Вторник, 06.12.2016, 20:53
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Естественные науки

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИИ О ПОЧВАХ ЧУКОТСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

А.А.Пугачёв

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИИ О ПОЧВАХ ЧУКОТСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Исследования почв Крайнего Северо- Востока России проводятся уже в течение более 60 лет, но системный характер они приобрели лишь 40 лет назад. Первые работы А.Т. Макарова (1937), П.П. Пасечника (1957), А.П. Васьковского (1960) были посвящены строению и свойствам некоторых типов почв тундровых и тундролесных территорий, а также морфологии окультуренных почв речных долин. Было выполнено первое разделение этих почв на «болотный» тип в тундрах, «мерзлотоземы» и «подзолы» в континентальных и приморских тундролесьях. Начиная с 1960-х гг. подробное изучение почв
региона, проводят сотрудники Почвенного института им. В.В. Докучаева и Института географии РАН (г. Москва), Института биологических проблем Севера ДВО РАН (г. Магадан) и Магаданского НИИ сельского хозяйства РАСХН [9].

Ряд публикаций обобщает материалы исследований генезиса, географии, классификации и номенклатуры почв региона [3; 4; 7; 10]. Вместе с тем почвы Чукотки едва затронуты изучением. В настоящее время в той или иной степени полно исследованы тундровые глеевые почвы побережья Чаунской губы и почвы горных тундр отрогов Раучуанского хребта [7], а также тундровые элю- виально-глеевые почвы низовьев р. Анадырь [4].

Целью представленной работы является обобщение материалов исследований почв Чукотского автономного округа на данный период их непосредственного изучения.

Для реализации данной цели ставились следующие задачи:
- характеристика факторов почвообразования в основных ландшафтах региона;
- анализ генезиса доминирующих типов почв.

Методика исследований

Определение физико-химических свойств почв выполнялось следующим образом: рН - потенциометрически, Н и Al - по А.В. Соколову, обменные Са2+ и Mg2+ - комп- лексометрически, гидролитеческая кислотность по Каппену, К2О (пламенно-фотометрически) и Р2О5 (фотоколориметрически) по А.Т. Кирсанову, общий углерод - по А.В. Тюрину, в модификации В.Н. Симакова, азот - по Къельдалю [1]. Гранулометрический состав мелкозема определяется по А.А. Качинскому [2], групповой состав гумуса - по Кононовой-Бельчиковой [8], валовой состав почв - методом количественного спектрального анализа ренгенофлуоресцентным методом на анализаторе РФА.

Результаты и обсуждение

Специфичность почвообразования на территории региона заключается в наличии вулканического пепла, геохимическом своеобразии территории, особенностях протекания почвенно-биологических процессов и т. д. Многовековое влияние криогенного фактора приводит к существенным изменениям в строении, физико-химических свойствах почв, являясь активным фактором их генезиса. Вместе с тем доминирующие группы и типы почв не являются специфичными только для данного региона. Они широко представлены в субарктических областях Евразии и Северной Америки, что дает возможность использовать представленные материалы в широком географическом аспекте (табл. 1, 2).

Горно-тундровые ландшафты региона характеризуются интенсивным физическим разрушением и замедленным химическим выветриванием почвообразующих пород, приводящим к накоплению преимущественно обломочных фракций. Отмеченное соотношение между фракциями обусловлено резким преобладанием физического дробления горных пород над химическим выветриванием минералов, что свойственно холодным гумидным районам вообще. Распределение ила, тонкой и отчасти средней пыли в почвенном профиле свидетельствует о накоплении их в верхних наиболее прогреваемых и гумусированных горизонтах и резком снижении содержания с глубиной (см. табл. 1). Подобный характер распределения вызван наличием процессов оглинивания, свойственных подбурообразованию. В средней и нижних частях почвенного профиля активность глинообразования снижается, что коррелирует с меньшими прогреваемостью и гумусированностью.

Наряду с процессами оглинивания в рассматриваемых почвах имеет место суспензионный вынос тонкодисперсных частиц, что подтверждает наличие наилков на поверхности щебня и глыб коренных пород в средней части профиля.

Почвы, образующие рассматриваемую комбинацию, различаются между собой по ряду физико-химических показателей. Так, подбуры темные характеризуются сильнокислой реакцией и большой гидрологической кислотностью органогенных горизонтов; с глубиной значения рН заметно повышаются, а величина гидролитической кислотности резко снижается, что коррелирует со степенью гумусированности.

Распределение обменных оснований и подвижных К2О и Р2О5 в профиле этих почв неоднородно: они активно накапливаются в живом растительном покрове и отмерших его частях, в перегнойных горизонтах содержание их резко снижается. Это вызвано как вовлечением биофильных элементов в новый цикл биологического круговорота, так и активным выщелачиванием органических остатков. В минеральных горизонтах содержание этих элементов очень мало, что связано с низкой поглотительной способностью фракций мелкозема и бедностью ими почвообразующих пород.

В этих условиях функционирует сильно заторможенный, очень малопродуктивный биологический круговорот, результатом которого является ограниченное количество ежегодно формирующегося органического вещества. Поверхностное поступление и накопление отмершей растительной массы, связанные с преобладанием фотосинтези- рующих органов и расположением корневых систем в верхней части профиля, в сочетании с замедленной деструкцией растительного опада и его бедностью основаниями приводят к образованию кислого и высокоподвижного гумуса, способного к внутрипрофильной миграции. При узком отношении между количеством реагирующего органического вещества и мобилизованными в подвижное состояние оксидами R2O3 формируются почвы с морфологически неоподзоленным профилем (подбуры). Сущность подбурообразования заключается в специфическом сочетании кислого выщелачивания в окислительной обстановке, образования тор- фяно-грубогумусовых горизонтов, ферсиаллитизации минеральной части, иллювиально- гумусового перераспределения соединений Fe и Al, миграции суспензий в профиле.

В ландшафтах равнинных тундр краткость теплого периода, низкие суммы положительных температур, близкое залегание льдистой многолетней мерзлоты, медленное оттаивание, переувлажнение и оглеение всего деятельного слоя, плотная упаковка минеральных частиц и преобладание в их составе глинистых минералов обусловливают низкую энергетику почвообразования. Перечисленные факторы вызывают застойный водный режим, ограничивают нисходящие миграции почвенных растворов, способствуют активному развитию процессов криогенного влаго- и массообмена. Это приводит к гомогенизации деятельного слоя тундровых почв (быстрой - при солифлюкционных перемещениях и оплывании краев морозобойных трещин; более медленной - при пятнообразовании, пучении и термокарсте), обогащению его органическим веществом [4]. При близком залегании мерзлоты элювиально-иллювиальный процесс иногда проявляется только в надмерзлотном накоплении наиболее подвижных компонентов почвенного гумуса и раскристаллизованных оксидов R2O3. Основная часть химических элементов, мобилизованных при выветривании минералов и разложении растительных остатков, вновь вовлекаются в биологический круговорот. Однако последний характеризуется малой емкостью и интенсивностью, в связи с чем его влияние на минеральную часть почвенного профиля ограниченно. Почвы крупнокустарниковой тундры низовьев р. Анадырь имеют сложное полигенетическое строение. Наличие прослойки торфа в мерзлой нижней части профиля является следствием того, что в прошлом на месте расположения почвенной траншеи была заболоченная территория. Впоследствии болото было перекрыто тонким плащем, по-видимому, эоловых отложений. Позже, в период позднеголоценового похолодания, получили активное развитие процессы криогенного массообмена. Строение почв бугорков и прилежащих межбугорковых понижений свидетельствует о наличии здесь экспульсивных выбросов, описанных впервые В.Н. Сукачевым (1911). При этом в процессы криогенного массообмена вовлекалась большая толща, чем современный деятельный слой, на что указывает выпучивание подстилающей породы, имеющей более темную окраску. Процессы пучения вызвали прорыв погребенного торфяного слоя, изгибание вверх прилежащих горизонтов и образование бугорков. По-видимому, вначале бугорки были заняты пятнами, верхние слои которых оплывали в период весеннего оттаивания.

Интересно отметить, что образование пятен и микросолифлюкция их склонов происходили в относительно недавнее время. На это указывает погребение под оплывшими частями суглинистой массы органогенных горизонтов, возраст которых вряд ли превышает первые тысячелетия. Строение почв бугорков и погребение под мелкоземом различных слоев органогенных горизонтов подтверждают разновременность их образования.

Бугорки и межбугорковые пространства характеризуются различной степенью увлажнения, что обусловлено рядом описанных причин и приводит к заселению их гигрофильными и мезофильными растительными сообществами. В них селятся сфагновые мхи, осоки и пушицы, имеющие значительную продуктивность и низкие темпы разложения опадов. Это несоответствие вызывает накопление частично разложившихся органических остатков и постепенное заполнение межбугорковых пространств торфом, в результате чего поверхность нивелируется. В этих условиях развиваются тундровые глеевые торфянисто-перегнойные почвы, различающиеся по степени разложенности торфянистого горизонта, его мощности, видовому составу напочвенного покрова и подстилок. На бугорке, под багульниково-лишайниковым сообществом с голубикой и осока- ми, формируется тундровая глееватая почва. На более молодом бугорке, под ерниково- багульниковой группировкой с морошкой и брусникой, а также под кустом ольхи развиваются своеобразные тундровые элювиально-глеевые торфянистые почвы, у которых ниже подстилки залегает отбеленный горизонт.

Следует отметить, что почвы, развивающиеся под кустами кедрового и ольхового стлаников, по морфологическому строению очень близки с почвами других растительных сообществ. Это также указывает на то, что крупнокустарниковые компоненты фитоценоза появились здесь сравнительно недавно. Это подтверждают отмершие, но еще хорошо сохранившиеся кочки пушицы под кустами.

Минеральные горизонты всех почв микрокомплекса имеют среднесуглинистый гранулометрический состав. По физико-химическим свойствам они делятся на две резко различающиеся группы. Тундровые глеевые торфянисто-перегнойные почвы характеризуются сильнокислой реакцией, большим содержанием обменных катионов и подвижных К2О и Р2О5 в органогенных горизонтах. В минеральной части почвенного профиля наблюдается резкое повышение значений рН и снижение содержания обменных катионов и подвижных элементов питания. Распределение обменного водорода в минеральной толще постепенно снижается, оснований - практически недифференцировано.

Изучение физико-химических свойств торфянистых горизонтов почв, развивающихся под разными сообществами, не выявило принципиальных различий. Можно лишь констатировать несколько меньшую кислотность и повышенное содержание оснований в гор. АТ почв, развивающихся под пушицей и ольховым стлаником.

Почвы бугорков отличаются от описанных выше значительно меньшей актуальностью и потенциальной кислотностью, повышенным содержанием оснований и степени насыщенности. Распределение обменных форм кальция и магния в минеральных почвенных профилях различно. В тундровой глееватой почве оно практически недифференцировано. В тундровой элювиально-глеевой торфянистой распределение обменных оснований имеет четко выраженную дифференциацию. Осветленный горизонт заметно обеднен ими по сравнению с лежащими ниже горизонтами, что, очевидно, вызвано развитием элювиально-глеевого процесса. Ограниченная дифференцированность и высокое содержание обменных оснований в средней и нижней части профиля, по-видимому, обусловлено процессами криотурба- ции и выбросом почти к поверхности слабо выщелоченной подстилающей породы.

Своеобразным ландшафтным образованием Чукотки являются заросли кедрового стланика, характеризующегося низкой зольностью, содержанием значительных количеств трудно минерализуемых компонентов и веществ, подавляющих микробиологическую активность, что создает предпосылки к образованию гумусовых веществ преимущественно фульвокислотной группы.

При узком соотношении гумуса и мобилизованных R2O3 в этом случае формируются почвы с бурым морфологически неопод- золенным профилем. На глинистых, суглинистых, иногда суглинисто-песчаных породах с близким залеганием многолетней мерзлоты процесс почвообразования приводит к образованию гомогенно-глеевых почв с замедленной нисходящей миграцией подвижных соединений в нижние горизонты и за пределы профиля.

Таблица 1
Аналитическая характеристика основных типов почв Чукотского автономного округа

Примечание. Г.К. - гидролитическая кислотность;
х - потеря при прокаливании;
хх - водород по Гедройцу, мг-экв. / 100 г почвы;
н/о - не определялось.

 
Таблица 2
Аналитическая характеристика экосистем болот

Примечание. «-» - не определялось; * - потеря при прокаливании; н - водород обменный, по Гедройцу.
 
Ландшафты болот представляют собой сложные саморегулирующиеся системы, в которых степень продуцирования органического вещества растений во много раз превышает темпы их разложения, что приводит к образованию промежуточных продуктов минерализации в виде низкомолекулярных кислот. В конечном итоге в составе органического вещества накапливаются наиболее активные и подвижные фракции специфической и неспецифической природы.

Одним из наиболее распространенных ландшафтов в равнинных условиях континентальной части Чукотки являются полигональные болота (см. табл. 2). На ранних стадиях своего развития они имеют форму плоских бугров с кочкарниковой поверхностью, в которых в настоящее время торфонакопление отсутствует вследствие разложения верхней наиболее прогреваемой части профиля. По-видимому, как и на Европейском Севере, верхние горизонты этих почв не имеют генетической связи с современной растительностью, так как их торфяная толща образовалась в древний более теплый период. В мочажинах под осоково-сфагновой растительностью в условиях сильного обводнения современное торфонакопление обусловливает формирование болотных мерзлотных торфяно-глеевых почв.

В условиях низменностей сочетание органического вещества и анаэробных организмов обусловливает интенсивное оглеение минеральной части почв, относительное обогащение их кремнекислотой, образование подвижных форм марганца, обеднение железом и в меньшей степени алюминием. Создаются благоприятные условия для образования разнообразных органо-минеральных соединений, имевших большое значение в миграции указанных элементов.

Заключение

Общей особенностью почвообразования в ландшафтах Чукотки является несоответствие темпов поступления отмерших частей растений со скоростью их разложения, обусловливающее изъятие основной массы элементов-органогенов из биологического круговорота веществ на неопределенное время.
В ландшафтах с песчано-супесчаными и каменисто-мелкоземистыми почвами, подстилаемые «сухой» многолетней мерзлотой, не служащей водоупором, мобилизованные при выветривании минералов кальций, калий, фосфор, магний, сера и марганец активно вовлекаются в круговорот, вследствие чего их роль в процессах внутрипрофильной миграции невелика.

В ландшафтах с суглинисто-глинистыми почвами, характеризующимися близким залеганием льдистой многолетней мерзлоты, низкая водопроницаемость глеево-тиксотропных горизонтов, преобладание восходящей миграции почвенных растворов и наличие криогенного массообмена препятствуют элювиально-иллювиальной дифференциации почв, обусловливая их гомогенизацию.

Библиографический список

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. - М. : МГУ, 1970. - 490 с.
2. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв и грунтов / А.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. - М. : Высш. шк., 1973. - 399 с.
3. Игнатенко И.В. Классификация, систематика и номенклатура почв Крайнего Северо-Востока СССР / И.В. Игнатенко // География и генезис почв Магаданской области. - Владивосток : ДВНЦ АН СССР, 1980. - С. 55-92.
4. Игнатенко И.В. Тундровые глеевые почвы Чукотки / И.В. Игнатенко, Б.А. Павлов, И.Е. Богданов // Изв. СО АН СССР. Сер. Биологические науки. - 1979. - Вып. 3. - С. 10-18.
5. Наумов Е.М. Почвы Магаданской области и их агрохимическая характеристика / Е.М. Наумов // Агрохимическая характеристика почв СССР. Дальний Восток. - М. : Наука, 1971. - С. 240-313.
6. Наумов Е.М. Главные типы генетических почвенных профилей и особенности почвенного покрова таежной зоны Крайнего Северо-Востока / Е.М. Наумов // Почвы и растительность мерзлотных районов СССР. - Магадан : Магадан. кн. изд-во, 1973. - С. 48-55.
7. Павлов Б.А. Почвенные комплексы Чаунской низменности и их антропогенные изменения : авто- реф. дис. ... канд. биол. наук / Б.А. Павлов. - Новосибирск : 1986. - 15 с.
8. Пономарева В.В. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения) / В.В. Пономарева, Т. А. Плотникова. - Л. : Наука, 1980. - 226 с.
9. Пугачев А.А. Структурно-функциональная организация и динамика почвенно-растительного покрова Крайнего Северо-Востока России : монография / А.А. Пугачев, Е.А. Тихменев. - Магадан : СВГУ, 2011. - 197 с.
10. Таргульян В.О. Почвы / В.О. Таргульян // Север Дальнего Востока. - М. : Наука, 1970. - С. 234-256.
УДК 576.312: 597.587.9

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2016. Выпуск 25

Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (13.07.2016)
Просмотров: 95 | Теги: чукотка | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016