Литературный обзор - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Почвенный покров Северо-Запада России отличается значительным разнообразием, которое обусловлено пестротой почвообразующих пород и форм рельефа, формирование которых связано с последним оледенением. Основной фундаментальной сводкой по почвам и почвенному покрову региона является монография "Почвы и почвенный покров Северо-Запада России" (1995), на которую мы неоднократно ссылаемся в этой работе. Специальное внимание почвам холмисто-моренных ландшафтов уделено в монографии Э. И. Гагариной (2004). Согласно ее данным, почвенный покров Вепсовско-Андомского округа отличается высокой пестротой, обусловленной влиянием мезорельефа, перераспределяющего влагу, двучленностью почвообразующих пород, влиянием растительного покрова. Обилие холмов, обычно небольших, создает мелкоареальный рисунок почвенного покрова. Почвенный покров характеризуется высокой контрастностью и округлой формой ареалов.
Почвы на двучленных отложениях широко распространены на севере, северо-востоке и северо-западе Русской равнины и издавна привлекали внимание исследователей, вследствие дискуссионного характера их генезиса и классификации (Апарин, Рубилин, 1975; Апарин, 1992). Среди двучленных отложений на обследованной нами территории парка "Вепсский лес" можно выделить: 1. Морены с перемытой верхней толщей (и "легкая", и "тяжелая" части содержат каменистые включения и заметной количество частиц крупного и среднего песка). 2. Отложения звонцев (верхняя часть наноса представляет собой мелкопесчаную слоистую супесь, а нижняя - пластичную глину, обе не содержат ни камней, ни крупного песка). Звонцовые отложения приурочены к наиболее высоким и крутосклонным холмам.
Б. Ф. Апарин и Е. В. Рубилин (1975) в фундаментальной монографии показали основные черты строения и генезиса пород на двучленных отложениях. Так, ими отмечается, что осветленный горизонт на гранулометрическом контакте появляется в результате периодического избыточного увлажнения, приводящего к развитию восстановительных условий и процесса оглеения. Также авторы обращают внимание на типичность сильно языковатой нижней границы контактно-элювиального горизонта. Согласно современным представлениям (Турсина, 2012), эти трещины имеют палеокриогенное происхождение. В почвах они служат каналами миграции влаги и растворенных веществ. Порозность кроющего наноса значительно выше, а плотность - ниже, чем у подстилающей толщи, поэтому возникает резкая граница между двумя толщами. Б. Ф. Апарин (1992) делает предположение, что маломощная верхняя часть двучленных пород образовалась в результате наложения в период деградации ледника взвешенных наносов на плотную основную морену.
Почвам на двучленных породах посвящен ряд публикаций И. М. Яшина с соавторами (2011, 2012, 2015). Авторы отмечают роль процессов кислотного гидролиза, лессиважа и глееобразования в формировании профиля подзолов с двучленным строением профиля. Обращает на себя внимание сходство морфологии профилей этих почв, встречающихся в разных регионах: характерная контрастность верхней и нижней части профиля по гранулометрическому составу, белесые языки и затеки в толще красно-бурого суглинка, приуроченные к зоне литогенного контакта.
А. О. Макеев с соавторами (2015) указывают на широкую распространенность двучленных отложений в области верхнеплейстоценовых оледенений Европы. Авторы рассматривают педолитокомплексы на двучленных отложениях в области московского оледенения, однако можно увидеть много сходных черт с более молодыми осадками валдайского оледенения: высокая плотность морены, обусловленная ледниковой нагрузкой и процессами гидроконсолидации, сеть мерзлотных трещин, пронизывающих породу и т. д.
В соответствии с большинством теорий, в процессе оподзоливания происходит миграция металлоорганических комплексов, которая сопровождается формированием осветленного горизонта выноса и лежащего под ним интенсивно окрашенного иллювиального горизонта, обогащенного органическим веществом, железом и алюминием. Миграция органического вещества в иллювиальные горизонты способствует формированию пула органического углерода на глубине, где органические соединения сохраняются длительное время благодаря взаимодействию с минеральными компонентами почвы. Таким образом, количество стабилизированного органического вещества связано с количеством металлорганических комплексов и слабо окристаллизованных оксидов и гидроксидов железа и алюминия (Catoni et al., 2014). Если алюминий и железо мигрируют в составе металлоорганических комплексов, их иммобилизация в горизонте BHF может быть объяснена осаждением вследствие изменения соотношения органического углерода и металлов или микробиологическим разложением органического лиганда (Lundstr?m et al., 2000). С 1980-х гг. существует теория неорганического коллоидного транспорта алюминия, кремния и железа, которая возникла в связи с выявлением в иллювиальных горизонтах подзолов минерала имоголита. Фармер и его соавторы (Farmer et al., 1980; Farmer and Lumsdon, 2001) полагают, что иммоголит не может осаждаться из комплексов с органическим веществом, а исключительно из протоимоголита (алюмосиликатного предшественника). В связи с этим они рассматривают протоимоголит как транспортную фазу для перемещения алюминия, железа и кремния из верхней части профиля в иллювиальный горизонт. Вместе с тем, ряд авторов отмечает, что разнообразие природных обстановок, в которых встречаются подзолы, предполагает, что процессы, которые их сформировали, не во всех случаях идентичны. Представляется более вероятным наличие нескольких процессов мобилизации и иммобилизации алюминия, железа, кремния и органического вещества, которые могут приводить к формированию подзолов, и специфическое сочетание факторов почвообразования в каждом конкретном местоположении определяет наличие и степень выраженности каждого из этих процессов (Sauer et al., 2007). Р. Гейслер с соавторами (Geisler et al., 2000) показали, что важную роль в биогеохимических циклах Al, Fe и Si играет их мобилизация в подстилке. Она происходит прямым и непрямым путем. В первом случае элементы мобилизуются за счет выветривания in situ, которому способствуют кислая реакция и высокая концентрация низкомолекулярных органических соединений, которых в постилке в 10 раз больше, чем в подзолистом горизонте. Минеральные частицы, подвергающиеся выветриванию, поступают в подстилку в результате перемешивания почвы при ветровалах, роющей деятельности фауны, а также при лесных пожарах и иногда и при участии человека. Непрямой путь реализуется через выветривание в минеральных горизонтах и последующее поступление Al, Fe и Si в подстилку в результате капиллярного поднятия почвенных растворов и захвата корнями и гифами микоризных грибов.
В результате процесса альфегумусового подзолообразования дифференциация профиля по содержанию оксидов железа и алюминия достигает максимума и затрагивает все гранулометрические фракции (Тонконогов, 2009). В подзол-элювоземах, где горизонт E формируется в маломощном песчаном наносе, подстилаемом глинами, иллювиальный горизонт не формируется (Тонконогов, 2008). Для подзолистых и дерново-подзолистых почв характерны процессы селективного оподзоливания, при котором избирательно разрушаются наименее устойчивые минералы илистой фракции, а также лессиваж - миграция и аккумуляция илистой фракции без разрушения (Тонконогов, 2008, 2009). По мнению В. Д. Тонконогова (2008), область распространения элювиального, подзолистого и срединных горизонтов в основном определяются гранулометрическим составом почвообразующего субстрата. Подзолистый горизонт приурочен к песчаным отложениям и относительно мощным легким суглинкам, элювиальный - к легким суглинкам, близко подстилаемым тяжелосуглинистым текстурным горизонтом.
Е. С. Мигунова (2009) отмечает, что дифференциация природы внутри однородного в климатическом отношении региона определяется минеральным составом, физическими свойствами, сложением и строением (рельефом) поверхностных отложений, т. е. с исходной неоднородностью минерального фундамента.
Состав и продуктивность лесов сильно различаются на участках, разных по свойствам почвы. Обычно под лесом развивается поверхностный горизонт подстилки (О), благодаря произрастанию леса меняется микроклимат на поверхности почвы, а также ее физические, химические и биологические характеристики. Отдельное дерево может влиять на почву в радиусе 10 м и более, в сравнении с 1-5 м для кустарников и 0,1-0,5 м для травянистых растений. Изменение и пространственное варьирование свойств почвы вокруг отдельных деревьев формируются за счет распределения влаги и растворенных веществ, стекающих по стволу и просачивающихся через древесную крону, и поступления листового и корневого опада (Binkley and Giardina, 1998). В смешанных лесах качественные различия опада различных видов деревьев могут быть ведущим звеном в формировании пространственных закономерностей распределения почвенных организмов и некоторых свойств почвы, таких как содержание органического углерода и рН (Ettema and Wardle, 2002). Для лесных экосистем характерен рост почвенного разнообразия за счет биомеханического (ветровалы) и биохимического воздействия деревьев (Samonil et al. 2014).
Согласно О. Г. Чертову (1981), изучаемая территория относится к подгруппе лесных земель на двучленных наносах дренированных равнин и склонов различной крутизны с ельниками черничными и кисличными зеленомошными. Производительность древостоев на этих землях выше, чем на дренированных песках и супесях. Отмечается характерная особенность гидрологического режима этих земель: наличие в апреле-мае и сентябре-ноябре поверхностного горизонта почвенно-грунтовых вод (верховодки) на границе с подстилающим суглинком. Это явление имеет большое экологическое значение, т. к. препятствует использованию лесной растительностью в период ее интенсивного роста потенциально более богатой подстилающей породы. В модергумусовых и модермуллевых почвах на этих землях в толще гумусового горизонта регулярно О. Г. Чертов регулярно обнаруживал угольки, а на поверхности - следы уборки камней. Признаки давнего окультуривания отмечали на этих землях также Б. Ф. Апарин и Е. Ф. Рубилин (1975). Также в пределах участка встречается и другой тип земель: лесные земли на суглинках моренных бескарбонатных дренированных равнин и пологих склонов с ельниками черничными и чернично-кисличными зеленомошными. В условиях хорошего дренажа здесь образуются модергрубогумусные и модергумусные почвы разной степени подзолистости, а под лиственными древостоями - модермуллевые и реже муллевые подзолистые почвы. Образование гумусового горизонта в последних, по мнению О. Г. Чертова (1981), безусловно, связано с окультуриванием, мощность этого горизонта приближается к 13-15 см.
Рис.1. Фрагмент схемы типов гумуса почв лесной зоны О. Г. Чертова (1981)
Схема типов гумуса, представленная О. Г. Чертовым, восходит к типам гумуса Ф. Дюшафура (1970), который в хорошо аэрируемых почвах выделял мюлль (гумус включен в глинисто-гумусовый комплекс), модер (органическая и минеральная составляющие перемешаны не полностью, гумусово-глинистый комплекс отсутствует) и мор (органогенный горизонт, не смешанный с минеральными горизонтами). Формирование трех типов гумуса является проявлением существующей на биогеоценотическом уровне связи между составом растительных сообществ, почвенной биотой и плодородием почв. Тип гумуса обусловлен качеством растительного опада (различные виды растений формируют опад разного качества), составом микроорганизмов и почвенной фауны (Ponge, 2003).
Согласно определителю серий типов леса (Федорчук и др., 2005), на изученной территории на вершинах холмов выделяются серии черничная на дренированных суглинках и двучленных наносах (ЧЕРГ) и кисличная на дренированных бескарбонатных суглинках и двучленных наносах (КИСГ). Для той и другой характерно постоянное присутствие в напочвенном покрове индикаторных видов группы майника. В этих эдафических условиях устойчивость ели как лесообразующей породы очень высока. Авторы отмечают, что почвы лесов серии ЧЕРГ характеризуются бедностью азотом, сильнокислой реакцией, ненасыщенностью основаниями, однако благоприятны для произрастания довольно продуктивных еловых, сосновых и мелколиственных древостоев. В травяно-кустарничковом ярусе лесов кисличной серии обычно преобладает кислица, иногда в сочетании с черникой, а наряду с видами группы черники и майника, встречаются и виды группы перловника (на нашем участке - сныть, вороний глаз, грушанка круглолистная и щитовник мужской). Свойства почвообразующих пород в сериях ЧЕРГ и КИСГ различаются мало. Формирование различных типов биогеоценозов связано преимущественно с изменением экологических свойств верхних горизонтов почвы. Преобладают дерново-подзолистые и грубогумусные почвы. По сравнению с ельниками черничными, почвы содержат несколько больше азота и несколько менее кислые.
По мнению Е. С. Мигуновой (2009), для оценки трофности местообитаний важны гранулометрический состав почвенно-грунтовой толщи и содержание фосфора и калия в корнедоступных минеральных горизонтах. По мнению этого автора, биогенное накопление как валовых, так и подвижных форм фосфора и калия в органогенных горизонтах существенно не проявляется в богатстве местообитаний, т. к. в органической форме эти элементы недоступны растениям. Из элементов минерального питания Е. С. Мигунова особенно выделяет фосфор, необходимый для фиксации атмосферного азота.
Нико ван Бреемен (van Breemen, 1993) отмечает, что фосфор, возможно, главный элемент минерального питания, запасы которого относительно ограничены в большинстве природных экосистем. Мобильность фосфора очень низкая. Низкая подвижность фосфора обусловлена его низкой растворимостью, усилена эффективным поглощением элемента растениями, накоплением фосфора в органическом веществе и сорбцией/осаждением на аморфных вторичных оксидах железа и алюминия в почвах. Ван Бреемен полагает, что и закрепление фосфора оксидами находится под контролем биоты и может рассматриваться как часть биотического цикла фосфора. Его гипотеза основана на том, что 1) вторичные оксиды алюминия и железа образуются при биологически опосредованном выветривании первичных минералов; 2) они часто осаждаются под влиянием Fe-окисляющих бактерий; 3) эти оксиды могут сохраняться в аморфном состоянии благодаря взаимодействию с гумусовыми веществами. Фосфор, ассоциированный с такими аморфными оксидами, может извлекаться растениями более эффективно, чем из термодинамически стабильных кристаллических фосфатов алюминия и железа.
Растения могут влиять на плодородие почв через следующие процессы (Разнообразие и динамика, 2013):
- - поглощение элементов питания; - химическое выветривание горных пород; - поступление элементов питания с опадом, а для деревьев - и со стволовыми и кроновыми водами; - перераспределение осадков, света и тепла; - разложение и минерализацию органического вещества, формирующегося из растительных остатков разного качества.
Корневые системы растений оказывают влияние на физические и химические свойства почв, ее биологическую активность (Звягинцев и др., 2005).
В лесных биогеоценозах в процессе старения и вывала деревьев образуются окна. Этот процесс сопровождается педотурбацией, в результате формируется ветровальный почвенный комплекс (Васенев, Таргульян, 1995; Бобровский, 2010).
Похожие статьи
-
Химические показатели почв - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Кислотность почв, характеристики почвенно-поглощающего комплекса (ППК) играют важную роль при прогнозировании сельскохозяйственной пригодности почв, при...
-
Почвообразующие породы - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Почвообразующие породы на территории "Вепсского леса" представлены красно-бурыми моренными суглинками, песчаными отложениями зандров, камовыми песками и...
-
Объекты исследования Для выбора объекта исследования были изучены картографические материалы, космические снимки с целью нахождения наиболее характерного...
-
Введение - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Объектом нашего исследования являются почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес". Парк находится в северной части...
-
Растительный покров - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
На территории парка развиты средне - и южнотаежные варианты еловых, сосновых и смешанных лесов, вырубок. болот, лугов. На лесные территории приходится...
-
Почвы и почвенный покров - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Наименования почв в тексте приведены в соответствие с "Классификацией и диагностикой почв России" (2004). Рис.5. Почвенно-географическое районирование...
-
Геологическое строение и рельеф - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Парк почти целиком располагается на выступах кристаллических пород, к высокому цоколю которых приурочена Валдайская возвышенность. Валдайская...
-
Районирование изучаемой территории Согласно физико-географическому районированию Севера-Запада СССР (Исаченко и др. 1965), изучаемая территория относится...
-
Заключение - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"
Ш Почвенный покров холмисто-моренных ландшафтов парка "Вепсский лес" отличается пестротой, на вершинах и в верхней части склона холмов распространены...
-
Гидрографическая сеть на изучаемой территории представлена речной сетью (р. Сарка, р. Капша, р. Карповка и многочисленными озерами (Капшозеро,...
-
Таблица 1. Почвы и растительные сообщества исследуемого участка. № Название почвы Рельеф Название сообщества Основные виды Растений (кроме древесного...
-
Характеристика основных типов почв Район исследования преимущественно находится на территории Владимирской области. Основными типами почв являются...
-
Природный территориальный комплекс - участки земной поверхности характеризующиеся общностью происхождения, развития и однотипностью взаимодействия...
-
Характеристика почв бассейна реки Клязьмы - Почвенно-растительные взаимосвязи бассейна реки Клязьма
Почвы довольно разнообразны по составу и в основном относятся к дерново-подзолистым. По механическому составу преобладают почвы песчаные и супесчаные,...
-
Бассейновый подход при изучении ландшафтов - Почвенно-растительные взаимосвязи бассейна реки Клязьма
Водосборный речной бассейн - это целостная и самостоятельная единица в организации ландшафтов и является важным моментом в определении его как важной...
-
Обзор литературы - Ультразвук в обогащении
Авторами проведены исследования по изучению влияния ультразвуковой обработки черновых золотосодержащих концентратов перед цианированием. Определено, что...
-
Природные компоненты - это основные составные части природного территориального комплекса (природной геосистемы), взаимосвязанные процессами обмена...
-
Сельскохозяйственное использование - Характеристика серых лесных почв
Серые лесные почвы активно используются в сельском хозяйстве для выращивания кормовых, зерновых и плодоовощных культур. Для повышения плодородия...
-
Мир озер чрезвычайно разнообразен. Встречаются озера - моря и озера - лужи. Глубина озер колеблется буквально от десятков сантиметров до полутора...
-
Показано, что в условиях аридного климата эколого-геоморфологические последствия сосредоточенной добычи минерального сырья обладают определенной...
-
Описание почв бассейна реки Клязьма - Почвенно-растительные взаимосвязи бассейна реки Клязьма
Почвенно-экологический анализ проводился в бассейне реки Клязьмы, и бассейнах ее притоков (бассейны рек Судогда и Колокша Гороховецкий отрог), где были...
-
ВВЕДЕНИЕ - География мировых природных ресурсов
Под природными (естественными) ресурсами понимают компоненты окружающей природной среды, используемые в процессе общественного производства для...
-
Согласно почвенно-географическому районированию, в районе месторождения преобладающим зональным типом являются бурые солонцеватые почвы....
-
Классификация - Характеристика серых лесных почв
Согласно Классификации почв СССР 1977 года, тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа: - Светло-серые лесные : гумусовый горизонт маломощный --...
-
Морфология - Характеристика серых лесных почв
Профиль светло-серой лесной почвы - A 0 -- Лесная подстилка , маломощная (до 3--5 см). - A 1 -- Гумусовый горизонт серого цвета, комковато-мелкозернистой...
-
Живые организмы - Факторы почвообразования
Почва могла возникнуть лишь после появления живых организмов. Почвообразование происходит благодаря глубокому и сложному взаимодействию между...
-
Статистические таблицы - способ оформления статистических данных в виде систематически расположенных чисел, характеризующих те или иные массовые явления...
-
Земельные ресурсы - География мировых природных ресурсов
Переходя к характеристике земельных (почвенных) ресурсов, которые А. Г.Исаченко называет территориальными ресурсами, мы должны прежде всего отметить, что...
-
Новые методы наблюдения за образованием гидратов газов - Гидраты природных газов
Газовые гидраты можно получить в лаборатории из газа и воды, но это сложный процесс. Гидраты образуются очень медленно, даже если температура и давление...
-
Компьютерная обработка аэрокосмических снимков Для ГИС, предназначенной для решения различных научно-практических задач, важно использование информации,...
-
Для производства портланд-цемента разведаны Русско-Конопельское месторождение мела, глин и суглинков и Пушкарское месторождение суглинков. Оба...
-
Характеристика геологических и природных условий Дерново-мелкоподзолистые почвы сформировались под пологом хвойно-лиственных лесов на покровных...
-
Климат, Гидрология и почвы - Республика Науру
Климат на Науру -- экваториальный муссонный, жаркий и влажный. Средняя температура около +27,5°C. В дневное время она обычно колеблется между +26°C и...
-
Природные ресурсы и их проблемы, Минеральные ресурсы: достаточно ли их - Обеспеченность ресурсами
В социально-экономической географии выделяют несколько групп ресурсов: минеральные, земельные, водные, лесные, ресурсы Мирового океана, космические,...
-
Классификации озер происхождение озерных котловин в значительной степени - определяет их форму и размеры, которые в свою очередь, оказывает влияние на...
-
ВВЕДЕНИЕ - Предупреждение образования гидратов природных газов
В последнее время интерес к проблеме природных и техногенных газовых гидратов заметно усилился во всем мире. Связано это с осознанием того факта, что для...
-
Основные понятия и определения В озерах нашей планеты содержится в четыре раза больше воды, чем в реках, но их жизнь гораздо менее продолжительна. И если...
-
На острове Кунашир формируется большое количество почвенных типов - это объясняется большим разнообразием экологических условий. Наиболее...
-
Внутримерзлотные залежи . Освоение месторождений севера Западной Сибири с самого начала столкнулось с проблемой выбросов газа из неглубоких интервалов...
-
Строение гидратов, Газовые гидраты в природе - Гидраты природных газов
Рис.2 Кристаллические модификации газогидратов В структуре газогидратов молекулы воды образуют ажурный каркас (то есть решетку хозяина), в котором...
Литературный обзор - Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка "Вепсский лес"