Почвы Среднего Поволжья

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Почвы Среднего Поволжья

ВВЕДЕНИЕ

степной почва поволжье

Актуальность исследований. Российская Федерация расположена в восьми природных зонах. Из этих зон только в зонах широколиственных лесов и лесостепи складываются относительно благоприятные условия для земледелия.

Чем детальнее изучены почвы, чем полнее исследованы их свойства и режимы, тем точнее практические решения по их использованию, защите от деградационных изменений, повышению плодородия. Очевидна необходимость детализации почвенных исследований при изучении свойств как объекта оценки, как объекта земледелия и т.д., максимальная расшифровка структуры почвенного покрова до элементарных составляющих на уровне почвенных разновидностей, принятие на этом уровне прикладных решений.

Наукой и практикой предложено много мелиоративных приемов повышения плодородия почв, среди которых агролесомелиорация является одной из доступных, экологичных и длительно действующих, на что впервые указали выдающиеся отечественные ученые В. В. Докучаев, Г. Н. Высоцкий и др. Вместе с тем, агролесомелиорация эффективна только с учетом всех ландшафтно-экологических, лесорастительных, агротехнических и других особенностей и условий её проведения, сочетания её с другими видами мелиораций. На основе современного анализа выше перечисленных условий необходимо разрабатывать агролесомелиоративное обустройство территории, учитывающее имеющиеся естественные ценозы, землепользование на элементах ландшафта, техногенное загрязнение в агропромышленной зоне Среднего Поволжья.

Почвенный покров дельты Волги представляет собой достаточно сложное почвенное образование. Он формируется в результате специфических природно-климатических и почвенно-гидрологических факторов. Известно, что на ландшафтном уровне солевое состояние, влажность и плотность почв - динамические показатели. Их изменчивость в пространстве обусловлена комплексом факторов, в том числе растительностью, рельефом и антропогенным фактором. Для территории дельты Волги, среди факторов почвообразования, влияние рельефа на засоление и влагообеспеченность почв особенно значимо. Сильное варьирование данных почвенных свойств с одной стороны увеличивает биоразнообразие, так как приводит к формированию высоко комплексного почвенного покрова, с другой стороны свидетельствует о деградации почв. Изучение пространственной вариабельности свойств позволяет рассматривать классификационные проблемы в другом аспекте, что особенно актуально для засоленных почв.

Цель работы - дать генетическую характеристику почв Среднего Поволжья.

Задачи исследований:

рассмотреть условия почвообразования степей среднего Поволжья, а именно егогеографическое положение, климатические условия, геолого-гидрогеологические условия, геолого-геоморфологические условия, рельеф и почвообразование, растительность;

изучить почвы и почвенный покров Среднего Повожья, а именно почвообразовательные процессы и формирование степных почв, типы степных почв и их характеристика, географические и топографические закономерности почвенного покрова Среднего Поволжья

исследовать современное экологическое состояние исследуемой территории.

Объектом работы выступают почвы Среднего Поволжья. Предметом работы выступают факторы почвообразования.

Глава 1. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ СТЕПЕЙ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

1.1 Географическое положение исследуемой территории

Среднее Поволжье включает в себя юго-восточную часть Нижегородской области, южные части Республик Чувашии и Татарстана, восточную часть Республики Мордовии, Ульяновскую и Самарскую области, западную часть Оренбургской, восточную часть Пензенской и северную часть Саратовской областей. Эта территория располагается между 52° и 55°северной широты и 45° и 53° восточной долготы.

В ботанико-географическом отношении Среднее Поволжье лежит в пределах Восточноевропейской провинции Европейской широколиственной области и Восточноевропейской лесостепной и Заволжской, Заволжско-Сыртецкой и Северо-Казахстанской степных провинций Евразиатской степной области. Среднее Поволжье разделяется на Приволжье и Заволжье.

Главное, что определяет ландшафты Приволжья, - это вытянутая в меридиональном направлении Приволжская возвышенность, одна из крупнейших на Восточно-Европейской равнине.

Лучше всего увлажнены северо-западные и западные склоны возвышенности, которые обращены к ветрам с далёкой Атлантики. Здесь выпадает в среднем от 400 до 500 мм осадков в год; очень часты ливни, способные "выполнить" месячную норму. В целом условия Приволжья благоприятны для растительности. Это одна из самых лесистых зон Среднего Поволжья. Два основных лесных массива расположены в Засурье и на Сурской Шишке.

Подмывая крутой правый берег и продвигаясь на запад, Волга оставляет за собой на востоке низменную равнину - так называемое Низкое Заволжье. До прихода русских это был один из самых густонаселённых районов и Волжской Болгарии, и Казанского ханства. Русские двигались сюда с запада. И сегодня русские сёла расположены вдоль Волги, а татарские - поодаль от неё. Кроме того, на востоке Низкого Заволжья немало чувашских и мордовских деревень. Они основаны переселенцами с Привол-жья, бежавшими от крепостничества. Низкое Заволжье - ярко выраженная сельскохозяйственная провинция. Равномерно распределённые по всей территории сёла растут вширь, изредка вытягиваясь вдоль мелких долин, шоссейных и железных дорог.

Низкое Заволжье -- низменное (высоты до 125--150 м) левобережье Волги от Казани до Камышина. Представляет собой тектонический прогиб, выполненный кайнозойскими песчано-глинистыми отложениями древнего Каспия. Вдоль Волги -- полоса террас, переходящая на востоке в водораздельную равнину. Пойма и часть террас залиты водами Куйбышевского водохранилища.

Ландшафты Заволжья лесные, лесостепные и степные с континентальным климатом

1.2 Климатические условия

Климат умеренно-континентальный с отчетливо выраженными сезонами года, жарким летом и холодной зимой; в северной части территории среднегодовое количество осадков составляет 450 - 500 мм, в южной - 300 - 350 мм (приложение 1).

Изогиета годовой суммы осадков в 400 мм имеет субмеридиональную направленность, следуя почти параллельно Волге (Юго-восток…, 1971: 96-106). Она разделяет умеренно-засушливую зону увлажнения от засушливой. Примерно такую же направленность имеет граница теплого периода вегетации (сумма температур воздуха 2700°). Здесь явно сказывается влияние засушливого и резко континентального климата Заволжья. Усиление континентальности и засушливости в юго-восточном и восточном направлении предопределяет постепенную смену лесостепной и степной зон в субмеридиональном направлении.

Климат сухостепного Заволжья отличается засушливостью и резкой континентальностью, которая усиливается с севера на юг и с запада на восток. Данный климат формируется как под влиянием воздушных масс, приходящих со стороны Азиатского материка, переохлажденного зимой и перегретого летом, так и под смягчающим воздействием Атлантического океана, что влияет на удлинение зимы, сокращение переходных периодов и создает возможность глубоких аномалий погоды в виде оттепелей зимой, возвратов холодов весной, увеличения морозоопасности в начале и конце лета, частые засухи.

Равнинный характер Заволжья от Астраханской области вплоть до г. Самары определяет и особые климатические условия, в основном мало благоприятные для садоводства, из-за засушливости на юге и сильных морозов на севере территории, хотя по теплообеспеченности Заволжье и превосходит Правобережье.

Еще более суровые условия для садоводства в Заволжье складываются на территории северо-восточной части Самарской области и смежных районов Татарстана, представленных отрогами Бугульминско-Белебеевской возвышенности c характерными для всхолмленного плато и водоразделов мелких рек особенностями климата, главная из которых - резкие контрасты температур в пределах небольших масcивов.

В Заволжье отсутствует глубокий снеговой покров в конце осени и в начале зимы. Охлаждение верхних горизонтов почвы в некоторые годы доходит до -12 °С

1.3 Геолого-гидрогеологические условия

Гидрологические процессы развиваются под влиянием двух категорий экологических факторов, различных по своей природе и воздействию на сток рек и существование искусственных водоемов. Первая группа - осадки, температура, испарение, водопотребление, создают половодье и паводки и определяют характер колебания уровня воды. Вторая группа - рельеф, почвы, геологическое строение, обеспечивают устойчивость средних величин стока в различные его фазы.

Волжский бассейн в настоящее время - управляемый гидравлический тракт. Для территории Среднего Поволжья характерна высокая плотность искусственных водоемов, слабая представленность болот и малая озерность. Площадь зарастающих мелководий всех типов природно-технических водоемов равна 26450 га, из них 40% приходится на малые водохранилища и пруды (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Водные экосистемы Среднего Поволжья

На территории Среднего Поволжья расположены два крупных водохранилища - Волгоградское и Саратовское. Протяженность береговой линии данных водохранилищ в пределах Саратовской области составляет 956 км, из них лишь 287 км можно считать нейтральными, т.е. не подверженными переформированию. Основными факторами, определяющими скорость и величину переработки берегов следует считать: геолого-геоморфологическое строение склонов, уровенный режим и волновую деятельность. Причем, интенсивность переработки левого берега для обоих водохранилищ значительно выше, чем правого.

Так, левый берег Волгоградского водохранилища, где переработке подвержены 1 и 2 надпойменные террасы Волги, сложенные аллювиальными позднеплейстоценовыми (хвалынскими) суглинками, песками и супесями, линейная величина отступания берега за 2008 год равна: с. Привольное - 2,5 м, с. Красноармейское - 2,0 м, с. Узморье - 1,7 м, с Чкаловское - 1,4 м, с. Приволжское - 0,4 м. Для этих же пунктов линейные величины переработки берегов с начала наблюдений соответственно равны: 44,0 м, 38,0 м, 36,0 м, 48,3 м, 41,9 м Лотоцкий Г. И. Cовременное экзогенное рельефообразование и охрана окружающей среды в Саратовском Поволжье, Саратов 2002.

Аккумулятивные процессы современного рельефообразования в Среднем Поволжье, по сравнению с денудационными, имеют меньшее развитие, но тем не менее, так же, как и последние, отличаются значительным разнообразием, правда изученность их крайне недостаточна. Преобладает речная и овражно-балочная аккумуляция, в результате которой формируется русловый и пойменный аллювий, образующий поймы, острова в речных и некоторых балочных долинах, а овражно-балочный аллювий выстилает днища оврагов и балок.

Современная аккумуляция в долинах рек идет довольно интенсивно, что подтверждается значительной мощностью аллювия. В его накоплении большую роль играют ряд факторов: климатический, неотектонический, морфологический, динамика руслового потока, литологический, антропогенный и др. В связи с этим интенсивность современного накопления аллювия в долинах рек происходит дифференцированно, в зависимости от преобладающего влияния того или иного фактора.

Современный аллювий в долинах рек имеет четко выраженную дифференциацию на русловую и пойменную фации и состоит преимущественно из разнозернистых песков с многочисленными прослоями и линзами суглинков, глин и илов, а также линзами гравия и гальки, правда состав его тесно связан и зависит от вещественного состава пород, залегающих в бассейне данной речной долине. Так, для рек Сыртового Заволжья, расположенных в области распространения суглинистых и глинистых сыртовых отложений, характерным является суглинисто-илистый состав современного аллювия. Правобережные притоки р. Медведицы и среднее течение р. Хопра, располагающиеся в районе развития плейстценовых валунных суглинков, характеризуются распространением преимущественно глинистого аллювия. В результате интенсивной распашки склонов и вырубки лесов в нестоящее время происходит усиленная аккумуляция наилка на поймах рек. По данным наших полевых наблюдений в поймах некоторых малых рек мощность аккумуляции достигает от 1,5 до 5,0 мм/год.

Особо следует отметить процесс современной аккумуляции в пределах Волгоградского и Саратовского водохранилищ. Здесь интенсивная аккумуляция наблюдается в зонах мелководий, при усиленном поступлении материала с абразионных участков. Происходит формирование островов, отмелей, пляжей, общее заиление водоемов. Мощность, состав и скорость осадконакопления тесным образом связаны с морфологией и гидродинамическими условиями водохранилищ. Средняя скорость осадконакопления в пределах Саратовского водохранилища на участках затопленного русла р. Волги и ее рукавов составила за первые 7 лет его эксплуатации 10 - 15 см/год, на затопленных участках поймы - 7 - 10 см/год Адас М. М. Изучение вещественного состава донных отложений Саратовского водохранилища в 1971 - 1975 г.г. Материалы гидрорежимной экспедиции МИНГЕО РСФСР, М., 1978. 126.

Овражно-балочная аккумуляция - широко распространена и связана с временными водотоками с одной стороны, и смывом склоновых отложений, с другой. В то же время она аналогична процессу речной аккумуляции и носит эрозионно-аккумулятивный характер. На формирование овражно-балочных отложений влияет комплекс физико-географических условий: рельеф, климат, геологическое строение, литологический состав пород, антропогенный фактор. Наибольшее его проявление происходит весной, в период снеготаяния, когда по днищам балок и оврагов осуществляется массовый сброс талых вод, а также во время выпадения ливневых осадков. Максимальная аккумуляция овражно-балочного материала происходит на участках снижения транспортирующей способности потока.

Овражно-балочная аккумуляция в пределах Саратовского Поволжья распространена достаточно широко. Балочный аллювий представлен преимущественно супесчано-суглинистым материалом, а овражный - более грубым - пески, супеси, гравий, галька. Часто возможно одновременное нахождение обеих фракций, но, как правило, они занимают разное морфологическое положение в днище долины.

Гранулометрический состав овражно-балочных отложений отражает природные условия водосборов и особенно его геологическое строение. Так, для Приволжской возвышенности, Высокого Заволжья и Общего Сырта характерен более грубый его состав (супесь, суглинок, песок, галька, гравий), по сравнению с Окско-Донской низменностью и Низким Заволжьем (глины, суглинки, пески). Изменение состава овражно-балочных отложений наблюдается не только в различных физико-географических районах, сложенных породами различного возраста и литологического состава, но и в пределах одной балки или оврага, если они прорезают породы различного вещественного состава.

Наибольшая мощность и выраженность овражно-балочного аллювия отмечается в днищах одноименных форм, расположенных на пологих склонах северных экспозиций. Так, мощность современного овражно-балочного аллювия в данных условиях Приволжской возвышенности достигает 2,0 - 3,0 м, а в Низком Заволжье - 1,0 - 1,5 м.

Склоновая аккумуляция представляет своеобразный процесс, приуроченный к нижним частям склонов и их подножиям. С этим процессом связано образование делювиальных шлейфов и конусов выноса у подножья склонов, ведущих к общему выполаживанию последних и понижению водораздельных пространств. Таким образом, аккумуляция продуктов сноса (делювиальные образования) тесно сопряжена с процессом плоскостного смыва. Основной причиной накопления делювиальных отложений является резкое замедление скорости течения воды в связи с уменьшением уклона поверхности, а также в связи с ее просачиванием (инфильтрацией).

Состав и мощность склоновых шлейфов зависит от характера климата, морфологии и экспозиции склонов, состава "коренных" пород, интенсивности и продолжительности действия водного потока, деятельности человека и др. Для делювиальных шлейфов характерна зональность в распределении материала: наиболее грубозернистые частицы аккумулируются в привершинной их части, а мелкие и глинистые - у основания.

Для Среднего Поволжья отмечена четко выраженная зональность в проявлении некоторых склоновых процессов, в том числе и склоновой аккумуляции. В северной, более влажной и умеренной лесостепной зоне происходит накопление мощного делювия, что приводит к выполаживанию склонов и формированию их выпукло-вогнутых профилей. Резко континентальный засушливый климат степной и полупустынной зон юга с ливневыми осадками, высокими температурами и сильными ветрами приводит к параллельному отступанию склонов и формированию их прямых профилей и нешироких площадок подиментов у подножья.

1.4 Геолого-геоморфологические условия

Нивальные процессы обусловлены воздействием снежников на подстилающие горные породы, в результате чего образуются соответствующие формы рельефа и отложения. Нивальные процессы включают в себя и усиливают выветривание, плоскостной смыв и струйчатый размыв, солифлюкцию, суффозию и растворение, оплывание и оползание.

Геоморфологическая роль снежников в средней полосе Русской равнины детально рассмотрена в многочисленных работах. В Саратовском Поволжье нивальные процессы изучены крайне недостаточно, хотя среди многочисленных процессов современного экзогенного рельефообразования им принадлежит заметная роль Лотоцкий Г. И. Cовременное экзогенное рельефообразование и охрана окружающей среды в Саратовском Поволжье, Саратов 2002.

В большинстве случаев нивальные формы здесь связаны с эрозионным, оползневым и карстово-суффозионным рельефом, в значительной степени осложняя его. Современные поздневесенние (майские) снежники приурочены, главным образом, к склонам речных долин, балок и оврагов холодных румбов. Многочисленные снежники, расположенные в оползневых цирках, верховьях балок и оврагов правого склона Волги, а также в других местах Приволжской возвышенности сохраняются на протяжении всей весны. Один из таких снежников в окрестностях с. Оркино Петровского района автор наблюдал поздней весной (15 мая) 1971 года. Отметим при этом, что зима в этом году на территории Саратовской области была малоснежной, а весеннее снеготаяние, начавшееся в третьей декаде марта, т.е. на неделю раньше среднего многолетнего срока, отмечалось значительной интенсивностью.

Геоморфологическая роль снежников, как уже отмечалось, приводит к образованию ниш, цирков и других форм (понижений) на склонах оврагов, балок и речных долин Среднего Поволжья. Диаметр ниш колеблется в пределах от нескольких метров до 90 - 150 м, а наиболее крупные нивальные цирки на правом склоне Волги, в районе сел Сокур, Лох, Базарный Карабулак, Казанла, в верховьях некоторых малых рек достигают внушительных размеров.

Развитие нивальных форм протекает как под прямым воздействием снежников на горную породу, так и косвенным.

Прямое воздействие связано с колебанием температурных градиентов, достигающих значительных величин на окраинах снежников, что создает благоприятные условия для физического выветривания. Таким образом, наиболее интенсивное развитие нивальных форм происходит в зоне контакта снега с поверхностями, не покрытыми снегом. Под снежником температурные колебания уменьшаются, что замедляет процесс физического выветривания. Однако, температуры грунтов здесь длительное время близки к 0о - пределу, где замерзающая и оттаивающая вода производит максимальную разрушительную работу.

Прямое воздействие снежников на горную породу связано и с движением уплотненного снега вниз по склону. Двигаясь, снежники увлекают за собой замерзшие частицы грунта, образуя весной грязе-снежные потоки. Таким образом, снежник разрушает породу, переносит продукты разрушения и аккумулирует на более низких гипсометрических уровнях. Этот процесс заметно влияет на формирование склонов вообще и склоновых процессов в частности.

Косвенное влияние снежников на формирование рельефа заключается в перераспределении зимних осадков, что существенно сказывается на ходе других экзогенных рельефообразующих процессов. Так, накопление зимних запасов влаги на склонах, в понижениях приводит к переувлажнению отдельных участков и развитию на них оврагов и плоскостного смыва в весенний период. Многочисленные волжские оползни, а также оползни, оплывины и осовы на склонах оврагов, балок, малых и средних рек активизируются именно весной, в период таяния здесь снежников. Снежники, развитые в местах распространения лессовидных суглинков, приводят к усилению суффозионных процессов. Еще в большей степени это имеет значение в районах развития карста (Хвалынские горы). Снежники здесь в карстовых провалах и воронках содержат дополнительные запасы воды, способствующей дальнейшему и более интенсивному процессу карстообразования.

Многие из перечисленных процессов, связанные с развитием нивальных форм (морозное выветривание, сползание, оплывание, солифлюкция, суффозия, эрозия, плоскостной смыв, растворение) могут иметь место даже в пределах одного снежника. Это зависит от литологического состава горных пород, их физико-химических свойств, условий и характера залегания и др.

Велика роль снежников в формировании асимметрии склонов овражно-балочной сети, столь характерной для Среднего Поволжья. Склоны северной экспозиции здесь обычно положе, с развитыми на них оплывно-сплывными явлениями, связанными с медленным таянием снежников и значительным увлажнением. Они покрыты довольно мощным чехлом делювиальных отложений. Наоборот, склоны южной экспозиции крутые, часто обваливающиеся и осыпающиеся, с маломощным чехлом рыхлых отложений Лотоцкий Г. И. Cовременное экзогенное рельефообразование и охрана окружающей среды в Саратовском Поволжье, Саратов 2002.

Из вышеизложенного следует, что нивальные процессы имеют важное геоморфологическое значение, они должны получить надлежащее место среди других экзогенных рельефообразующих процессов Саратовского Поволжья и заслуживают дальнейшего детального изучения.

Склоновая аккумуляция непосредственно связана с деятельностью человека, проявляющейся в распашке склонов, уничтожении растительности, нерациональном землепользовании и др. Все это способствует активизации плоскостного смыва и склоновой аккумуляции. Ярким примером, подтверждающим сказанное, служат результаты полевых наблюдений, проведенные нами на Приволжской возвышенности, в окрестностях рабочего поселка городского типа Лысые Горы. Здесь прирост мощности делювия на отдельных пологих склонах северной экспедиции достигает 3,5 - 5,0 см/год

Эоловая аккумуляция самым тесным образом связана с эоловой дефляцией, в природе эти процессы взаимосвязаны в пространстве и во времени и разделение их довольно условное. В условиях Среднего Поволжья места выдувания и аккумуляции песчаного материала располагаются рядом, что же касается пылеватых частиц, то они могут переносится во взвешенном состоянии на большие расстояния.

Осаждение песчаного материала связано с ослабеванием ветропесчаного потока или встречей последнего на пути движения какого либо препятствия. В итоге формируются типичные эоловые аккумулятивные формы: песчаная рябь, косы, бугры, холмы, гряды, дюны и др. Эоловые отложения тесно связаны с породами, из которых они образовались.

В современных климато-ландшафтных условиях Среднего Поволжья формы эоловой аккумуляции имеют локальное распространение. В частности их можно наблюдать в долинах рек Волги, Хопра, Медведицы, Терешки, Еруслана и др. Площади развития эоловых форм в долинах указанных рек сравнительно небольшие. Многие из них в настоящее время закреплены кустарниковой и древесной растительностью, например, в долине Хопра.

Активной эоловой переработке подвержены пески второй надпойменной террасы р. Медведицы на участке сел Шереметьевка - Гравщина площадью около 30 км2 и песчаный массив в долине реки Еруслан (Дьяковские пески). Активизация эоловых процессов отмечается на ряде островов Волгоградского и Саратовского водохранилищ, причем, в отличие от других районов, эоловые формы здесь более подвижны, динамичны, они подвержены постоянному переформированию.

1.5 Рельеф и почвообразование

Рельеф Среднего Поволжья обусловлен главным образом его структурными особенностями и характером новейших тектонических движений земной коры. Они в настоящее время в общих чертах и определяют развитие современных рельефообразующих процессов. Вместе с тем нельзя недооценивать и такие важные факторы, как физико-географические условия и, в частности, климато-ландшафтные особенности территории. От них в основном и зависят интенсивность и направленность, многообразие и характер проявления современных экзогенных рельефообразующих процессов ( приложение 2).

На этой древней поверхности рельефа, возникшей около 5 млн. лет назад, существуют возвышенности, сложенные осадочными породами, относящиеся к пермской и мезозойской периодам. В южных районах Заволжья - холмистая местность относится к мезозойскому времени формирования осадконакопления. И только Жигули характеризуются необычным рельефом: их основание формируют толщи каменноугольной, а вершины - верхнепермской системы с обнажениями пород казанского яруса.

В условиях интенсивного земледелия и освоения, с высокой степенью распаханных земель, большими площадями орошаемого земледелия, острым дефицитом лесонасаждений, большое, а иногда и решающее влияние оказывает разнообразная хозяйственная деятельность человека. В последние годы с ней связаны такие негативные явления, как ирригационная эрозия, оползание, вторичное засоление и заболачивание орошаемых земель, заиливание прудов и малых рек, подъем уровня и повышение минерализации грунтовых вод, накопление в водоемах токсичных продуктов и др.

Дифференцированные новейшие и современные тектонические движения в сочетании с различными ландшафтно-климатическими условиями обуславливают здесь и различное проявление современных экзогенных рельефообразующих процессов, все многообразие которых выражается в выветривании, денудации, аккумуляции и их антропогенной модификации. Господствуют денудационные процессы, но проявляются с разной степенью интенсивности, что зависит от тектонической структуры и различной активности тектонических и экзогенных процессов территории, ее ландшафтно-климатических особенностей, а также сельскохозяйственного освоения. Наиболее заметно проявление этих процессов на активно поднимающихся участках лесостепной и степной зон с достаточным количеством выпадающих осадках при относительно слабом развитии древесной и кустарниковой растительности, широком развитии склоновых лессовидных суглинков (Приволжская возвышенность). В районах более умеренных поднятий лесостепной и степной зон (Окско-Донская низменность, Сыртовое Заволжье) денудационные процессы проявляются менее интенсивно Седайкин В. М., Лотоцкий Г. И., Романов А. А. Современное экзогенное рельефообразование в различных ландшафтных зонах Нижнего Поволжья. //Плиоценовые и плейстоценовые отложения Поволжья и Южного Урала. Изд-во СГУ, 1982. С. 153 - 167. (приложение 3).

Выветривание играет исключительно важную роль в современном рельефообразовании, подготавливая материал к перемещению на более низкие абсолютные отметки. Таким образом, оно является необходимым условием, начальной стадией деятельности всего комплекса экзогенного рельефообразования, ибо без рыхлых пород, как результата выветривания, не может существовать ни денудация, ни аккумуляция. Под выветриванием понимается процесс разрушения и химического изменения горных пород в условиях земной поверхности или вблизи нее под влиянием колебаний температуры, химического и механического воздействия атмосферы, поверхностных и подземных вод и организмов. Различают физическое (механическое), химическое и биохимическое выветривание. В природе все виды выветривания протекают, как правило, одновременно, усиливая и дополняя один другого Динамическая геоморфология. Под ред. Ананьева Г. С., Симонова Ю. Г., Спиридонова А. И. Изд-во МГУ, 1992. 445 с. .

Характерной особенностью современных элювиальных образований Среднего Поволжья является их небольшая мощность (от 0,00 до 2,00 м), указывающая на сравнительно слабое развитие процессов выветривания в голоцене. Кроме этого, на наш взгляд, продукты выветривания подвергаются постоянному удалению под действием дефляционных и гравитационных процессов. Однако роль выветривания в современном рельефообразовании огромна, поскольку оно является, как уже отмечалось выше, начальной стадией и необходимым условием развития всех последующих экзогенных процессов.

Плоскостной смыв (струйчатая эрозия) - чрезвычайно распространенная форма современной денудации на территории Среднего Поволжья. Он сносит со склонов мелкие минеральные частицы струйками дождевых и талых вод, стекающих по меняющимся микроруслам или образующим сплошную водную пленку. Этому способствуют развитые здесь делювиальные лессовидные суглинки легкого механического состава, высокая степень распаханности, ливневый характер осадков и быстрое весеннее снеготаяние. Плоскостной смыв выносит в днища балок, оврагов и долины рек огромное количество ценного гумусового горизонта почвенного покрова, катастрофически понижая его плодородие.

Рельефообразующее значение данного процесса заключается в постепенном незаметном для человека выравнивании, выполаживании склонов, сглаживании резких форм рельефа, приобретающего со временем увалистый характер - типичная черта, например, Сыртового Заволжья. Особенно интенсивен плоскостной смыв на склонах южной, юго-западной и юго-восточной экспозиций, отличающихся более сильным прогреванием поверхности и значительно разреженным растительным покровом. Прямыми показателями развития плоскостного смыва является наличие щебенчатого материала на склонах, выходы на поверхность коричневато-бурого иллювиального горизонта, а также присутствие вынесенного рыхлого материала у подножья склонов и на примыкающей нижележащей поверхности. В итоге плоскостной смыв приводит к общей препарировке поверхностей склонов, образованию останцов, впадин.

В Среднем Поволжье с 1 кв. км площади в среднем в год смывается на тучных черноземах 18 т, на обыкновенных черноземах - 36 т, а на темно-каштановых - 90 т рыхлого материала Кузник И. А., Воронин Н. Г., Дик Э. П. Противоэрозионный комплекс Поволжья. Приволжское книжное издательство. Саратов, 1968. 90 с..

Широко распространены начальные эрозионные формы в виде промоин (рытвин), приуроченные к пологим распаханным, а также крутым, слабо задернованным или обнаженным склонам. В плане имеют линейную, реже извилистую форму, продольный профиль их соответствует направлению и форме склона, на котором они развиты. Многие промоины возникают периодически, после очередного дождя. Классические примеры данных форм можно наблюдать на территории Красноармейского района.

Современные овраги особенно широко распространены на Приволжской возвышенности, а также в отдельных районах Окско-Донской низменности и Сыртового Заволжья. Они представлены различными типами (береговые и склоновые, донные или вторичные, приводораздельные или привершинные) и стадиями развития (врезающиеся вершиной, вырабатывающие устойчивый продольный профиль и затухающие). Морфология оврагов зависит, в основном, от стадии их развития и литологического состава пород.

Из основных факторов, определяющих интенсивность развития овражной эрозии Среднего Поволжья, выделяются: тектонический, характер рельефа, климатические особенности, геологическое строение и почвенно-растительные условия. Большое, а иногда решающее влияние оказывает хозяйственная деятельность человека.

1.6 Растительность

Почвообразование протекает на четвертичных слабокарбонатных или некарбонатных лессовидных суглинках. В почвенном покрове преобладают черноземы выщелоченные, среди которых отдельными пятнами встречаются черноземы типичные. Подчиненное значение имеют луговые, лугово-черноземные, дерновоглеевые и аллювиальные почвы долинно-балочного комплекса форм рельефа.

Район исследования, как уже упоминалось, относится к Среднерусской подпровинции Восточноевропейской лесостепной провинции Евразиатской степной области. Растительность представляет собой сложный комплекс, включающий хорошо сохранившийся участок водораздельной лесостепи с выраженным кустарниковым компонентом, а также овражно-балочную и пойменную растительность (приложение 4). Переход от леса к открытой травяной степи осуществляется через сообщества кустарников и кустарниковые луговые степи. Для водораздельной равнины, часть которой занимает Островцовский участок, характерно значительное изменение ее поверхности антропогенными процессами: сплошной распашкой плоских высоких участков, сведением лесов и связанной с этим активизацией эрозионной деятельности, прокладкой и эксплуатацией грунтовых дорог, выпасом скота, многочисленными пожарами и т.д.

На исследуемой территории описаны лесной, кустарниковый и травянистый типы растительности. Травянистая растительность представлена степными и луговыми сообществами. Степи - естественные травяные сообщества с преобладанием ксерофитов - разделены на луговые и настоящие (ковыльные).

Участки ковыльных степей встречаются главным образом по крутым южным склонам холмов, оврагов и балок. В их составе выделены следующие ассоциации: разнотравно-пустынноовсецовая, разнотравно-тырсовая, разнотравно-типчаковая и типчаково-разнотравная.

Луговые степи приурочены главным образом к водоразделам. Основу травостоев в луговой степи наряду с главными обитателями степей - дерновинными злаками - составляют рыхлокустовые и корневищные злаки с участием многовидового, почти всегда обильного разнотравья. Описаны ассоциации: разнотравно-узколистноковыльная, разнотравно-перистоковыльная, разнотравно-берегокострецовая, узколистноковыльно-разнотравная, перистоковыльно-разнотравная, берегокострецово-разнотравная Кудрявцев Ю.А. Структура и динамика экосистем лесостепного комплекса Приволжской возвышенности// Поволжский экологический журнал. 2006. № 1. С. 11 - 22.

Большая часть лугов находится в долинах рек, по днищам и береговым склонам оврагов и балок. На водоразделах луга занимают небольшие площади, располагаясь по лощинам, западинам, окраинам болот и лесов. При этом луга часто чередуются со степными участками.

Естественные луга представляют собой совокупность растительных сообществ, состоящих в основном из многолетних трав, требующих для своего развития среднего или повышенного увлажнения. Все они объединяются в следующие основные группы: настоящие, или типичные, остепненные и болотистые.

Настоящие луга подразделяются на злаковые с разнотравно-ползучепырейной и разнотравно-лисохвостной ассоциациями и разнотравные с узколистномятликово-разнотравной, ползучепырейно-разнотравной и лисохвостно-разнотравной ассоциациями.

Типичные луга на более сухих внепойменных местообитаниях сменяются остепненными лугами. Роль образователей травостоев почти в равной мере принадлежит как луговым, так и степным видам трав. Большая роль принадлежит корневищным злакам и разнотравью. Сравнительно высокий процент составляют бобовые. Остепненные луга разделены на злаковые с разнотравно-берегокострецовой, разнотравно-среднепырейной, разнотравно-узколистномятликовой, разнотравно-безостокострецовой, разнотравно-наземновейниковой и разнотравно-ползучепырейной ассоциациями и разнотравные с узколистноковыльно-разнотравной, перистоковыльно-разнотравной, берегокострецово-разнотравной, узколистномятликово-разнотравной, раннеосоково-разнотравной, безостокострецово-разнотравной, наземновейниково-разнотравной, ползучепырейно-разнотравной, разнотравно-вейниково-горошковой и разнотравно-земляничной ассоциациями Двуреченский В.Н. Особенности охраны растительных сообществ в антропогенных изолятах среднерусской лесостепи // Проблемы сохранения разнообразия природы степных и лесостепных регионов: Материалы науч. конф. М.: КМК, 2006. С. 67 - 69..

Болотистые луга развиваются в местах с постоянным избыточным увлажнением в условиях появления свободной водной поверхности или временного пересыхания, занимают низкие уровни поймы, на мелководьях, по мочажинам в местах постоянного подтопления грунтовыми водами. Почвы в этих местообитаниях дерново-глеевые и часто поверхностно-торфянистые. Основными образователями травостоев являются многие виды мелких и крупных осок, ситники, хвощи и некоторые злаки. Описаны две ассоциации - разнотравно-щучковая и береговоосоковая.

Среди изменений травянистой растительности наиболее значимым надо признать появление ассоциаций настоящих степей (злаковых и разнотравных), хотя площади, занимаемые этими сообществами, крайне незначительны.

Значительно сократилась территория, занятая луговыми травяными степями. В целом площадь степей сократилась в два раза. Увеличение площади, занятой остепненными лугами, более чем в 15 раз произошло за счет перехода в эту категорию залежи и пашни, а также за счет отнесения к ней значительной части луговых травяных степей. Произошло незначительное снижение площади настоящих лугов.

Территория, занятая болотистыми лугами, сократилась почти в два раза.

Среди лесокустарниковой растительности наибольшую площадь в настоящее время занимают сообщества высокоствольных кустарников, преимущественно терновники. Несколько меньше распространены сообщества низкоствольных лесов и низкоствольных кустарников. Наименьшее распространение имеют высокоствольные леса (29.8 га). Общая площадь древесных и кустарниковых сообществ на 2008 г. 46.6% территории участка.

Территория, занятая кустарниковыми сообществами, увеличилась почти в два раза. Сформировалась формация ракитника русского, занимающая незначительную площадь. Заметно возросли площади, занятые степными кустарниками. Площадь вишарников возросла в 12 раз, площадь миндальников увеличилась почти в 10 раз, а спирейников - более чем в пять раз. Заметно возросла площадь, занятая терновниками. В то же время площадь жестерников уменьшилась в два раза. Величина территории, занятой тальниками, осталась на прежнем уровне. Произошло значительное увеличение площади низкоствольных лесов. При этом в равной степени возросла площадь, занятая татарокленовниками и черемушниками. Площадь ольшаников сократилась. Значительное увеличение площади ветляников также связано с уточнением на плане границ между ними и ольшаниками. Заметно увеличилась площадь осинников Мильков Ф.Н. О естественных ландшафтах юга Русской равнины // Изв. РАН. Сер. географ. 2005. № 5. С. 5 - 18..

Подводя итоги, мы можем сделать вывод, что основные черты растительности, сформировавшейся на участке под воздействием комплекса природных и антропогенных факторов, сохранились как минимум в течение последнего столетия Нешатаев Ю.Н., Ухачева В.Н. Мониторинг растительности среднерусской лесостепи //Вест. СПбГУ. 2007. Сер. 3, вып. 2, № 11. С. 55 - 66.. В то же время выявлены существенные качественные и количественные изменения, связанные как с внедрением новых видов и формированием сообществ, ранее не существовавших на участке, так и с перераспределением территорий, занятых различными ценозами.

Травянистая растительность участка в начале века носила более ксерофильный характер, вероятно, связанный с большей интенсивностью ее хозяйственного использования. Современные климатические условия лесостепи Приволжской возвышенности вполне благоприятны для роста деревьев. Вследствие истребления лесов многие из участков, когда-то покрытых лесом, превратились в степи, но при охране от выпаса и сенокошения площади под лесами могут быть сравнительно легко и довольно быстро увеличены вследствие естественного возобновления.

Глава 2. ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ СРЕДНЕГО ПОВОЖЬЯ

2.1 Почвообразовательные процессы и формирование степных почв

Общие особенности почвообразования степной зоны следующие:

1) непромывной водный режим с умеренным и неглубоким промачиванием;

2) наличие солевых выделений в нижних частях почвенного профиля (за исключением муссонных районов);

3) менее интенсивное гумусонакопление, чем в лесостепи, с образованием гумусовых горизонтов средней мощности;

4) наложение процессов солонцеватости в автоморфных условиях при слабой засоленности пород.

Для степной зоны характерны черноземы обыкновенные (в подзоне разнотравно-типчаково-ковыльных степей) и южные (в подзоне типчаково-ковыльных степей), которые в современной классификации рассматриваются как подтипы черноземов.

Обыкновенные черноземы Восточной Европы имеют хорошо выраженный гумусовый горизонт с прекрасной микро- и макроструктурой, относительно высоким E--8%) содержанием гумуса, с нейтральной реакцией, большой емкостью поглощения D0--55 мгэкв) и полностью насыщенным основаниями поглощающим комплексом. Состав гумуса гуматно-кальциевый, без признаков иллювиирования в горизонте АВ в отличие от лесостепных черноземов.

Силикатная масса стабильна, и в профиле не наблюдается перераспределения илистой фракции. В обыкновенных черноземах Русской равнины обязательно присутствует карбонатный горизонт, причем карбонаты преимущественно сегрегированы в форме белоглазки, образующей хорошо выраженную зону в пределах карбонатного горизонта, приуроченную, как правило, к подгумусовому горизонту Вса. Миграционные формы карбонатов выражены не обильно и отмечаются как над зоной белоглазки в гумусовом горизонте, так и под ней.

Сквозное или глубокое промачивание в этих черноземах если и бывает, то редко, и поэтому в них обычно присутствует солевой горизонт, залегающий на глубине 300 см и более.

Южные черноземы распространены южнее ареала обыкновенных черноземов, в еще более жестких условиях атмосферного увлажнения. Вследствие меньшей общей продуктивности органического вещества засушливых дерновинно- злаковых степей и более выраженной аэробности среды, способствующей интенсификации разложения растительных остатков с образованием простых соединений, в южных черноземах по сравнению с обыкновенными сокращается мощность гумусовых горизонтов, уменьшается содержание гумуса (до 3--6%, обычно около 4%) и снижается емкость поглощения. В составе гумуса основную часть составляют гуминовые кислоты, связанные с кальцием, и состав гумуса не дифференцирован в пределах гумусового горизонта. Реакция в южных черноземах по всему профилю нейтральная или слабощелочная.

Повышенная минерализация почвенных растворов, как правило, приводит к появлению слабой солонцеватости. Южные черноземы Восточной Европы всегда имеют карбонатный горизонт. Карбонаты присутствуют уже в горизонте А или АВ (рис. 2.1).

Зона миграции их выражена слабо, граница вскипания от НС1 очень резкая и практически не подвержена сезонным колебаниям. Видимые выделения карбонатов представлены преимущественно белоглазкой. В большинстве случаев в южных черноземах имеется солевой горизонт.

Отмеченной выше неоднородностью климатических условий степной зоны с запада на восток определяются преимущественно фациально-провинциальные различия почв. В пределах степной зоны можно выделить четыре группы фациальных подтипов черноземных почв, основные особенности которых охарактеризованы при описании почв лесостепи. Они, в свою очередь, разделяются на девять провинций.

Рис. 2.1 Поперечный разрез типичного чернозема.

Черная полоса вверху, под травой - дерн, его толщина может быть от двух до пяти сантиметров. Ниже дерна видны кротовины и норы других степных животных

По термическим параметрам черноземы трех западных провинций -- Придунайской, Южно-Украинской и Предкавказской -- относятся к почвенно-климатической фации теплых кратковременно промерзающих почв.

Восточноевропейские черноземы Южно-Русской и Заволжской провинций относятся к фации теплых промерзающих почв. Расположенные за Уралом черноземы Северо-Казахстанской и Предалтайской провинций принадлежат к фации умеренных промерзающих почв, а черноземы межгорных котловин Средней и Восточной Сибири (Минусинская и Забайкальская провинции) -- к фации умеренных длительно (и глубоко) промерзающих почв.

Среднее Поволжье относится к степной исухостепной зоне, которая тянется в виде широкой полосы от Восточного Предкавказья до Алтая. Кроме того, к ней относятся островные массивы каштановых почв межгорных котловин Восточной Сибири.

Растительность в европейской части представлена типичными сухими типчаково-ковыльными и типчаковыми степями, видовой состав которых изменяется с запада на восток.

В автономных условиях сухостепной зоны формируются темно-каштановые и каштановые почвы, которые в соответствии с традиционной классификацией являются подтипами типа каштановых почв. Неустойчивое и недостаточное атмосферное увлажнение, обусловливающее уменьшение биомассы, и особенности соотношения процессов поступления органических остатков, их гумификации и минерализации приводят к меньшему накоплению гумуса и сокращению мощности гумусового горизонта в каштановых почвах по сравнению с черноземами. Непромывной водный режим и меньшая глубина промачивания влагой ослабляют вынос солевых продуктов выветривания и почвообразования.

Легкорастворимые соли, как правило, выносятся из корнеобитаемого слоя, карбонатный горизонт располагается ближе к поверхности, чем в черноземах, и обычно начинается с глубины 30--40 см. Ниже карбонатного горизонта находится горизонт аккумуляции гипса. Однако в определенных условиях он может отсутствовать. Глубокие горизонты каштановых почв (150--200 см) и материнские породы часто содержат легкорастворимые соли, присутствие которых способствует проявлению во многих каштановых почвах черт солонцеватости, связанных с периодическим (в сухие сезоны) капиллярным подтягиванием кверху щелочных почвенных растворов и биологическим круговоротом оснований.

Наложение солонцового процесса на зональный дерновый процесс -- характерная особенность почвообразования в зоне сухих степей. Однако наличие признаков солонцеватости не обязательно для всего типа каштановых почв.

Степень солонцеватости возрастает с севера на юг и наиболее четко выражена в светло-каштановых почвах полупустыни. В этом же направлении уменьшается степень развития дернового процесса. Проявление солонцеватости внутри подзоны определяется гранулометрическим составом (на тяжелых породах она выражена сильнее) и рельефом местности (нижние части склонов и различные понижения, где концентрируются легкорастворимые соли).

Морфологический профиль собственно каштановых почв состоит из гумусового горизонта А, серого цвета с буроватым или коричневатым оттенком, комковато-пороховидной структуры; горизонта АВ, слабее по сравнению с горизонтом А прокрашенного гумусом, более яркой каштановой или коричневой окраски; карбонатного горизонта Вса, плотного, призмовидно-ореховатого, с выделениями карбонатов в виде белоглазки и пропиточных пятен; гипсового горизонта Bcs, несколько рыхлее и влажнее предышущего. Ниже залегает почвообразующая порода Ccs, содержащая гипс и легкорастворимые соли. В почвах некоторых провинций аккумуляция гипса и легкорастворимых солей отсутствует (рис. 2.2).

Общая мощность прогумусированных горизонтов (А+В1) колеблется в различных фациях и провинциях от 25 до 45 см.

Каштановые почвы глинистого, тяжело- и среднесуглинистого гранулометрического состава в верхнем горизонте содержат гумуса от 2,2--3,2 (пахотные) до 4% (целинные), а легкосуглинистого и супесчаного -- от 1,5--2,5 до 3% соответственно. В составе гумуса количество гуминовых кислот и фульвокислот примерно одинаково. Сумма обменных оснований равна 20--30 мгэкв/100 г почвы, среди них имеется небольшое количество обменного натрия. Реакция нейтральная или слабощелочная в верхних горизонтах (рН 7,2--7,5) и щелочная в нижних. В несолонцеватых каштановых почвах профиль не дифференцирован по распределению илистой фракции и валовому содержанию Si02 и R. Изменение минеральной части выражается лишь в выщелачивании и отложении в горизонте С карбонатов и сульфатов (гипса).

Рис. 2.2 Профильная характеристика каштановой почвы

В северной части зоны сухих степей, получающей несколько большее количество осадков, распространены темно-каштановые почвы, по строению и свойствам близкие к южным черноземам. Они отличаются от каштановых большей интенсивностью дернового процесса, что выражается в повышении мощности гумусового горизонта (А+В 1=35--50 см) и возрастании в нем процентного содержания гумуса. Степень гумусированности в современной классификации служит одним из основных критериев разграничения подтипов каштановых почв Добровольский Г. В., Урусевская И. С. География почв: Учебник. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. -- 460 с..

Темно-каштановые почвы глинистые, тяжело- и среднесуглинистые в верхнем горизонте содержат гумуса от 3,2--4,0 (пахотные) до 5% (целинные), легкосуглинистые и супесчаные -- от 2,5--3 до 4% соответственно. Вскипание от соляной кислоты наблюдается на глубине 45--50 см, гипс и легкорастворимые соли находятся на глубине около 2 м. Реакция почв нейтральная в верхнем горизонте и слабощелочная и щелочная ниже по профилю, емкость поглощения 30--35 мгэкв/100 г почвы, в составе обменных оснований преобладают кальций и магний. Валовой состав по профилю однороден.

2.2 Типы степных почв и их характеристика

По мощности гумусовых горизонтов (А+В1) каштановые почвы разделяются на виды: мощные -- больше 50 см, среднемощные -- 30--50, маломощные -- 20--30 и очень маломощные -- меньше 20 см (рис.2.3).

В полугидроморфном ряду сухостепной зоны образуются лугово-каштановые почвы. Они встречаются среди каштановых почв по понижениям рельефа, по надпойменным террасам рек, на подгорных шлейфах, в западинах, ложбинах, блюдцах на недренированных равнинах, т.е. в местах, где возникает дополнительное поверхностное или грунтовое увлажнение (глубина грунтовых вод 3--5, реже 7 м). Повышенное увлажнение способствует развитию на лугово-каштановых почвах более сомкнутой и богатой по составу разнотравно-кустарничково-злаковой растительности.

По морфологическому строению лугово-каштановые почвы близки к автоморфным каштановым, но отличаются от них характером водного режима, большей мощностью гумусовых горизонтов и более высоким содержанием гумуса D--6% в верхнем горизонте). В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты (Сгк:Сфк около 1,5--2,5) Добровольский Г. В., Урусевская И. С. География почв: Учебник. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. -- 460 с..

В более глубоких и обширных понижениях на недренированных равнинах, увлажняемых водами поверхностного стока и почвенно-грунтовыми водами разной степени минерализации, залегающими на глубине 1--3 м, формируются луговые и лугово-болотные почвы.