Воскресенье, 04.12.2016, 00:48
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Естественные науки

ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ЧУКОТКИ

А.А. Пугачёв

ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ЧУКОТКИ

Целью представленной работы является обобщение исследований почв арктического побережья Чукотки на данный период их изучения. Рассматриваемые почвы широко представлены в субарктических областях Евразии и Северной Америки, что дает возможность использовать представленные материалы в широком географическом аспекте.

Ключевые слова: почвы, ландшафт, арктическое побережье, криогенез, органика, биологический круговорот.

 

Введение

Почвы и почвенный покров Чукотского автономного округа едва затронуты изучением [2; 4]. В настоящее время в той или иной степени полно исследованы тундровые глеевые почвы побережья Чаунской губы и почвы горных тундр отрогов Раучуанского хребта [3], а также тундровые элювиально-глеевые почвы низовьев р. Анадырь [2]. В этой связи представленные материалы дают возможность оценить особенности почвообразования в условиях приледоморья на основании изучения биологического круговорота веществ, запасов и структуры биомассы растительных сообществ и почв, приуроченных к доминирующим ландшафтам побережья прол. Лонга.

Объекты исследования

Рассматриваемая территория располагается на побережье прол. Лонга в междуречье Рывеем-Куэквунь. Она представляет собой равнинную местность с небольшими горными массивами, ограниченную в 2025 км от берега моря Экиатапским хребтом. На всех хорошо дренированных элементах рельефа развиваются горно-тундровые сообщества. Субарктические осоково-пушицевые кочкарные тундры приурочены к пологим склонам и шлейфам гор. Фрагментарность растительного покрова характерна лишь для резко выступающих в рельефе участков с усиленной денудацией субстрата. Днища долин, шлейфы подножий гор, пологие части склонов сплошь заняты лишайниково-моховым покровом.

Почвенно-растительные комплексы ПРК) рассматриваемой территории объединяются в несколько групп по сходству флористического состава, особенностям почвообразования и направленности биологического круговорота веществ:
1. Каменистые мелкокустарничково- лишайниковые тундры на примитивных органо-щебнистых почвах и подбурах типичных (урочища, обособленные на выпуклых элементах рельефа, каменистых грунтах с морозной сортировкой, интенсивно дренируемых).
2. Луговинно-мелкокустарничковые и мелкокустарничковые лишайниково-мохо- вые тундры на микрокомплексе подбуров
типичных и подбуров перегнойных (урочища фрагментов структур ландшафтов с плоской поверхностью, щебнисто-суглинистым субстратом, среднедренируемым, с пятнисто- медальонной, солифлюкционно-пятнистой дифференциацией).
3. Мелкокочкарные осоково-пушицево- моховые тундры на микрокомплексе тундровых глеевых и тундровых торфянисто-пере- гнойно-глеевых почвах (урочища обширных слабо дренируемых полого наклонных и слабовыпуклых поверхностей на суглинистом субстрате с деллевым, трещиновато-бугристом, пучинно-пятнистым микрорельефом).
4. Заболоченные ивково-осоково-мохо- вые тундры на тундровых торфянисто-глее- вых почвах (урочища плоских и вогнутых застойно увлажняемых поверхностях с отор- фованным суглинистым субстратом, скрыто- полигональным и полигонально-валиковым микрорельефом).
5. Мохово-осоковые болота на тундровых торфяно-болотных почвах (урочища застойно переувлажняемых понижений).

Результаты исследований

ПРК 1-2-й групп характеризуются интенсивным физическим разрушением и замедленным химическим выветриванием почво- образующих пород, приводящих к накоплению в почвах больших количеств обломочных фракций. В этих условиях функционирует сильно заторможенный, очень малопродуктивный биологический круговорот, результатом которого является низкое количество ежегодно образующегося органического вещества, способного к взаимодействию с минеральной частью почв. Поверхностное поступление и накопление отмершей растительной массы, связанное с преобладанием фотосинтезирующих органов и расположением корневых систем в верхней части деятельного слоя, в сочетании с замедленной деструкцией опада на фоне общей суровости климата приводит к образованию кислого агресивного органического вещества.

В ПРК 3-й группы биологический круговорот способствует перераспределению биофильных элементов из корнеобитаемых горизонтов в надземные органы растений, поступлению большей части опадов на поверхность почвы и активному вовлечению в новые циклы круговорота основной массы заключенных в органических остатках зольных элементов и азота.

В ПРК 4-5-й групп биологический круговорот веществ осуществляется, в основном между торфянистыми горизонтами и растительным покровом. Основная масса мобилизованных при выветривании почвенных минералов и разложении растительных остатков элементов вновь вовлекается в биологический круговорот, однако последний характеризуется малой емкостью и интенсивностью, в связи с чем его влияние на минеральную часть почвенного профиля ограничено.

Продуктивность напочвенного покрова экосистем арктического побережья Чукотки варьирует в широких пределах, но не превышает 6,0 т/га. В экосистемах горных тундр при переходе от верхних частей склонов к нижним, происходит снижение участия лишайников (от 86,53 до 37,33 %) с одновременным увеличением роли мхов (от 1,05 до 37,84 %). Зональным тундрам свойственна бедность флористического состава при абсолютном господстве мхов (до 81,13 %), осоковых трав (до 24,37 %) и кустарничков семейства ивовых (до 16,81 %).

В горных тундрах приледоморья слабая дренированность, мелкоземисто-щебнистый субстрат, близкое к поверхности залегание мерзлоты обусловливают формирование аркто-тундровых почв (см. таблицу). В этих условиях мерзлый субстрат, представленный твердой сцементированной массой мелкозема со щебнем и прослоями льда, затрудняет вертикальный сток влаги, обусловливая переувлажнение и оглеение почвенного профиля. Ярко выражены криогенные процессы, приводящие к пятнообразованию и вымораживанию камней. Рассматриваемые почвы характеризуются преобладанием пылеватых фракций, большим содержанием ила и физической глины. Им свойственны аккумулятивный характер распределения органического вещества, кислая реакция почвенной среды, значительная гумусированность всей минеральной толщи, значительная ненасыщенность почвенно-поглощающего комплекса основания. Распределение обменных форм кальция и магния носит биогенный характер.

Почвы пятнисто-трещиноватых пушицево-кочкарниковых тундр сильно нарушены процессами криогенного массообмена. В составе их мелкозема резко преобладает фракция пыли. Максимальное содержание ила отмечается в верхней части глеевого горизонта. Возможно, это обусловлено диспергацией первичных минералов [2], но не исключен и суспензионный привнос тонкодисперсных частиц по морозобойным трещинам.

Аналитическая характеристика почв арктического побережья Чукотки

Примечание. х - потеря при прокаливании; н/о - не определялось, Р - степень насыщенности основаниями.

По физико-химическим свойствам почвы нанокомплекса рассматриваемого типа тундр существенно различаются между собой. Так, в тундровой глеевой почве верхние органогенные горизонты имеют сильнокислую реакцию, высокую обменную и гидролитическую кислотность. В лежащих ниже минеральных горизонтах значение рН резко повышается, а величина гидролитической кислотности снижается.

Распределение обменных оснований указывает на наличие двух максимумов, приуроченных к органогенным горизонтам и верхней части мерзлого глеевого горизонта. Первый из них обусловлен биологической аккумуляцией, второй, видимо, накоплением в надмерзлотной части профиля.

Характерной особенностью данной почвы являются глубокая и значительная гумусированность всего деятельного слоя и образование ярко выраженного максимума органического вещества над уровнем мерзлоты. Этот максимум совпадает с обильным включением погребенной органики, что свидетельствует о том, что его происхождение вызвано процессами криогенного массо-обмена.

Тундровая надмерзлотно-глеевая почва отличается от описанной выше слабокислой реакцией всего деятельного слоя и значительно меньшей обменной и гидролитической кислотностью. Одновременно она характеризуется более высоким содержанием обменных оснований, распределение которых в профиле свидетельствует о вторичном насыщении в результате развития процессов термокапиллярного перераспределения почвенных растворов из нижних горизонтов в поверхностные. Все это свидетельствует о том, что данная почва в недалеком прошлом была почвой пятна и в настоящее время трансформируется в сторону восстановления под воздействием поселившейся на пятне растительности. О том, что характеризуемая почва сравнительно недавно прошла стадию пятна, свидетельствуют высокая насыщенность основаниями всего деятельного слоя и значительно меньшая его гумусированность по сравнению с тундровой глеевой почвой.

Тундровая остаточно-надмерзлотно- глеевая почва пятна отличается от почвы основной поверхности значительно меньшей актуальной и гидролитической кислотностью, повышенным содержанием обменных оснований в верхних горизонтах и высокой насыщенностью ими почвенно-поглощающе- го комплекса. Весь деятельный слой этой почвы прогумусирован, однако распределение гумуса в профиле имеет иной характер: в поверхностной корке его количество минимально, с глубиной содержание заметно увеличивается.

Тундровая глеевая торфянисто-перегнойная почва морозобойной трещины отличается от рассмотренных выше почв более кислой реакцией, высокой обменной и гидролитической кислотностью, значительной ненасыщенностью основаниями.

Изучение качественного состава гумуса тундровой глеевой почвы свидетельствует о ярко выраженном преобладании фульво-кислот, особенно кислотнорастворимой фракции (I а), распределение которой в профиле практически недифференцировано. Распределение фракций 3 гуминовых и фульвокислот, прочно связанных с коллоидами, указывает на относительное увеличение их содержания в нижней части профиля. Последнее объясняется усложнением молекул подвижных гумусовых веществ при вымораживании. При этом очевидно, часть фульвокислот трансформируется в гуминовые кислоты, что вызывает некоторое сужение отношения С г.к.: С ф.к.

Данные валового состава тундровой глеевой почвы свидетельствуют об отсутствии дифференциации ее профиля, что обусловлено интенсивным массообменом деятельного слоя и низкой интенсивностью процессов почвообразования.
В экосистемах болот развиваются кислые восстановительные условия, служащие геохимическим барьером по отношению к поверхностным или внутрипочвенным латеральным водам, продуктам почвообразования и выветривания. При этом основным процессом их генезиса является торфонакопление. К частным процессам следует отнести оглеение, а также криогенные педотурбации профиля в случае формирования почв на крутых склонах с близким залеганием мерзлоты и на заболоченных равнинах.
 
Почвенный покров склоновых ландшафтов характеризуется значительной неоднородностью. Почвам эрозионных склонов свойственны маломощность профиля, его сильная щебнистость, наличие незначительного количества мелкозема. Сформировавшиеся в этих условиях примитивные органо-щебнистые почвы не образуют сплошного покрова, располагаясь отдельными участками между каменистым субстратом. По сути, эти почвы представляют собой первую литофильную стадию почвообразования.

Почвенный покров дефлюкционных и структурных террас характеризуется ярко выраженной микрокомплексностью, обусловленной чередованием на фоне основной ровной поверхности бугров, пятен, трещин, каменных колец и многоугольников.

На поверхности структурных террас формируется мелкокочкарный микрорельеф, переходящий в каменисто-многоугольниковый вблизи бровок. Слабая дренированность, мелкоземисто-щебнистый субстрат, близкое к поверхности залегание мерзлоты обусловливают формирование здесь горнотундровых глеевых почв.

Почвенный покров шлейфовой формации урочищ формируется в условиях избыточного слабопроточного увлажнения с неясно выраженной концентрацией стока по деллям и близко расположенной к поверхности многолетней мерзлоты. В результате создаются условия для образования тундровых торфянисто-глеевых почв.

Почвенный покров деструктивных террас представлен чередованием комплексов тундровых оглеенных почв кочек, тундровых оглеенных почв трещин, тундровых остаточно-оглеенных почв пятен и тундровых торфянисто-глеевых почв. Почвы заболоченных участков характеризуются активным торфонакоплением, наличием близко залегающей мерзлоты, оглеением и тиксотропностью минеральных горизонтов.

Заключение

Растительному покрову арктического побережья Чукотки свойственны те же закономерности формирования биомассы, что и для большинства экосистем Субарктики: превышение запасов подземной биомассы над надземной, несоответствие темпов поступления в опад отмерших органов растений со скоростью их разложения, значительное варьирование запасов и компонентов биомассы по элементам микро- и нано- рельефа. Обмен веществ между почвами и растительностью осуществляется по следующей схеме: корневые системы растений извлекают из почвы мобилизованные биофильные элементы и накапливают их в составе биомассы. После отмирания, разложения и минерализации подавляющая часть зольных элементов и азота растительных опадов накапливается в подстилке. Основная их масса вовлекается в циклы биологического круговорота веществ, некоторое количество мигрирует в минеральную часть профиля или выносится за пределы ландшафта поверхностными водами.

Библиографический список

1. Богданов И.Е. Почвы, запасы растительной массы и продуктивность крупнокустарниковых тундр юго-восточной Чукотки / И.Е. Богданов, И.В. Игнатенко, А.А. Пугачев // Биологическая продуктивность и ее увеличение в интересах народного хозяйства. - М. : МГУ, 1979. - С. 26-27.
2. Игнатенко И.В. Тундровые глеевые почвы Чукотки / И.В. Игнатенко, Б.А. Павлов, И.Е. Богданов // Из. СО АН СССР. Сер. Биологические науки. - 1979. - Вып. 3. - С. 10-18.
3. Павлов Б.А. Почвенные комплексы Чаунской низменности и их антропогенные изменения : авто- реф. дис. ... канд. биол. наук / Б.А. Павлов. - Новосибирск, 1986. - 15 с.
4. Почвы / В.О. Таргульян и [др.] // Север Дальнего Востока. - М. : Наука, 1970. - С. 234-256.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2016. Выпуск 25

Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (12.07.2016)
Просмотров: 130 | Теги: почвы | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016