
Выходы горных пород.
По условиям рельефа почвы подразделяются на три группы:
Горно-склоновые, формируются на склонах крутизной более 10 о;
Нагорно-равнинные, развиты в горах на относительно выровненных участках с уклонами менее 10 о и нередко используемые в земледелии (чернозёмы выщелоченные нагорно-равнинные);
Межгорно-равнинные и горно-долинные, развиты на равнинах и склонах с крутизной не более 4-5 о (речные террасы, делювиальные шлейфы; чернозёмы выщелоченные межгорно-равнинные).
Горно-тундровые почвы . Характерными чертами их образования являются господство низких температур, малая продолжительность безморозного и вегетационного периодов, долго сохраняющийся снежный покров.
Высшая растительность плохо развивается в таких условиях, в растительном покрове преобладают мхи и лишайники, могут встречаться мелкие кустарники. Низкие температуры обуславливают малую биологическую активность почвы и накопление слабогумифицированного органического вещества, иногда образующего сухотравяной горизонт небольшой мощности.
Почвенный профиль маломощный, 50…60 см. Почвы имеют кислую реакцию, вследствие накопления кислых продуктов разложения растительного опада, слабо насыщены основаниями. В составе гумуса преобладают фульфокислоты.
Горно-луговые и горные лугово-степные почвы образуются в условиях большого количества осадков (1000…1500 мм) под луговой разнотравной растительностью альпийского и субальпийского типов на выщелоченных продуктах выветривания плотных пород на вершинах и верхних частях склонов хребтов и гор всех экспозиций. Осадки превышают испаряемость, что обуславливает промывной тип водного режима.
Для горных лугово-степных почв почвообразующие породы менее выщелочены, тип водного режима периодически промывной.
Интенсивность проявления дернового процесса и степень гумусированности горно-луговых почв определяются характером растительности и почвообразующих пород. На карбонатных породах развиваются более мощные и гумусированные почвы. На бескарбонатных – горно-луговые почвы менее гумусированы. Развитие дернового процесса и формирование профиля в значительной степени зависит от рельефа местности.
Горно-луговые почвы альпийской зоны занимают верхний пояс низкотравных лугов, субальпийской зоны – в нижнем поясе горных лугов с высокостебельным красиво цветущим разнотравьем и составляют 0,7% территории России, и образуются при значительном количестве осадков, высокой влажности воздуха и мощной травянистой растительности. Эти условия способствуют накоплению органического вещества в почвах. Преобладание термического выветривания обусловливает формирование мелких, сильноскелетных, слаборасчленённых на горизонты почв Профиль горно-луговых почв слабо дифференцирован, маломощный, 60…70 см.
А d – оторфованная дернина, 10 см и более, бурого цвета;
А - гумусовый горизонт, тёмно-серый, 10…20см (от светло- до тёмных; в субальпийском поясе мощность до 50 см, могут быть каменистые включения и железо окисное), структура порошисто-зернистая;
В– переходный горизонт, переход постепенный 15…25 см, окраска светлее, количество каменистых включений возрастает, сильноскелетный, переходящий в кору выветривания;
С - почвообразующая порода (элювий, делювий коренных пород), жёлто-бурого цвета, 20…30см, переходит в коренную породу.
Почвы имеют малую плотность верхних горизонтов, большую влагоёмкость, высокую водопроницаемость; содержат от 8 до 20% гумуса, в составе которого много слабогумифицированных соединений, придающих ему «грубый» характер. В гумусе преобладают фульвокислоты.
В минеральной части почвы много свободных оксидов железа, образующие конкреции; имеют кислую реакцию, обусловленную наличием алюминия; слабо насыщены основаниями. Горно-луговые почвы не имеют признаков оподзоленности. Кремнекислота и полуторные окислы равномерно распределены по профилю.
Среди горно-луговых почв наиболее распространены горно-луговые типично дерновые, горно-луговые торфянистые и горно-луговые торфянисто-глеевые.
Среди многообразия горных лугово-степных почв заслуживают внимания горные лугово-степные чернозёмовидные почвы. Развиваются под субальпийской остепнённой растительностью на продуктах выветривания карбонатных пород; имеют более мощную дернину и сильнее развитый гумусовый горизонт; содержание гумуса до 20%. Они разделяются по мощности гумусовых горизонтов, оторфованности, выщелоченности, скелетности. В профиле этих почв встречаются копролиты.
Профиль :
А d – дернина, 5…10 см;
А - гумусовый горизонт, 15 см, от серовато-бурого до серовато-коричневого; содержит каменистые включения;
АС – переходный горизонт, 15…20 см, более светлый, каменистых включений больше;
С - почвообразующая порода, 20…30 см, элювий, делювий, элюво-делювий коренных пород, бурого или коричневого цвета.
Горные лугово-степные почвы имеют менее кислую реакцию (рН 5,5…7,2). Кислотность обусловлена как ионами водорода, так и ионами алюминия, более высокую ёмкость катионного обмена (от 30-35 до 70 мг-экв.), содержание гумуса в горизонте А до 10% с преобладанием гуминовых кислот.
В зоне влажных субтропиков в условиях расчленённого рельефа холмистых предгорий и низких гор (высота до 600 м) формируются краснозёмы и желтозёмы , занимая 0,6 млн. га на территории России (побережье Чёрного моря и на Ленкоранской низменности – Азербайджан).
Почвы образуются в районах с влажным и тёплым климатом со среднегодовой температурой +13-15 о С, относительной влажностью воздуха 75-80% и среднегодовым количеством осадков 2000…2500 мм. Почвообразующие горные породы представлены продуктами выветривания изверженных горных пород (андезитов, базальтов, порфиритовых туфов) и осадочных третичных отложений (глинистых и песчано-глинистых сланцев).
Растительный покров представлен широколиственными лесами из дуба, бука, каштана, граба. В подлеске - лавровишня, рододендрон. Деревья переплетены лианами.
Высокая влажность и среднегодовая температура, большое количество осадков способствуют быстрой и полной минерализации почти всего опада, распаду алюмосиликатов и выносу оснований и кремнезёма. В результате формируются почвы богатые полуторными окислами и бедные основаниями.
Профиль краснозёмов : А о – лесная подстилка или дернина, мощностью от 2-3 до 10 см; А 1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, серовато-тёмно-коричневый, комковато-зернистый, рыхлый с большим количеством корней, мощностью 20…25 см; В 1 – переходный, серовато-красный, комковато-ореховатый, уплотнённый; В 2 – переходный, буровато-красный с тёмными и жёлтыми пятнами, ореховатый, общая мощность переходного горизонта В 35…40 см; С – материнская порода красного цвета с железисто-марганцевыми конкрециями, светло-жёлтыми пятнами кремнезёма.
Краснозёмы содержат 40…60% окислов железа и алюминия, поэтому обладают высокой анионной поглотительной способностью (до 10-15 мг-экв/100 г почвы). Илистая фракция состоит преимущественно из каолинита и галлуазита, что обусловливает их низкую катионную поглотительную способность (10-20 мг-экв/100 г почвы). Доля обменных катионов Са 2+ и Mg 2+ составляет 15…40%, остальная часть представлена Al 3+ и H + , поэтому почвы кислые (рН 4,3-5,4). Содержание гумуса – 4…8%, в составе преобладают фульвокислоты. Почвы содержат 0,2-0,4% азота и очень бедны подвижными формами фосфора, который связывается Fe 3+ и Al 3+ .
По мощности горизонта А почвы классифицируются на слаборазвитые (мощность до 10 см), маломощные (10…20 см), обычные (более 20 см).
Желтозёмы близки к краснозёмам, но формируются на кислых продуктах выветривания сланцев и на различных суглинистых и глинистых отложениях под широколиственными лесами с участием вечнозелёных растений. Водный режим промывного типа. Желтозёмы отличаются сиаллитным характером выветривания, в составе глинистых минералов кроме каолинита встречаются иллиты и монтмориллонит. Они содержат меньше окислов железа и алюминия (25-30%), больше кремнезёма (55-65%), поэтому анионное поглощение у них небольшое (5-7 мг-экв/100 г), а катионное может достигать 20-30мг-экв/100 г. Почвы кислые, ненасыщенность основаниями колеблется от 7 до 70%, содержание гумуса от 2 до 7%, реакция почвенного раствора слабокислая (рН 5-6).
Различают желтозёмы обычные, остаточно-карбонатные (в нижних горизонтах из-за присутствия карбонатов реакция нейтральная) и неполноразвитые (каменистые, щебнистые почвы с укороченным профилем).
Лесорастительные свойства этих почв вполне удовлетворительные. Из древесных пород растут самшит, эвкалипт и др.
Эти почвы имеют большое народнохозяйственное значение, так как на них выращивают ценные субтропические культуры: чай, цитрусовые, ароматические растения. Однако почвы бедны доступными формами элементов питания растений, поэтому здесь необходимо внесение высоких доз азотных и фосфорных удобрений, калийные и органические удобрения применяют в нормальных дозах. При сельскохозяйственном использовании почвы известкуют.
Особенности использования горных почв . Горные почвы чрезвычайно подвержены процессам разрушительной водной эрозии, поэтому непременным условием их использования является проведение соответствующих противоэрозионных мероприятий .
1. В предотвращении развития эрозионных процессов важная роль принадлежит лесам , выполняющим почвозащитную функцию регуляторов стока. Поэтому в горных районах, в первую очередь, необходима постоянная охрана и систематический уход за лесными насаждениями, а также строгое нормирование и правильная организация рубок, т.е. изреживание горных лесов до полноты 0,5-0,6 не обеспечивает их почвозащитной и водоохранной роли.
2. При использовании горных почв необходимо применение агротехнических противоэрозионных мероприятий и соответствующих севооборотов. На склонах крутизной 10-12 о возможно возделывание многолетних кормовых культур, зерновых, в меньшей степени пропашных.
3. Террасирование крутых склонов под высокорентабельные культуры (цитрусовые, виноград, плодовые, чай, лавр, табак, хлопок, овощи, кукурузу, пшеницу и др.; в Южном Китае террасы создавались для рисосеяния).
4. Применение специальной почвообрабатывающей техники (тракторов, плугов, специальных комбайнов).
5. При использовании высокогорных лугов и степей, которые являются прекрасными пастбищными и сенокосными угодьями необходимо проводить:
Нормирование выпаса, чтобы не допускать перегрузки пастбищ, так как при неумеренном выпасе нарушается почвенный покров и возникает опасность развития эрозионных процессов, снижается продуктивность пастбищ, нарушается видовой состав растительных сообществ, снижается кормовая ценность угодий;
Необходимо проводить улучшение пастбищ, особенно нарушенных, путём внесения органических и минеральных удобрений, подсев трав; при коренном улучшении полностью меняют видовой состав, улучшают свойства почв.
Основная часть пастбищных угодий находится в горно-тундровой, горно-луговой и горно-степной зонах. Хорошими летними пастбищами являются альпийские луга.
Наименее освоены почвы горно-тундровой зоны (3% занято пашней, остальная территория покрыта лесом). Наиболее интенсивно используются в земледелии горные бурые лесные, горные коричневые, горные чернозёмы и горные каштановые почвы. В горно-степной зоне пашней занято10-12% территории.
Вся система рационального использования пахотных и сенокосно-пастбищных угодий горных территорий должна опираться на материалы почвенных и почвенно-геоботанических обследований (почвенные карты, картограммы эродированности, геоботаническое состояние травостоя), что позволит разрабатывать профилактические и активные мероприятия по охране и восстановлению плодородия почв конкретных участков с учётом структуры почвенного покрова, состава почвенных комбинаций.
Почвы пойм . Часть территории речной долины, периодически заливаемая талыми водами рек, называется поймой .
Главная особенность почвообразования в поймах рек – развитие поёмных и аллювиальных процессов
Поёмный процесс – это периодическое затопление почв пойменной террасы паводковыми водами. Эти процессы имеют сезонный характер и связаны с весенним снеготаянием, весенне-летним таянием ледников, выпадением ливневых муссонных дождей, которые могут затоплять пойму от нескольких часов до нескольких недель. Он оказывает разностороннее влияние на почвообразование:
Ежегодное природное орошение – важный дополнительный источник увлажнения почв к атмосферному и грунтовому;
Поёмность влияет на уровень и состав грунтовых вод; смягчает почвенный климат; влияет на направление и интенсивность микробиологических процессов в почве, что сказывается на составе и продуктивности природной растительности, солевом, биохимическом и окислительно-восстановительном режимах почв и почвенно-грунтовых вод.
Аллювиальный процесс – это принос в пойму с паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и переотложение на её поверхности взвешенных в воде частиц в виде наилка, или аллювия.
Особую роль в речных долинах играют дельтовые области, так как в них вследствие естественного развития дельтово-аллювиального процесса и накопления огромных масс аллювия, происходит постоянное мигрирование дельты, которая смещается в стороны на десятки и сотни километров.
Для аллювиального почвообразования в поймах и дельтах рек характерен ряд экологических особенностей, связанных с общей биогеохимией этих специфических ландшафтов суши:
Формирование аккумулятивной, наносной, переотложенной коры выветривания за счёт подвижных продуктов выветривания и почвообразования, поступающих со всей площади водосбора в пойму реки в виде механических и химических осадков, как из паводковых вод, так и выклинивающихся в пойме грунтовых вод;
Накопленный аккумулятивный баланс почвообразования: с речным аллювием и из грунтовых вод в пойму поступают и аккумулируются в аллювиальных почвах глинистые минералы, гумус, СаСО 3 , соединения фосфора, калия, азота, железа, марганца, микроэлементы;
Поёмный амфибиальный водный режим – при периодическом затоплении поверхности и постоянном участии грунтовых вод в почвообразовании;
Уравновешенный тепловой режим; благодаря высокой обводнённости в жарких аридных районах в поймах прохладнее, а в холодных северных районах в поймах теплее, чем на окружающей территории;
Постоянное омолаживание почвы в результате систематического вовлечения в почвообразование новых порций свежеотложенного аллювия, сопровождаемое ростом почвы вверх;
Развитие почвообразования одновременно с осадконакоплением и формированием материнской породы;
Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность , под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий.
С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако количество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.
Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах , что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.
В горах формируются коры выветривания в основном элювиального и реже транзитного типов ; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. В процессах выветривания возрастает, по сравнению с равнинными областями, роль физического выветривания, являющегося в горах, особенно в высокогорных районах, ведущим процессом формирования элювия.
В горных условиях, при преобладающем формировании почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах выветривания, почвообразование и выветривание неотделимы друг от друга ни во времени, ни в пространстве, толщи почвообразования и выветривания физически совпадают.
Роль рельефа в горном почвообразовании чрезвычайно велика . Ее прекрасно охарактеризовал В. В. Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах. Характер рельефа различных горных систем связан с их геологической историей и особенностями слагающих их пород, однако общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа.
Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции . Такой характер рельефа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравнительно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в том числе элементами питания растений, с другой - постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.
На процессы почвообразования в горах большое внимание оказывает экспозиция склонов . В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготаяние более бурное. На южных склонах в северном полушарии сильнее проявляются процессы денудации. Ниже приведена зависимость интенсивности денудации от экспозиции склонов.
Основной чертой растительности горных стран, так же как и других природных факторов, является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности . Для большинства горных систем наиболее общей закономерностью высотной поясности является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвойных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субальпийских лугов. Еще выше находится пояс низкотравных альпийских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова; выше расположен нивальный пояс - пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников.
Особенности почвообразования в горах связаны с изменением климата в зависимости от рельефа (высоты и экспозиции склонов), денудацией, приводящей к непрерывному обновлению почв материнскими породами. Горные почвы каменистые, щебнистые, маломощные, преимущественно неполнопрофильные.
В горных системах мира наблюдаются различные структуры вертикальной зональности, объединенные в 14 типов. Наиболее полно вертикальные пояса почв представлены на северных склонах Большого Кавказа (рис.).
Рис. Схема вертикальных почвенных зон северного и южного склонов Большого Кавказа (по С. Л. Захарову)
У подножья склона располагается пояс полупустынного субтропического климата, в котором преобладают сероземы. На высоте 100...200 м над уровнем моря он сменяется степным поясом с горными каштановыми почвами и горными черноземами, а с 300 м - лесным поясом. В пределах высот от 300 до 800 м распространены лиственные леса с горными серыми лесными почвами, от 800 до 1200 м - буковые леса с горными бурыми лесными почвами, от 1200 до 1800 м - хвойные леса с горными подзолистыми почвами. Выше этот пояс сменяется субарктическими (1800...2200 м) и альпийскими лугами (2200...3500 м) с горно-луговыми почвами. С высоты 3500 м появляются вечные снега и льды.
Для западного склона Кавказа, на котором задерживается большая часть влажных воздушных масс с Черного моря, прослеживается следующая смена почвенных зон: до высоты 500 м преобладают горные красноземы под дубово-каштановыми лесами; до высоты 1200 м - горные бурые лесные почвы под буковыми лесами; до высоты 1600 м - горные подзолистые почвы под пихтовыми лесами; до высоты 2000 м - горно-луговые почвы под альпийскими и субальпийскими лугами; до высоты 2800 м - обнаженные скалы с фрагментарными почвами; выше лежат вечные снега и льды.
В среднеазиатских горных системах (Памир, Тянь-Шань) лесной пояс отсутствует. В почвенном покрове на элювии горных пород, элювиально-делювиальных и пролювиальных отложениях преимущественно сформированы горные сероземы, горные коричневые почвы. В ареале коричневых почв на высотах 2200...2800 м Тянь-Шаня и Памиро-Алая выделяются своеобразные почвы арчевников - коричнево-бурые или темно-цветные, обычно менее щебнистые, чем коричневые. Другие, еще более экзотические почвы Тянь-Шаня занимают наибольшие площади на западе (на Ферганском хребте) под ореховыми лесами с кленом, яблоней и кустарниками из жимолости, алычи, бересклета, миндаля.
В межгорных котловинах и впадинах на высоте 1000...3200 м, в низких котловинах (1000...2000 м) преобладают своеобразные горные светло-бурые почвы - горные аналоги бурых полупустынных почв. В наиболее аридной западной части котловины Иссык-Куля они сменяются серо-бурыми пустынными гипсоносными почвами, хотя в северо-восточной ее части распространены черноземы. Здесь характерно и развитие сазовой полосы с солончаками или карбонатными корами мощностью 10...20 см. Средневысотные котловины (2000...2800 м) заняты каштановыми, а самые высокие - каштановидными горно-долинными почвами.
Для Казахстанской фации горных областей характерно широкое распространение субальпийских и альпийских почв.
Вертикальный спектр Копетдага очень прост: горные сероземы, сменяющиеся на высоте 1200 м горными коричневыми и горными серо-коричневыми почвами. В целом же почвы слаборазвиты, щебнисты, чередуются с многочисленными скальными выходами.
В Южно-Сибирской горной области (горные системы Алтая, Кузнецкого Алатау, Салаира, Саян, Прибайкалья, Забайкалья, Станового хребта) выделяют степной, лесостепной, лесной (таежный), луговой и тундровый пояса. Степной и лесостепной пояса отсутствуют в горах Станового хребта и Северного Забайкалья, горно-луговой встречается лишь на Алтае и Саянах. Здесь преобладают горные черноземы, горные мерзлотно-таежные, горные луговые, горные лугово-степные, горные тундровые в основном каменисто-щебнистые почвы.
На Северном Урале в поясе тундры большие площади занимают арктические пустыни, каменистые россыпи, выходы горных пород. На этих территориях расположены аркто-тундровые, горные тундровые почвы, ниже - маломощные торфянистые или перегнойные иллювиально-гумусовые, а в таежно-лесном поясе преобладают горные таежно-мерзлотные и своеобразные кислые неоподзоленные почвы, иногда дерново-карбонатные и перегнойно-карбонатные почвы. Лесные кислые неоподзоленные почвы более характерны для Среднего Урала. По многим свойствам они аналогичны подбурам. В нижнем поясе на восточном склоне появляются магнезиальные солоди на элювии змеевиков. За пределы лесного пояса выходят лишь отдельные вершины с дерновыми субальпийскими почвами крупнотравных лугов. В южной части Среднего Урала появляются дерново-подзолистые почвы. На Сибирском склоне в полосу низкогорий по долинам заходят серые лесные почвы.
Наибольшие площади занимают горные мерзлотно-таежные почвы Сибири и Дальнего Востока и горные бурые лесные почвы, встречающиеся на Кавказе, в Карпатах, Альпах, Пиренеях, Кантабрийских, Иберейских и Каталонских горах, Вогезах, Судетах. Второе место занимают высокогорные почвы, встречающиеся на Памире, Тянь-Шане, Тибете, Куньлуне, Парапамизе-Гиндукуше. Третье место занимают горные тундровые, горные подзолистые почвы, распространенные в Скандинавских, Пенинских, Уральских горах, Большом и Малом Хингане. Значительные площади заняты горно-луговыми альпийскими, а затем горными коричневыми почвами, горными сероземами, горными красноземами и горными желтоземами, а также горными черноземами, горными каштановыми и бурыми полупустынными почвами. Меньшие
площади заняты горными железистыми, ферраллитными, пустынными почвами. На Камчатке и Курильских островах распространены горно-лесные вулканические, горно-луговые вулканические и горно-тундровые вулканические почвы.
В горных частях тундры преобладают каменистые поля. На сильнощебнистых почвообразующих породах распространены маломощные торфянисто-дерновые почвы - аналоги аркто-тундровых, в средней тундре - дерновые субарктические почвы без оглеения, а в южной подзоне - тундровые подбуры. Аркто-тундровый тип горной зональности свойствен горам Таймыра и северной Чукотки.
Горные подзолистые почвы маломощны. Их профиль имеет следующее строение: Ао - лесная подстилка из опада хвойных пород мощностью 1...2 см; А! (до 10 см) - серый горизонт с корнями и растительными остатками, комковатый, с дресвой и щебнем местных горных пород; А 2 (до 5 см) - светло-серый, бесструктурный горизонт с дресвой и щебнем; В или ВС (до 15 см) - буроватый, комковатый горизонт содержит много дресвы и щебня. Мощность профиля горной подзолистой почвы редко превышает 20 см, а подзолистые почвы на равнинах имеют мощность в 10 раз большую. Эти почвы используют под пастбища и леса.
Лесорастительные свойства горных бурых лесных почв удовлетворительные. Они хорошо обеспечены питательными элементами, имеют зернисто-комковатую и комковатую водопрочную структуру, обеспечивающую им хороший водно-воздушный режим, высокую емкость поглощения (30...40 мг экв/100 г почвы), насыщены основаниями (кальцием и магнием), содержат 6... 12 % фульватно-гуматного гумуса. Механизм оструктуренности в этих почвах коагуляционный (осаждение гумусово-глинисто-железистых комплексов) и биогенный. В связи с этим продуктивность лесных насаждений на бурых лесных почвах высокая. Однако при неправильном лесопользовании (рубка сплошными лесосеками, трелевка вдоль склона) или сведении леса развивается водная эрозия. Эти почвы используют в сельском хозяйстве под зерновые, овощные, технические и плодовые культуры.
Горные черноземы, горные коричневые и горные каштановые почвы выборочно осваивают под земледелие. На них выращивают зерновые, овощные и плодовые культуры. Коричневые почвы используют под цитрусовые, виноград и плодовые, а горные красноземы и желтоземы под те же культуры и под чайные плантации. Горно-луговые почвы на высотах 1800...2000 м и выше в условиях короткого и холодного лета, продолжительной и очень холодной зимы, имеющие в горизонте А слаборазложившийся гумус (10...20 %), используют преимущественно под пастбища для овец и редко в сельскохозяйственном производстве.
Освоение горных почв зависит от структуры рельефа, фрагментарного распространения почв, каменистости и мощности почв.
При хозяйственной деятельности ярко проявляется смыв почв, образуются селевые потоки, оползни, снежные лавины. Следовательно, при их освоении необходимо предусматривать противо-эрозионную организацию территории. В низкогорьях и предгорьях применяют плантажную обработку почв, террасирование склонов, почвозащитные севообороты, полосное земледелие, упорядочивают лесозаготовительные работы, строго регулируют рубки, не допускают рубки на крутых склонах, проводят лесопосадочные работы. На горных территориях следует регулировать выпас скота.
Равнинные внутригорные и подгорные территории в благоприятных условиях используют в сельском хозяйстве для выращивания ценных пищевых и технических культур, проводят работы по удалению из мелкозема каменистого материала.
Горные почвы отличаются от своих равнинных аналогов менее развитым (часто менее мощным) профилем, щебнистостью, признаками смыва, намыва и переотложения. Всем горным почвам свойственна динамичность почво-образования, постоянное омолаживание почвенного профиля, и вовлечение в него материала коренных пород, существенный вклад боковых миграций растворов и суспензий (за счет меньших вертикальных миграций), повышенная фильтрация, контрастность климатических режимов. Тем не менее, с учетом этих общих для горных почв черт, они чаще всего «находят» свои равнинные аналоги, и лишь малое число почв являются специфически горными – отсутствуют на равнинах. К ним относятся дерновые иллювиально-железистые, горные темногумусовые и литоземы темные.
Почвы гор на мелкомасштабных почвенных картах представлены достаточно схематично, поскольку их пространственная картина определяется вертикальной зональностью. Вертикальные почвенные зоны в большинстве своем имеют малую протяженность по вертикали, часто сменяют друг друга, особенно в высоких горах с контрастными условиями климата, и их размеры не соответствуют картографическим возможностям. Дополнительные осложнения в адекватность показа почв горных систем на мелкомасштабных картах вносят экспозиционные эффекты и фрагментарность почвенного покрова, прерываемого частыми скальными выходами и осыпями.
Горная система Большого Кавказа характеризуется четко выраженной вертикальной поясностью и постепенным нарастанием континентальности и сухости климата с запада на восток. миграционно-сегрегационные и южные подгорных равнин на лессах и лессовидных отложениях замещаются к востоку каштановыми почвами. Наиболее распространенными почвами лесного пояса Кавказа на всем его протяжении являются буроземы. В поясе высокотравных субальпийских и альпийских лугов, а также под зарослями рододендрона они сменяются дерновыми иллювиально-железистыми почвами. В горно-луговом поясе восточного Кавказа под остепненными лугами развиваются темногумусовые почвы.
Особое место в почвенном покрове России занимают , которые пересекают три географических пояса: полярный, бореальный и суббореальный.
На Полярном Урале на фоне литоземов грубогумусовых слаборазвитых и частых скальных выходов, небольшими массивами встречаются подбуры и подзолы. Большая часть Урала находится в пределах таежной зоны. Почвообразование протекает на продуктах выветривания плотных осадочных и кристаллических пород, причем первые характерны в основном для западного макросклона, вторые – для центрально-горной части и восточного макросклона. На Северном и на щебнистых суглинисто-глинистых отложениях под северной и средней тайгой развиты, соответственно, глее-подзолистые и подзолистые почвы, а на Среднем Урале под южнотаежными лесами – дерново-подзолистые почвы. На элюво-делювии коренных пород в северотаежном поясе подзолы сочетаются с подбурами, а в средней и южной тайге подзолы и дерново-подзолистые иллювиально-железистые с буроземами грубогумусовыми. Почвы таежного пояса с высотой сменяются дерновыми иллювиально-железистыми почвами и литоземами грубогумусовыми. В последних отчетливо проявляются признаки криогенеза в виде медальонов и каменных колец. Основная часть занята серыми почвами широколиственно-хвойных лесов, которые контактируют с дерновыми метаморфизованными почвами травяных сосновых лесов. Эти почвы имеют бурый среднемощный щебнистый профиль, хорошо выраженный гумусовый горизонт буровато-темносерого цвета и оглиненный горизонт в средней части профиля.
В бореальном поясе Сибири и Дальнего Востока низкогорья и средневысотные горы занимают обширные пространства. В почвенном отношении большая часть их мало исследована. Для горных массивов северной части таежной зоны характерны два высотных пояса: горный северотаежный и горно-тундровый. Компонентный состав почвенного покрова внутри высотных поясов зависит от геологического и строения, крутизны склонов и других факторов.
В фрагментарном почвенном покрове и отдельных горных массивов Средней Сибири на большей части склонов преобладают подбуры, щебнистые, не имеющие льдистой мерзлоты в профиле. Они чередуются с криоземами и выходами плотных пород. На выположенных поверхностях плато и пологих склонах, где преобладают криоземы, в их ареалы могут входить торфяно-глееземы. Узкими полосами вдоль рек и в местах аккумуляции мелкоземистых отложений – дериватов основных пород, формируются своеобразные буроземы грубогумусовые с коричневато-бурым профилем и специфической структурой верхнего горизонта в форме гранул, слабо-щебнистые, с высоким содержанием полуторных оксидов (прежнее название – грануземы). В горно-тундровом поясе маломощные щебнистые подбуры чередуются с литоземами грубогумусовыми слаборазвитыми. Самые высокие поверхности заняты каменными россыпями.
Енисейский кряж и примыкающая к нему возвышенная часть Среднесибирского плоскогорья находятся в подзонах средней и южной тайги. Высотная поясность здесь выражена не отчетливо. Почвообразование протекает на продуктах выветривания песчаников, сланцев, гранитов Енисейского кряжа и туфогенных породах плато, что и определяет состав почвенного покрова (подбуры, буроземы грубогумусовые, подзолы, рендзины). На выположенных слабосточных поверхностях плато появляются криоземы.
Почвенный покров наиболее континентальной горной территории Северо-Востока Сибири представлен в нижнем поясе палевыми почвами под северотаежными лесами и редколесьями с участием кедрового стланика, сходными с почвами Центральной Якутии. На северных склонах плоскогорий, незащищенных хребтами, (бассейн Яны), развиты криоземы. В верхней части таежного пояса, а также в тундровом поясе в условиях хорошего дренажа формируются подбуры, сухоторфянистые-подбуры и литоземы грубогумусовые, а на менее щебнистых почвообразующих породах – глееземы и торфяно-глееземы. Обширные пространства заняты полями каменных россыпей и скальными выходами. В условиях сурового, но несколько менее континентального климата на пологих склонах, сложенных суглинистыми сильно льдистыми отложениями, преобладают криоземы, на песчано-супесчаных щебнистых породах – подбуры, а также сухоторфянистые-подбуры под кедровым стлаником.
На склонах гор Дальнего Востока, обращенных к , почвообразование протекает в условиях холодного и весьма влажного климата, под темнохвойными и лиственничными лесами, а также кедровым стлаником. В почвенном покрове здесь господствуют сухоторфянистые-подбуры. Недостаточная высота горных систем ограничивает развитие тундровых почв, которые, однако, занимают межгорные котловины, открытые к Охотскому побережью (глееземы). На склонах гор, обращенных на запад, и в несколько удаленных от моря районах северного , распространены подзолы и подбуры.
В пределах таежной зоны Дальнего Востока резко выделяются в почвенном отношении и Курильские острова, где выпадения вулканических пеплов периодически прерывают текущее почвообразование. На новых пеплах оно начинается вновь, в результате, почвенная толща состоит из отдельных непол-норазвитых профилей («слоеный пирог»). В непосредственной близости от действующих вулканов формируются слоисто-пепловые почвы; в зоне умеренных пеплопадов, под высокотравными каменно-березовыми лесами распространены вулканические охристые почвы. Их особенности – повышенное содержание оксидов железа и алюминия, преобладание аллофанов в илистой фракции, высокая пористость, внутренняя тиксотропность, определяются свойствами вулканических пеплов.
Общими чертами почвообразования и почв в горах Южной Сибири являются: резко континентальный климат, положение подножья гор в лесостепной зоне и значительная их высота, формирование почвенного покрова на продуктах выветривания плотных пород преимущественно кислого состава, ясная выраженность высотной поясности, осложненной влиянием орографического устройства поверхности и экспозиции склонов.
Почвенный покров горных систем Алтая, Западного Саяна, а также Кузнецкого Алатау и Салаирского кряжа характеризуется большим разнообразием и сложностью, что проявляется в сочетаниях различных типов вертикальной поясности гор и межгорных котловин. В Северо-Западном Алтае самый нижний пояс представлен черноземами глинисто-иллювиальными, на Салаирском кряже, в и низкогорьях Центрального и Восточного Алтая вертикальная поясность начинается с серых почв, формирующихся под лесостепной на суглинисто-глинистых отложениях, перекрывающих коренные породы. На этих же отложениях в наиболее повышенной части Салаирском кряже и Кузнецкого Алатау под черневой тайгой образуются своеобразные дерново-сверхглубокоподзолистые почвы. Совершенно по иному представлен нижний горный пояс Чуйской, Тувинской и других более мелких котловин, где в условиях резко континентального климата формируются каштановые почвы.
В среднегорьях Алтая и Саян под лиственничными и березово-лиственничными травяными лесами преобладают горные темногумусовые почвы на теневых склонах и горные черноземы (сегрегационные) на степных южных склонах и в мелких межгорных котловинах. Дерновые метаморфизованные почвы под разреженными лиственничниками тяготеют к более щебнистым породам и суровым климатическим условиям. В пределах средней и верхней (северной) тайги господствуют подбуры и подзолы. В высокогорьях, наряду с подбурами, встречаются дерновые иллювиально-железистые почвы, к востоку замещающиеся литоземами слаборазвитыми грубогумусовыми. Обширные пространства заняты мерзлотными образованиями (количество которых увеличивается не только с высотой, но и с запада на восток): каменными россыпями, котлами, солифлюкционными полосами и террасами, пятнами вымораживания (медальонами).
Состав почвенного покрова вертикальных спектров гор сравнительно однообразен: слаборазвитые литоземы и гольцы на вершинах, комбинации подбуров и подзолов в верхней и средней лиственничной тайге с ограниченным участием криоземов; дерновые метаморфизованные в средней и южной березово-лиственничной тайге. Обширные узкие межгорные котловины – долины крупных рек заняты черноземами криптоглееватыми с мерзлотными признаками в их профилях.
Итак, почвенный покров России характеризуется большим разнообразием компонентов и сложностью строения. Значительная часть почв находится в мерзлотной области, под лесной и тундровой растительностью и не отличается устойчивостью к антропогенным воздействиям. Малые мощности почвенных профилей и небольшая скорость почвообразовательных процессов являются причинами медленного самовосстановления почв при их механических нарушениях, например, при рубках леса и пожарах.
Пахотные земли занимают менее 10% площади, они сосредоточены в Европейской части России, и в пахотном фонде России наибольшая доля принадлежит черноземам. Степень распаханности черноземов составляет 70-80% по сравнению с долями процента для подзолистых почв и подзолов.
Длительное земледельческое использование привело к деградации ряда свойств черноземов и потере ими своего высокого естественного плодородия. Основными деградационными процессами являются потери гумуса за счет нарушения естественного биологического круговорота и недостаточного его восполнения агротехническими мерами, за счет водной и ветровой эрозии, жертвами которой становятся, в первую очередь, верхние гумусовые горизонты.
К неблагоприятным изменениям почв относится уплотнение пахотных тяжелой сельскохозяйственной техникой, которые проявляются в наибольшей степени в агрочерноземах, в меньшей – в агродерново-подзолистых почвах. Общей закономерностью антропогенных трансформаций почв Европейской части России является более сильное ее проявление в почвах восточных провинций по сравнению с западными в разных природных зонах. Это связано с различиями в культуре земледелия между западными и восточными районами, а также с особенностями гумусовых профилей естественных почв – более мощных на западе и относительно «укороченных» на востоке, следовательно, потери материала гумусового горизонта приводят к более тяжелым последствиям для почв на востоке, чем на западе.
Основными источниками почвенно-географической информации при составлении настоящей карты послужила Почвенная карта РСФСР м-ба 1:2 500 000, созданная Почвенным институтом им. В.В. Докучаева, и учебная «Почвенная и сопредельных государств» м-ба 1:4 000 000, составленная на Географическом факультете МГУ (1995 г.). Кроме того, были использованы тематические карты, среди которых важная роль принадлежит карте «Земельных ресурсов СССР» (1991г.), составленной под редакцией Л.Ф. Январевой. Требования масштаба карты Атласа определили необходимость генерализации и, по сравнению с обеими почвенными картами, почвенный покров страны представлен в Атласе в несколько обобщенном виде, создавая представление о самых главных закономерностях его строения.
Почвенный покров Калининградской области, расположенной в самой западной части Нечерноземной зоны РФ, формируется в специфических природно-климатических условиях, характеризующихся приморским теплым и влажным климатом с равномерным распределением температур в течение всего года. Величина гидротермического коэффициента колеблется в пределах 1,5-1,7 (Федоров Е. Е. и др., 1961).
Благоприятные условия для произрастания растений обеспечивают значительный годовой прирост растительной массы, а следовательно, и ежегодное поступление органического вещества в почву. Благодаря высокой биологической активности почв здесь быстрый рост растительности сочетается с энергичной минерализацией органических веществ, что обусловливает интенсивность круговорота веществ в системе почва - растение.
Большая пестрота элементов рельефа и разнообразие в распространении почвообразующих пород предопределили пространственное различие в направленности почвообразовательных процессов с неодинаковым выносом элементов из верхних горизонтов почв. При этом в автоморфных почвах вынос элементов незначительный, а в полугидроморфных он усиливается при поверхностном увлажнении. В результате высокой биологической активности почв и интенсивной гумификации растительной массы при автоморфном типе увлажнения верхняя часть профиля почв обогащается кислыми продуктами разложения органического вещества, что приводит к образованию кислых почв.
Влажный климат способствует распространению полугидроморфных почв с интенсивным гумусообразованием, на хорошо проницаемых породах в почвенном профиле формируется аллювиально-гумусовый горизонт, а на слоистых породах наблюдается поверхностное оглеение.
В условиях поверхностного увлажнения происходит образование дерновых глеевых почв со значительной аккумуляцией гумуса. Только в верхнем (20 см) горизонте этих почв запас гумуса составляет 110-140 т/га. Постоянное избыточное увлажнение на пониженных элементах рельефа обусловило распространение на территории области торфяно-болотных почв преимущественно низинного типа.
Наряду с подзолистым, дерновым и болотным типами почв распространен также буроземный; идет процесс лессиважа. Однако, в силу вышеприведенных почвенно-климатических особенностей, эти процессы почвообразования нередко сопряжены друг с другом и в большинстве случаев сглаживают общие закономерности, присущие каждому из них, что является одной из главных причин региональных отличий как в морфологии, так и в химизме почв данного региона.
Существенное влияние на почвообразование здесь оказывает производственная деятельность человека. Это область с древней земледельческой культурой характеризуется высокой распаханностью земель и их окультуриванием, искусственным регулированием водновоздушного режима путем интенсивной мелиорации. В таких специфических условиях процессы формирования почв претерпели качественно новые изменения, выражающиеся в усилении химического выветривания почвенных минералов за счет высокой биогенной активности почв, изменении форм связи органоминеральных соединений и их миграции и трансформации в почвенном профиле. В результате основные типы почв, особенно дерново-подзолистые, приобрели отличительные особенности от аналогичных почв других областей Нечерноземной зоны в составе, свойствах и закономерностях распределения веществ по профилю, которые заключаются в преимущественном накоплении хорошо гумифицированного органического вещества и относительно глубоком проникновении подвижных перегнойных веществ в почвенную толщу, значительной насыщенности основаниями профиля с равномерным распределением оснований и большинства химических элементов по генетическим горизонтам.
В связи с тем что основной целью наших исследований было изучение микроэлементной ситуации на сельскохозяйственных угодиях, нами в качестве объекта исследований были взяты все автоморфные и со слабыми признаками гидроморфизма почвы, представленные преимущественно дерново-подзолистыми почвами (подразделяющимися по гранулометрическому составу на песчаные и супесчаные, легко-, средне-, тяжелосуглинистые и глинистые).
Исследовались также минеральные почвы, сформировавшиеся на междуречных пространствах в условиях избыточного увлажнения, среди которых наиболее распространены дерновые глеевые и глееватые почвы.
Пойменные территории долин рек и берегов заливов представлены в основном осушенными аллювиальными почвами, которые отличаются от почв на водоразделах более мощным гумусовым горизонтом и часто встречающимся хемогенным накоплением магния и кальция в почвенном профиле. Эти почвы используются как лугопастбищные угодия.
На территории Куршской низменности распространены торфяные почвы. Они имеют длительную историю осушения с помощью польдерных систем и используются для возделывания кормовых и овощных культур.
Обобщение фактического материала о химическом составе и свойствах разных типов почв показало значительное разнообразие их по основным признакам, что определено спецификой процессов их почвообразования.
Дерново-подзолистые почвы наиболее характерны для территории области. Они занимают 615 тыс. га, или 83% сельхозугодий. По гранулометрическому составу наибольшее распространение имеют средне — и легкосуглинистые почвы, занимающие соответственно 28,4 и 27,9% площади. На долю тяжелосуглинистых почв приходится 16,3%, а песчаных и супесчаных - 10,5%.
Дерново-подзолистые почвы разного гранулометрического состава неравномерно распределены на территории области. Песчаные и супесчаные почвы не образуют больших массивов, а встречаются пятнами или полосами среди других почв. Они распространены в основном на равнинных и слабохолмистых участках Земландского полуострова, побережьях Калининградского залива, террасами пойм рек и в юго-западной части Куршской низменности, а также в восточной части области на плоской озерно-ледниковой равнине. Данные почвы сформировались преимущественно на рыхлых породах легкого гранулометрического состава.
Песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы сильно распаханы и лишь незначительная их часть находится под естественными лугами и пастбищами. Почвы сильно промыты, горизонты значительно растянуты и нечетко выражены. Приводятся статистические параметры состава и свойств дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв. По сравнению с аналогичными почвами на территории Европейской части РФ в результате длительного сельскохозяйственного использования и высокой окультуренности они имеют более мощный гумусовый горизонт и повышенное содержание гумуса.
Вторым характерным признаком рассматриваемых почв является неглубокое залегание водоупорных карбонатных пород, за счет которых идет насыщение верхних горизонтов почв кальцием и практически полная нейтрализация гумусовых кислот. Об этом свидетельствует относительно высокая степень насыщенности основаниями во всех генетических горизонтах, слабокислая реакция среды и постепенное увеличение названных показателей с глубиной. Для этих почв характерно также высокое содержание кремнезема и сравнительно малое количество подвижных форм фосфора, калия и других элементов.
Дерново-подзолистые легко — и среднесуглинистые почвы сформировались на повышенных участках среди моренных абрадированных и озерно-ледниковых равнин. Они занимают обширные территории северо-западной, юго-западной и восточной частей области. Почвообразующие породы представлены валунными суглинками среднего и легкого гранулометрического состава или двучленными породами, как правило, сверху более легкого, снизу - тяжелого состава. Длительное сельскохозяйственное использование рассматриваемых почв, аналогично легким почвам, оказало существенное влияние на почвообразовательный процесс и на их основные агрохимические свойства.
В отличие от песчаных и супесчаных эти почвы имеют более высокие показатели основных агрохимических свойств и более четкую дифференциацию почвенного профиля, а также повышенное содержание глинных минералов, оксидов марганца, магния и натрия. Вместе с тем в рассматриваемых почвах имеет место ряд сходных признаков, к которым относятся слабокислая или близкая к нейтральной реакции среды во всех генетических горизонтах, высокая степень насыщенности основаниями, подобие закономерностей изменения содержания физической глины, гумуса и обменного калия по почвенному профилю.
Тяжелосуглинистые и глинистые почвы широко распространены в центральной и южной частях области на моренных и озерно-ледниковых равнинах и приурочены в основном к районам распространения почвообразующих пород тяжелого гранулометрического состава. Данные почвы сильно распаханы и интенсивно используются для выращивания различных сельскохозяйственных культур. Профили этих почв имеют ряд характерных особенностей, отличающих их от почв более легкого гранулометрического состава. Они обладают, как правило, более мощным гумусовым горизонтом с резким обрывом на глубине 24-28 см, признаками оглеения непосредственно под пахотным слоем. Вся почвенная толща в результате окультуривания насыщена основаниями и сверху имеет слабокислую или близкую к нейтральной реакцию.
По валовому химическому составу дерново-подзолистые почвы с разным содержанием физической глины имеют сходные черты.
О принадлежности этих почв к дерново-подзолистым можно судить лишь по бедности всеми окислами, за исключением кремнезема, и наличию иллювиального горизонта со значительным накоплением окислов алюминия, железа и марганца.
Дерновые глеевые и глееватые почвы занимают площадь около 25 тыс. га или 3,2% сельхозугодий и в равной степени представлены как средне-, так и легкосуглинистыми, а также песчаными и супесчаными почвами.
Рассматриваемые почвы приурочены в основном к отрицательным элементам рельефа и расположены среди моренных равнин и на плоских бессточных междуречных поверхностях озерно-ледниковых равнин. Они не образуют сплошных массивов и распространены отдельными участками преимущественно в центральной и южной части области.
Дерновые глеевые и глееватые почвы сформировались на исходно карбонатных глубоковыщелоченных породах, представленных моренными отложениями в виде валунных средних и тяжелых суглинков. Данные почвы обильно увлажняются поверхностными и почвенно-грунтовыми водами и характеризуются хорошо выраженным мощным гумусовым горизонтом, наличием признаков оглеения непосредственно под гумусовым горизонтом и отсутствием морфологических признаков подзолистости.
Валовый химический состав дерновой глеевой почвы свидетельствует о биогенной аккумуляции ряда окислов в верхнем горизонте, об очень слабом проявлении эллювиирования, так что общий характер химической дифференциации профиля отражает лишь уровень выветренности и литологию почвообразующих пород.
Статистические параметры состава и агрохимических свойств дерновых почв свидетельствуют о некоторой специфике формирования химического состава. От дерново-подзолистых почв они отличаются более высоким содержанием гумуса и слабокислой реакцией в гумусово аккумулятивном горизонте, что свидетельствует о накоплении малоразложившихся растительных остатков, связанном с высокой влажностью верхних горизонтов. В ряде случаев подобное развитие процесса образования дерновых почв может привести к оторфовыванию верхнего горизонта.
Вследствие кратковременного или длительного избыточного увлажнения в дерновых почвах в отдельные периоды создаются анаэробные восстановительные условия, оказывающие существенное влияния на содержание и миграцию химических элементов по почвенному профилю. Генетические горизонты этих почв имеют своеобразные морфологические признаки: железистые конкреции, ржавые или охристые пятна и прожилки, более или менее мощный сплошной глеевый горизонт в верхней части профиля.
Аллювиальные почвы пойменных лугов значительно распространены на территории области и занимают площадь около 70 тыс. га, или 8,6% площади сельхозугодий. Они расположены в поймах рек, на территории Куршской низменности и Гусевской древнеозерной впадины. Эти почвы характеризуются значительным разнообразием, обусловленным пестротой состава аллювия, изменениями водного режима, а также интенсивными мелиоративными осушительными мероприятиями.
Аллювиальные почвы сформировались на почвообразующих породах разного состава - от древнеаллювиальных песков и супесей до ледниковых глееватых глин и моренных валунных суглинков. В ряде мест эти почвы подстилаются погребенным торфом, а также многочленными или двучленными наносами.
На местах пересыхающих стариц, в притеррасной части поймы, не всегда заливаемой паводковыми водами, формируются аллювиальные слабодерновые оглеенные почвы, которые представляют собой неслоистую, иногда зернистую, оглеенную с поверхности почву среднего или тяжелого гранулометрического состава. Участие в образовании этих почв тяжелого по гранулометрическому составу аллювия с периодическим более или менее длительным избыточным увлажнением паводковыми и отчасти грунтовыми водами и послужило причиной развития в них процессов оглеения.
На территории Неманской низменности, которая ограждена дамбами, распространены маломощные аллювиальные почвы, подстилаемые торфом. Верхняя толща этих почв представлена аллювием различной мощности (от 2 до 80 см) среднего или тяжелого гранулометрического состава. До сооружения защитных дамб заторфованная поверхность низменности периодически заливалась талыми и нагонными водами, приносившими аллювий. После сооружения дамб отложение аллювия прекратилось, уровень почвенно-грунтовых вод понизился и началась минерализация торфа.
В приподнятой части Неманской низменности, в долинах рек Инструча и Преголи, а также на территории Гусевской древнеозерной впадины сформировались аллювиальные глубокодерновые почвы.
Согласно данным валового химического состава, в профиле аллювиально-луговой почвы отсутствует дифференциация. Различие наблюдается лишь в нижнем торфяном горизонте, где отмечается относительно высокое для торфа содержание кремнезема и полуторных окислов.
Верхний гумусовый горизонт хорошо окультурен, довольно богат основаниями, фосфором и калием. В профиле этих почв имеются прослойки аллювия, различающиеся по гранулометрическому составу и агрохимическим показателям. Подстилающий торф характеризуется высокой зольностью, кислой реакцией среды, сравнительно низкой насыщенностью основаниями и слабой обеспеченностью фосфором и калием.
Характерной особенностью агрохимических свойств аллювиальных почв является высокое содержание фосфора и калия и значительно меньше - обменной кислотности и степени насыщенности основаниями.
Несмотря на благоприятные климатические условия для образования болот, торфяные почвы на территории области менее распространены по сравнению с другими областями лесной зоны РФ и занимают площадь 40,4 тыс. га, или 5,1% сельхозугодий. Это объясняется, прежде всего, наличием широко развитой густой сети мелиоративных сооружений.
Торфяные почвы распространены преимущественно на территории Неманской низменности, вдоль берегов Куршского и Калининградского заливов, в речных долинах, а также на Земландском полуострове. Эти почвы подвергаются длительному переувлажнению и осушаются польдерными системами, включающими защитные дамбы, насосные станции, шлюзы, сеть открытых канав и магистральных каналов.
Осушаемые торфяные почвы характеризуются специфическим валовым химическим составом. Для них характерна высокая зольность, значительное содержание оксидов алюминия, железа, кальция и марганца при очень низком количестве общего и подвижного фосфора, неравномерное изменение зольности и содержания оксидов по профилю, что свидетельствует о значительном участии аллювиальных процессов в их формировании.
Основные статистические параметры агрохимических свойств торфяных почв. Относительными особенностями этих почв являются сравнительно высокое содержание органического вещества, слабокислая реакция среды, хорошая обеспеченность элементами питания, в частности подвижным фосфором и обменным калием, неравномерное изменение агрохимических показателей по профилю.
Изучению почв области посвящены работы многих исследователей. История освоения земель Восточной Пруссии широко представлена в работах Альтгаузена Л. (1896), Верша В. (1912), Ринделя А. (1910), закономерности и условия почвообразования изучены Завалишиным А. А., Надеждиным Б. В. (1954, 1961), агрохимические свойства почв рассмотрены в работах Важенина И. Г., Беляковой В. И. (1959), Панасина В. И. (1970, 1974).
В результате научных исследований почвенной экспедицией Почвенного института АН СССР и работы Завалишина А. А., Надеждина Б. В. (1961), проведенных на территории области, выделено более 80 разновидностей почв, которые могут быть сгруппированы по ряду основных признаков в 6 групп с учетом их генезиса, характера почвообразовательного процесса, географического распространения, гранулометрического состава и других признаков.
В первую группу включены дерново-подзолистые тяжелосуглинистые и глинистые почвы, имеющие в большинстве случаев слабое или сильное оглеение в нижней части профиля. Это почвы, сформировавшиеся на породах тяжелого гранулометрического состава, представленны тяжелыми моренными суглинками, карбонатными глинами, валунными и безвалунными водно-ледниковыми суглинками.
Вторую группу образуют дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы, залегающие на водно-ледниковых средних и легких суглинках или двучленных отложениях в виде подстилающей породы среднего или тяжелого гранулометрического состава, прикрытой более легким наносом.
Третья группа представлена дерново-подзолистыми легкосуглинистыми почвами на разных почвообразующих - ледниковых средних и тяжелых суглинках, двучленных отложениях и карбонатных супесях, а также на легких суглинках.
К четвертой группе относятся дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы, расположенные преимущественно в долинах и на верхних террасах рек, а также на берегах заливов и Балтийского моря. Это почвы, залегающие на водно-ледниковых супесях и песках, в ряде мест - на двучленных отложениях. По сравнению с глинистыми и суглинистыми почвами в песчаных и супесчаных почвах в меньшей степени проявляются признаки оглеения.
В пятую группу вошли дерновые глеевые и аллювиальные почвы материковых и пойменных лугов. Почвы этой группы характеризуются большим разнообразием почвенных разновидностей. Сюда включены дерновые глеевые и глееватые почвы на карбонатных суглинках и глинах, аллювиальные и дерновые на суглинистом или песчаном аллювии и аллювиальные почвы на погребенном торфе.
Шестую группу образуют осушаемые торфяные почвы, подстилаемые древнеаллювиальными наносами, представленными иловатыми сизыми глинами и сортированными песками, залегающими на тяжелых и средних суглинках.
Характерными особенностями этих почв являются относительно высокая зольность торфа и неравномерное, слоистое изменение ее по профилю, что также свидетельствует о специфичности формирования этих почв под влиянием аллювиальных наносов.