Почвы неморально-бореальной полосы и особенности их развития

В бореально-неморальной полосе на суглинистых равнинах преобладают почвы с текстурно-дифференцированным профилем: дерново-подзолистые, подзолистые. При этом степень дифференциации профиля увеличивается с севера на юг.

На почвах тяжелого гранулометрического состава в условиях пологих склонов или плоских плакоров получило развитие заболачивание и сопутствующее осветление верхних горизонтов в результате поверхностного оглеения. В результате были сформированы обширные массивы торфяно-глеевых, глеево-подзолистых и т.п. почв.

На песчаных породах преобладают разные варианты альфегумусовых почв, прежде всего дерново-подзолы и подзолы. В условия моренно-зандрового рельефа широко распространены подзолы глееватые и глеевые, торфянистые почвы. На водно-ледниковых и аллювиальных равнинах основными почвами являются подзолы, дерново-подзолы и слабоподзолистые иллювиально-железистые почвы (боровые пески). Последние чаще всего приурочены к однородным пескам материковых дюн (Герасимова, 2007).

На исследованных нами территориях повсеместно наблюдались сочетания как генетически, так и морфологически контрастных типов почв, например:

1) дерново-подзолистая – серая, подзол – дерново-подзол – дерновая альфегумусовая. Разными исследователями описан почвенный покров примыкающей территории Приокско-Террасного заповедника; 2) дерново-подзол – дерновая альфегумусовая;

3) подзол – дерново-подзол, подзолистая – дерново-подзолистая, бурозем (Тверская обл., Центральный лесной заповедник). Детальной характеристике почв и почвенного покрова Центрального лесного заповедника посвящено множество работ;

4) подзол – дерново-подзол;

5) подзол, бурозем, перегнойная;

6) подзолистая – дерново-подзолистая; перегнойная;

В центре Европейской России, в подзоне смешанных лесов, более обычны ряды типологически «смежных» почв. Севернее, в подзоне южной тайги, наблюдается бóльшая контрастность почвенных сочетаний.

Рассмотрим, как соотносятся исследованные почвы неморально-бореальных лесов с группами почв, выделенными по характеру морфологически диагностируемых в профиле признаков антропогенных и биогенных педотурбаций для почв неморальной полосы.

7) подбур – подзол, бурозем – бурозем грубогумусный (Свердловская обл., заповедник «Басеги»).

Особенности развития почв бореально-неморальной полосы

Во всех описанных нами почвах неморально-бореальной полосы встречены следы распашек и/или пожаров. К условиям гемибореальных лесов в наибольшей степени применимы рассмотренные выше закономерности элювиально-иллювиальной дифференциации профиля, развивающейся в результате действия этих факторов. Кроме того, существенной чертой генезиса почв неморально-бореальных лесов, в отличие от почв широколиственных лесов, является часто встречающаяся смена типа гумуособразования: от образования мюллевого или модер-мюллевого гумуса к формированию модера или моора.

Как и в случае почв неморальной полосы, определению времени начала активного экзогенного преобразования почв неморально-бореальной полосы может помочь анализ возраста погребенных гумусовых горизонтов. ¹⁴С возраст погребенного гумуса в разных почвах варьирует от 9500 до 3000 лет; возраст большинства горизонтов среднеголоценовый.

Хорошая сохранность реликтовых гумусовых горизонтов в определенных условиях свидетельствует о том, что в преобразованных почвах со сниженной биогенной активностью процессы минерализации органического вещества, его биохимическое разложение и воспроизводство уже в средней части профиля настолько замедляются, что определенные фракции органического вещества сохраняются неопределенно долгое время.

Толща почвы, соответствующая западинам старых ВПК, включает «останцовую» зону текстурно-дифференцированного профиля. Считают, что останцовая форма соответствует максимальной деградации текстурной толщи, когда в массе осветленного и облегченного материала содержатся отдельные включения фрагментов текстурного горизонта размером от нескольких до 5–15 мм (Лебедева и др., 2002). Морфологические исследования позволяют предположить, что причиной образования таких структур является перемещение и перемешивание материала горизонтов EL и BT, а не деградация текстурной толщи in situ. Элювиально-текстурная форма деградации, которая характеризуется локальными «бахромчатыми» внедрениями материала элювиального горизонта в верхнюю часть текстурного горизонта, также может быть диагностирована в профиле не как деградация материала гор. ВТ in situ, а как заполнение материалом гор. EL корневых ходов деревьев (близко расположенные неглубокие корневые ходы могут являться результатом жизни и последующей вырубки деревьев при переложной системе земледелия, либо следствием поверхностного развития корневых систем на уплотненном гор. EL) или трещин, являющихся результатом растрескивания почвы при засухах во время нелесных (преимущественно пашенных) этапов ее формирования.

ТДП, характерные для большей части неморально-бореальной полосы, представляют собой сукцессионные варианты, различные по степени и характеру деградации, по давности начала демутации (при ее наличии). То же можно сказать и об альфегумусовых почвах (подзолах, дерново-подзолах, подбурах, дерново-альфегумусовых почвах).

Демутационный ряд дерново-подзолистых и подзолистых почв, широко распространенный в центральной части Европейской России, описан Е.В. Пономаренко (1990, 1999). На начальном этапе демутации происходят изменения от почв с дифференциированным контрастно окрашенным профилем и хорошо выраженным горизонтным строением к мозаичным контрастно-окрашенным почвам, в которых выраженность горизонтов по простиранию не превышает 1–1,5 м. В результате биогенных педотурбаций может происходить увеличение мощности подзолистого горизонта и/или погребение фрагментов гумусового горизонта. Затем вследствие аккумуляции гумуса и биогенной гомогенизации происходит переход к почвам с более однородной окраской (часто – палевым) и, наконец, к темноцветным почвам с выровненной насыщенностью корнеобитаемого слоя переработанными органическими остатками.

№30 Почвы неморальной полосы и особенности их развития
Важной особенностью экосистем неморальной полосы является потенциально высокая скорость биологического круговорота. Она определяется:
- благоприятными температурными условиями;
- большой массой и богатым составом опада, связанным с преобладанием в со­ставе древесной растительности широколиственных видов деревьев, а в напочвенном покрове — мезофильного неморального широкотравья;
- высокой активностью почвенной фауны, в составе которой основную роль играют дождевые черви.
Высокая скорость и большая емкость круговорота определяют как относитель­ную устойчивость элементов экосистем к внешним воздействиям (например, срав­нительно медленное падение содержания гумуса при распашке), так и потенциаль­но высокую скорость восстановительных сукцессии. В связи с этим, в большей ча­сти территории неморальной полосы мы встречаем почвы с хорошо развитым гуму­совым профилем.
Как по характеру современной растительности, так и по особенностям строения почв неморальную полосу часто подразделяют на две части: широколиственные леса и северную лесостепь, где преобладают дерново-позолистые и серые лесные почвы, и южную лесостепь с преобладанием серых лесных почв, черноземов оподзоленных и выщелоченных
Почвы широколиственных лесов и северной лесостепи
Значительные площади в настоящее время представляют собой пашни, где пре­обладают дерново-подзолистые почвы разной степени деградации. На лесных терри­ториях часто можно встретить большое разнообразие почв, отражающее разнообра­зие предшествующей истории..
По характеру морфологически диагностируемых в профиле признаков антропо­генных и биогенных педотурбаций для территории заповедника «Калужские засеки» было выделено четы­ре основные группы:
1. Почвы с недифференцированным профилем. Темногумусовые или темно-серые, с копрогенным гумусовым горизонтом. Общая мощность горизонта А в исследованных профилях варьирует от 40 до 120 см, в сред­нем составляя 68±4 см. Горизонт сравнительно однородный, местами почва смешана с почвообразующей породой. Сравнительно большое число мощных вывальных запа­дин, образы которых отражены в профиле, свидетельствует о лесной природе темно-гумусового горизонта и длительном спонтанном развитии леса на этой территории. После формирования мощного гумусового горизонта основная доля оборотов почвы вывалами происходила внутри горизонта А.
2. Почвы с дифференцированным профилем, с «погребенным» гумусовым горизонтом (ПГГ, Апогр), по строению аналогичному гор. А темногуму-совых почв. Почвы слабодеградированные; для них характерно позднее хо­зяйственное освоение. Этапы сельскохозяйственного использования, приведшие к формированию осветленного горизонта, не чередовались с длительными периодами спонтанного развития — в профилях обычно заметно слабое иллювиирование освет­ленного материала в ПГГ при отсутствии перемешивания. К этой группе можно отне­сти дерново-подзолистые и серые почвы с ПГГ. Средняя мощность гор. Апогр в серых почвах составляет 35±10 см (максимум 67 см), в дерново-подзолистых почвах — 35±8 см (максимум 57 см); средняя глубина нижней границы гор. Апогр в се­рых и дерново-подзолистых почвах 63±9 см.

3. Почвы с сильно дифференцированным профилем, в сред­ней и нижней частях которого редки четкие следы ветровальных педотурбаций. Почвы средне- или сильнодеградированные, длительное время использо­вавшиеся в системе постоянной пашни или перелога. В профиле обычно присутству­ет подзолистый или элювиальный горизонт, который часто имеет языковатую грани­цу (корневые ходы заполнены отбеленным материалом). Этапы распашки чередова­лись с односительно кратими периодами развитии леса, которые заканчивались руб­кой (расчисткой). Для этих почв характерны наибольшее среди всех групп осветление верхних горизонтов и развитие поверхностного оглеения.
4. Почвы с сильно дифференцированным профилем, для сред­ней и нижней частей которого характерно присутствие ветровальных полиморфонов. Это средне- или сильнодеградированные почвы, освоение которых начато чрезвычайно давно; при этом основным видом использования долгое время было подсечно-огневое земледелие. Этапы земледельческого использования чередо­вались с периодами развития под лесом. Обычны следы глубоких вывалов (в которых замешан как гумусированный, так и отбеленный материал), высокая мозаичность (пе­строта) профиля, частая встречаемость окатанных углей (более всего в бывшем под­пахотном горизонте). Обычны признаки локального внутрипрофильного оглеения, происходившего на дне западин вывалов.
Признакам почв, существующих в устойчивом режиме в наиболь­шей степени соответствуют профили темногумусовых (темно-серых). Основные факторы, сформировавшие их почвенные профили — посту­пление значительного количества лиственного опада, деятельность педофауны (пре­жде всего, дождевых червей), ветровалы деревьев. Вывалы являлись наиболее мощ­ным фактором генезиса профиля, определяя максимальную глубину темногумусового горизонта.
Темногумусовые почвы соседствуют с большим числом иных типов почв, при­чем часто границу между почвенными разностями невозможно выявить по призна­кам «наземной» части экосистемы — составу растительности, наличию или отсут­ствию признаков антропогенных нарушений в недавнем прошлом. Это связано с тем, что темногумусовые почвы не являются, строго говоря, ненарушенными — они ис­пытывали воздействия рубок, выпаса и даже распашек. Однако по разным причинам эти воздействия были эпизодическими и не привели к глубокой перестройке профи­лей. Высокая активность почвенной мезофауны приводила к стиранию многих при­знаков таких воздействий.

Наибо­лее четко диагностируемым фактором деградации являлась распашка.
Формирование осветленного и гумусового горизонтов иногда неоднократно че­редовались в ходе развития почв. Современный горизонт А большинства описанных почв был сформирован за одно-два поколения жизни деревьев после предшество­вавшего этапа существования здесь. При этом в одних случаях старопахотный горизонт ока­зался замешан вывалами и деятельностью педофауны как с материалом гор. А, так и с нижележащими горизонтами на значительную глубину В других случаях глубина педотурбаций была меньше, они затронули только гор. А и старопахотный горизонт Относительно ровная граница старопахотного горизонта обычно сохраняется в ходе развития первого, а часто и второго поколений деревьев на зале­жи . Важно, что при любой степени антропогенной нагрузки в прошлом, в настоя­щее время в почвах, развивающихся на суглинистых отложениях, мы наблюдаем со­хранение типа гумусообразования (формируется гумус типа муль)

№33 Почвы бореальной полосы и особенности их развития Почвы бореального пояса
Бореальный почвенно-биоклиматический пояс хорошо развит только в северном полушарии, он значительно менее обеспечен теплом. В его наиболее теплых районах, граничащих с суббореальным поясом, могут возделываться сельскохозяйственные культуры, требующие для своего развития суммы температур (выше 10°) до 2000°.
При движении к северу ассортимент культур сокращается, среднеспелые сорта сменяются раннеспелыми, из злаков остаются рожь, овес, ячмень, ведущее значение получают овощи, картофель, травы. Общая площадь бореального пояса около 2373 млн. га, из них горные территории занимают 1564 млн. га. Почвы и растительность получают много влаги, но тепла недостаточно.
Полугидроморфные и гидроморфные почвы занимают 16% равнинных территорий. Поэтому разделение пояса на агроэкологические области определяется не столько увлажнением, сколько тепловым режимом почв. Различают относительно более теплые и влажные таежно-лесные области, с подзолистыми, дерново-подзолистыми и частично серыми лесными почвами, занимающие около 74% от площади пояса, и мерзлотно-таежные области, более холодные, континентальные и менее увлажняемые с мерзлотно-таежными (криогенными) почвами, занимающие 26%.
Преобладают гумидные типы климата. Семигумидные территории с коэффициентами увлажнения ниже 1,0-1,2 занимают ограниченные площади на юге пояса. Только в мерзлотно-таежных областях они могут быть выделены в самостоятельные подобласти. Повсеместно преобладают сиаллитные коры выветривания. Карбонатно-сиаллитные коры (на карбонатных моренах) и карбонатные (на известняках) встречаются редко.
Почвенный покров бореального пояса изучен неравномерно. Значительно больше материалов имеется по таежно-лесным областям и очень мало по мерзлотно-таежным, где могут быть сделаны новые интересные открытия. Необходимо обратить внимание на южную границу пояса, которая совпадает примерно с изолинией суммы температур >10° в 2000° и с северной границей произрастания широколиственных лесов, она отделяет бореальные бурые и серые лесные почвы от суббореальных, расположенных южнее.
С точки зрения морфогенетической названные почвы похожи друг на друга, но в режимно-экологическом и сельскохозяйственном отношении между ними наблюдаются весьма существенные различия, которые не учтены еще классификационно.
Для бореального пояса характерны следующие почвенные процессы: 1) подзолообразование; 2) подбурообразование; 3) формирование дерново-торфянистых почв; 4) болотообразование (тор- фонакопление и оглеение); 5) формирование мерзлотно-таежных (криогенных) почв. Далеко не все эти процессы надлежащим образом изучены, и их понимание часто является предметом научных дискуссий.
Бореальные почвы относятся к обширному агроэкологическому классу умеренно холодных и холодных промерзающих и мерзлотных почв. Средние месячные температуры почвы (на глубине 0,2 м) могут колебаться у различных их типов в еще более широких пределах, чем у суббореальных почв, опускаясь до -20° и ниже. Длительное промерзание почв наблюдается почти повсеместно, за исключением северо-западной Европы, находящейся под влиянием теплого течения Гольфстрим, и островных океанических территорий.
Глубина промерзания и скорость верхнего оттаивания различны и связаны с континентальностью климата и снежностью зимы. В тех случаях, когда поверхностное промерзание в зимнее время смыкается с подпочвенным многолетнемерзлым слоем, почвы называются мерзлотными. Для данного агроэкологического класса почв характерна сумма активных температур воздуха от 800° до 2200°. Продолжительность вегетационного периода от 40 до 150 дней.
Осадки невелики, обычно от 300 до 600 мм, редко - до 1000 мм и часто в мерзлотно-таежных областях - до 250 мм. Но так как испаряемость невелика, обычно ниже величины осадков, то преобладают гумидные типы климата. Отдельные небольшие очаги земледелия разбросаны по всем равнинным территориям бореального пояса. Однако зерновые и другие культуры могут не вызревать и погибать из-за подземных весенних и ранних осенних заморозков, из-за недостатка летнего тепла в холодные годы и вымочек в дождливые годы.
Широтно-зональные структуры выражены в континентальных областях бореального пояса особенно четко и связаны с зональностью температурных условий. Они соответствуют подзонам преобладающей в поясе таежной растительности (северная тайга, средняя тайга, южная тайга) и зоне лиственно-хвойных лесов на юге.
Наиболее устойчивое земледелие наблюдается в южных районах пояса, граничащих с суббореалышм поясом на дерново-подзолистых, дерново-палевонодзолистых, бурых лесных бореальных и серых лесных почвах. Средняя земледельческая освоенность пояса около5%. Основой для разделения бореального пояса на области является уже не увлажнение, а температурные режимы почв.
Выделяются две группы областей: 1) таежно-лесные, включая лугово-лесные (океанические), и 2) мерзлотно-таежные. Внутри каждой из названных групп областей выделяются агроэкологические подклассы почв по увлажнению.

№34