СТАТЬИ
ПОЧВЫ ВЕРХНЕЙ ГРАНИЦЫ ЛЕСА
И ГОРНОЙ ТУНДРЫ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА
Научные интересы: палеопочвоведение, микроморфология, тундровые почвы
Переходным буферным зонам между смежными (лес и тундра), достаточно контрастным по своей природе, свойственны особая динамичность флуктуаций и трендов, повышенное разнообразие как ландшафтных, так и почвенных структур, повышенная чувствительность к климатическим изменениям. Палеоклиматические условия развития территории и флуктуации климата приводили к значительной пространственной миграции широтных границ ландшафтно-климатических зон и неоднократному смещению верхней границы леса на Полярном Урале [4]. Не только контактная позиция между зонами, но и зональные подвижки при неоднократных сменах эволюционного тренда обуславливают своеобразие и сложность педогенеза в экотонной полосе. В связи с этим проведены исследования почв верхней границы лесного пояса, переходной полосы предтундровых редколесий и горной тундры Приполярного Урала. При изучении почв Урала [5, 6, 8] было установлено, что значительное влияние на их свойства оказывают породы, характер и экспозиция склона, напочвенный покров. Выполнен анализ микростроения бурых грубогумусовых почв, буроземов, выявлены специфические особенности типа, а также региональные особенности гумидного ряда [1, 5, 7]. Подчеркнуто, в частности, что проблема эволюции и полигенеза горных почв наименее изучена [7]. Сингенетичные почвообразованию денудационные процессы постоянно омолаживают эти почвы. Поэтому унаследованные признаки сравнительно недавних процессов часто рассматриваются в качестве реликтовых. В связи с этим следует сосредоточить внимание на устойчивых признаках, стабильных при различных флуктуациях среды. Нами изучены почвы западного и восточного склонов хребта Западные Саледы (абсолютная высота 1045 м, 65° 20' с.ш.) между реками Нидысей и Индысей (притоки р. Косью; фото 1). Верхняя часть таежного пояса Приполярного Урала (400-500 м н.у.м.) характеризуется сообществами смешанных (пихта, береза, лиственница, ель), пихтовых и лиственичных лесов (фото 2). Под этими сообществами формируются почвы с бурым слабодифференцированным и подзолистым Al-Fe-гумусовым профилем (см. таблицу). На высоте 500-600 м н.у.м. произрастают лиственичные редколесья предтундрового типа с березой извилистой и рябиной в подлеске, ерником, кустарничками, мохово-лишайниково-травянистым покровом. В этих условиях развиваются почвы с морфологически выраженными (в виде белесых пятен) признаками оподзоливания. В пределах высот 600-700 м н.у.м. преобладают горные (альпийские) тундры (фото 3), субальпийские и альпийские луга. Почвы субальпийских лугов встречаются на полянах в поясе редколесья, под высокотравным покровом. Почвы альпийских лугов распространены в переходной полосе от редколесья к горной тундре, под злаково-разнотравным покровом. В поясе горных тундр почвы не образуют сплошного покрова, фрагментарно встречаются среди каменистых россыпей и останцов под ерниково-мохово-лишайниковой, с примесью трав, растительностью. Названия почв даны в соответствии с "Классификацией почв России" [3] и "Мировой базой данных по почвенным ресурсам" [11]. В верхней части лесного пояса горных систем Урала предложено [3] выделить буроземы кислые грубогумусовые, которые в "Классификации и диагностике почв СССР" [2] были названы бурыми лесными кислыми грубогумусовыми. Ведущими в буроземах кислых грубогумусовых, формирующихся под пихтовыми лесами, являются процессы педогенной агрегации (фото 4), биогенной аккумуляции и формирования грубого гумуса, оглинивания и накопления аморфных R2O3 за счет внутрипочвенного выветривания, образования глинисто-гумусово-Fe комплексов, устойчивых в условиях хорошей аэрации, в сочетании с начальной сегрегацией Fe и криогенными процессами (коагуляционная агрегация). В оподзоленных подбурах верхней границы леса в качестве ведущих отмечаются как процессы аморфизации, так и элювиально-иллювиальной миграции Fe, Al, сопровождаемые лессиважем (фото 5), сегрегацией Fe и нисходящей миграцией Fe-гумусовых соединений. В оподзоленных подбурах предтундровых редколесий, при повышении участия кустарничков и мхов в покрове, имеют место процессы элювиально-иллювиальной миграции аморфных соединений Al и Fe, одновременно с аморфизацией и оструктуриванием. Иллювиально-гумусовые подзолы, формирующиеся под лиственичными лесами с преобладанием травянистых растений в покрове (53 %), характеризуются кислой реакцией, элювиально-иллювиальной миграцией гумуса и R2O3, развитием альфегумусового процесса. Почвы горных тундр несут признаки почв как подзолистого, так и буроземного ряда, на которые накладываются черты криогенных и глеевых процессов. В условиях субальпийского луга формируется дерновая типичная почва, а альпийского — дерновая иллювильно-железистая, со слабыми признаками иллювиирования железистых соединений, обнаруживаемыми мезо-микроморфологическим и химическим методами. Буроземообразование в классическом понимании развивается в более мягких климатических условиях, под широколиственными лесами. В условиях Урала существование бурых почв поддерживается высоким резервом неустойчивых к выветриванию минералов (фото 6), способствующих как оглиниванию, так и накоплению органо-Fe-глинистых соединений. Это кислые грубогумусовые буроземы, характеризующиеся гумусом типа муллеподобный модер. Реконструкция палеоэкологической обстановки на верхней границе леса на Полярном Урале (68° с.ш.) показала, что климат 9-8 тыс. лет назад был теплее современного, а в растительном покрове принимали участие южнотаежные виды [4]. Флуктуации климата на протяжении голоцена вызывали неоднократные сдвиги верхней границы леса. Раннесубатлантическое похолодание (2500-2000 л.н.) обусловило формирование лиственничных редколесий, подобных современным [4]. Согласно новым данным пыльцевого анализа образцов донных отложений Межгорных озер, расположенных на современной верхней границе леса (alpine treeline) похолодание климата произошло приблизительно 5000 л.н. К этому времени относится уменьшение общего количества пыльцы древесных пород в озерных отложениях, указывающее на сдвиг книзу границы леса. Согласно [9], климат стал прохладнее в Большеземельской тундре, к северо-западу от Приполярного Урала — в раннем суббореале (приблизительно 4600 л.н.). Погребенные стволы ели, датируемые возрастом 4880 л.н., показывают намного более северное расположение границы леса в гипситермальный период голоцена [10]. Первые признаки агградации мерзлоты в торфяниках Хоседа-ю, центральная часть Большеземельской тундры, также датируются 5000-4500 л.н., подтверждая гипотезу климатического похолодания. Можно предположить, что начало формирования почв относится к раннему голоцену, по типу бурых лесных. В периоды похолоданий происходила перестройка гумусовых горизонтов, продуцирование агрессивных растворов, альфегумусовый характер почвообразования накладывался на аккумулятивно-метаморфический. Почвы горных ландшафтов развиваются под контролем не только направленных изменений биоклиматической системы, но и различной экзогенной активности в разные периоды времени. Современная почва является сложной: в профиле подзола прослеживаются признаки бурозема, а в подбурах появляются черты дестабилизации, обедненные микрозоны. Сохранности кислого грубогумусового бурозема в суровом гумидном климате Приполярного Урала способствуют, очевидно, и локальные условия: большая по сравнению с другими крутизна склона обуславливает меньшее промывание профиля. Тенденция проявления альфегумусового процесса в буроземах кислых грубогумусовых Северного Урала отмечена и в более ранних работах [1]. Стабильный профиль сохраняется лишь на карбонатных породах. Подбуры оподзоленные являются переходной стадией к подзолам, а последние образуются при нарушении подвижного равновесия между количеством органических кислот и количеством не связанных в комплексы свободных R2O3. Пусковым механизмом нарушения равновесия могут быть изменения климата. В настоящее время признаки дестабилизации профилей указывают на общую тенденцию эволюции почвенного покрова в сторону усиления формирования подзолов. Унаследованные признаки (агрегация) в гор. E подзола свидетельствуют о его формировании на фоне бурозема кислого грубогумусового (фото 7). ЛИТЕРАТУРА 1. Герасимова М.И., Губин С.В., Шоба С.А. Микроморфология почв природных зон СССР. Пущино, 1992. 214 с. 2. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977. 223 с. 3. Классификация почв России. М., 1997. 236 с. 4. Кошкарова В.Л. Карпенко, Орлова Л.А. Динамика растительности и верхней границы леса в голоцене на Полярном Урале // Экология, 1999. № 2. С. 121-125. 5. Михайлова Р.П. Микроморфологические и химические особенности бурых грубогумусовых почв центрально-горной полосы Среднего Урала // Почвоведение, 1976. № 5. С. 5-12. 6. Почвы Печорского промышленного района / С.В. Беляев, И.В. За-боева, В.А. Попов и др. М.-Л.: Наука, 1965. 110 с. 7. Соколов И.А. Почвообразование и экзогенез. М., 1997. 244 с. 8. Фирсова В.П., Дедков В.С. Почвы высоких широт горного Урала. Свердловск, 1983. 93 с. 9. Khotinskyi N.A. Holocene climatic change // Late Quaternary environments of the Soviet Union / Ed. A.A. Velichko. Minneapolis (USA): Univ. Minnesota Press, 1984. P. 305-309. 10. Khotinkyi N.A. Holocene vegetation history // Ibid. P. 179-200. 11. World reference base for soil resources // World soil resources report. Rome, 1998. № 84. 88 p.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 4122 посещений с 03.03.2002 |