Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.4

Эволюция природных автоморфных буроземов в условиях калининградской области

О.А. Анциферова

Впервые для западной части области установлены два сценария природной эволюции буроземных почв в определенных условиях рельефа под влиянием выноса илистых и коллоидных частиц: формирование поверхностно-подзолистых почв и текстурно-дифференцированных буроземов.

буроземы, поверхностно-оподзоленные почвы, лессиваж, оподзоливание, эволюция почв, холмисто-моренные равнины

почва бурозем поверхностный подзолистый

Two variants of natural evolution brown forest soils for western party of Kaliningrad region are considered. The first variant is formation podzol soils and second variant is formation brown lessivated (leached) soils. The main factors evolutions are relief conditions and lessivation (clay leaching).

ВВЕДЕНИЕ

Основные ареалы буроземов находятся в Западной Европе (Франция, Германия) и на территории южной Прибалтики. Данные почвы считаются относительно молодыми, и в почвоведении активно развиваются исследования, посвященные природной эволюции буроземов [1]. Особенно актуальны такие исследования в период глобальных климатических изменений, так как почвенный покров определяет геохимию конкретного ландшафта, облик растительности и ее продуктивность, характеристики биологического и биогеохимического круговоротов веществ. Буроземы были описаны на территории Калининградской области А.А. Завалишиным и Б.В. Надеждиным в период работы экспедиции АН СССР 1949-1952 гг. [2]. Изучив почвенный покров, А.А. Завалишин пришел к выводу, что западная и восточная части области находятся в различных почвенных провинциях: 1) лесных почв под широколиственными лесами с преобладанием буроземов; 2) лесных почв под широколиственно-хвойными лесами с преобладанием почв подзолистого ряда. Буроземы исследовались литовскими учеными М.В. Вайчисом и Р.И. Шлейнисом [3-4]. Нами подробно охарактеризованы строение и свойства буроземов в различных экологических условиях Замландского полуострова [5]. Однако вопросы природной эволюции почв не были проработаны применительно к территории Калининградской области.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводились на Самбийской холмисто-моренной возвышенности в лесных экосистемах. Закладывались серии полнопрофильных разрезов в различных условиях рельефа, почвообразующих пород, растительности. Почвенные образцы анализировались по следующим методикам: гранулометрический состав по Качинскому, плотность сложения объемно-весовым методом, валовый состав рентгенфлуоресцентным методом, физико-химические и химические свойства по стандартным методикам для таежно-лесной зоны [6].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Основными процессами саморазвития и эволюции буроземов в природных условиях являются лессиваж, выщелачивание и внутрипочвенное оглинивание [1]. Предпосылками для развития данных процессов на исследуемой территории являются климат, рельеф, почвообразующие породы. Западная часть Калининградской области отличается наибольшей теплообеспеченностью земель и влажностью по сравнению с другими регионами Северо-Запада России. Среднегодовая температура воздуха 7,5⁰С, количество осадков 750-800 мм, а на северном побережье более 800 мм за год, сумма температур за период с температурой выше 10⁰С 2100-2300⁰. Зима мягкая, с частыми оттепелями, снежный покров неустойчив, почвы промерзают кратковременно и не глубже 20 см. Таким образом, почва активно промачивается весь год, и создаются условия для перемещения тонких фракций минеральной части почв (ила и коллоидов) вертикальным и латеральным стоком.

Самбийская возвышенность представляет собой поверхность со сложным рельефом ледникового и водно-ледникового происхождения. Наиболее распространенными формами рельефа являются холмы различной формы и высоты, местами сливающиеся в гряды. Преобладание склоновых поверхностей создает условия для активного латерального стока, развития эрозионных форм. Этому способствует и то, что территория возвышенности сложена песками, супесями и опесчаненными суглинками, т.е. породами имеющими слабое сцепление между частицами. Все перечисленные условия почвообразования приводят к интенсивному выносу илистых и коллоидных частиц из верхних горизонтов почв. Гранулометрический состав является определяющим фактором направления почвообразования а автоморфных условиях. Так на песках и рыхлых супесях (содержание частиц 0,01 мм 10-15 %) почвообразование идет по альфегумусовому типу, что было нами доказано ранее [5]. В автоморфных условиях формируются почвы подзолистого ряда (подзолистые, дерново-подзолистые иллювиально-гумусово-железистые). В данных почвах содержание тонких фракций очень мало (сумма частиц 0,001 мм 0-7 %). Поэтому профиль таких почв хемогенно дифференцирован. На связных супесях (содержание частиц 0,01 мм 15-20 %) и опесчаненных легких и средних суглинках решающую роль в почвообразовании играет илистая фракция, ее содержание и перераспределение по профилю почв. В автоморфных условиях Самбийской возвышенности под лесами формируются буроземы (бурые лесные почвы) [5]. Данные почвы характеризуются бурой окраской профиля и наличием дифференциации по илу, что объясняется нами развитием преимущественно лессиважа. Изучая почвенный покров холмисто-моренных ландшафтов, мы пришли к выводу о том, что рельеф в значительной степени влияют на скорость и направление эволюции почв. При этом выделяется два основных сценария развития связносупечаных и суглинистых буроземов в автоморфных по рельефу позициях (табл.).

Условия рельефа определяют скорость процессов выноса тонких частиц из верхних горизонтов. На выпуклых вершинах и крутых склонах процессы протекают интенсивно, причем развивается как вертикальный, так и горизонтальный перенос. Последний является составляющей частью эрозионных процессов, которые протекают на крутых склонах и быстро активизируются при вырубках и пожарах. В современных условиях результатом развития почв по первому сценарию является сильное обезиливание верхней части почвы, которая из связной супеси или легкого опесчаненного суглинка превращается в рыхлую супесь. В этой супеси визуально выражено поверхностное оподзоливание в форме кремнеземистой присыпки, а под оподзоленным горизонтом А₁А₂ развивается альфегумусовый горизонт ВFh. Срединные горизонты обогащены илом (легко- и среднесуглинистого состава) и сильно плотнены. Поэтому такой профиль может считаться практически двучленным. На плоских вершинах и пологих склонах относительно замедленны процессы латерального выноса и преобладает вертикальный перенос ила и коллоидов в условиях промывного типа водного режима. Результатом также является опесчаненность гумусового горизонта, формирование дифференцированного по илу профиля [5]. Срединные горизонты данных почв обогащены илом, что является причиной резкого снижения коэффициентов фильтрации и развития первых признаков слабого оглеения.

Таблица. Эволюция буроземов холмисто-моренных равнин Самбийской возвышенности

В ряде случаев наблюдаются осложнения природного и антропогенного характера, изменяющие реализацию описанных сценариев эволюции почв: Природными осложнениями являются исходная неоднородность пород, наличие двучленов. Двучленность пород прерывиста в пространстве и не согласуется с рельефом. Антропогенными осложнениями являются трансформация микрорельефа в ходе боевых действий 1945 г. (остатки окопов, воронок, траншей), а также иные нарушения почв. Концепция эволюции почв в автоморфных условиях требует ответа на следующие вопросы: 1) какова граница содержания физической глины и ила, при которой буроземный процесс сменяется подзолистым? 2) как отражается смена буроземного процесса на подзолистый на свойствах и режимах самой почвы? 3) как отражается на растительности смена буроземного процесса на подзолистый? как влияют искусственные насаждения на буроземный процесс? 4) какова вероятность развития почв по первому и второму сценарию в современных условиях? 5) каков временной отрезок для развития обоих сценариев?

Исходя из имеющейся выборки почв, сформировавшихся в описанных условиях на Самбийской возвышенности, мы попытались ответить на поставленные вопросы.

Результаты анализа гранулометрического состава буроземных и поверхностно-подзолистых почв супесчаного состава позволяют ответить на первый вопрос. Почва сохраняет отчетливый буроземный облик без признаков оподзоливания при минимальном содержании в гумусовом горизонте ила 4,8 % и физической глины (частиц 0,01 мм) 14,8 %. При меньшем содержании ила и физической глины в гумусовом горизонте наблюдаются признаки оподзоливания в форме белесой кремнеземистой присыпки. Такие оподзоленные буроземы описаны нами в монографии [5]. При снижении количества ила в горизонте В до 3-4 % начинает развиваться альфегумусовый процесс и формируется горизонт Вfh.

При развитии по первому сценарию (формирования дерново-поверхностно-подзолистых почв) несколько увеличивается мощность лесной подстилки. Это происходит вследствие изменения состава микробиоты. Увеличивается содержание обменного алюминия, снижается количество обменных оснований. Общее количество гумуса увеличивается вследствие замедления круговорота. Однако состав гумуса становится более грубым, кислым (увеличивается содержание первых фракций ГК и ФК), расширяется соотношение С : N, что указывает на обеднение органического вещества азотом. Формирование дифференцированных по илу буроземов сопровождается увеличением выщелоченности гумусового горизонта. Но наиболее четко выражено образование сильноуплотненных обогащенных илом срединных горизонтов В₂ и В₃ на глубине 50-100 см. Пористость аэрации в таких горизонтах может снижаться до 14-10 %, начинает морфологически проявляться сезонное переувлажнение в форме скопления верховодки. В профиле формируются серовато-сизые и охристые пятна, прожилки, слабосцементированные округлые красные Fe-новообразования.

Опесчаненность верхней части профиля создает условия для поселения сосны. В древостое поверхностно-подзолистых почв наблюдается в качестве содоминанта ель. В травянистом ярусе возможно увеличение количества таежных видов, хотя однозначно утверждать этого нельзя. В исследованных нами лесах наблюдается полное смешение флоры таежных лесов и широколиственных лесов. Это объясняется пограничным положением территории: на западной границе южной тайги и на восточной границе широколиственных лесов атлантического типа. Искусственные еловые насаждения на буроземах, как показывают наши исследования, за 30-40-летний период не приводят к появлению оподзоливания в гумусовом горизонте. Однако несколько увеличивается общее содержание гумуса, замедляется круговорот, накапливается медленно разлагающаяся лесная подстилка из хвои, расширяется соотношение С : N в составе гумуса.

В описанных условиях рельефа и пород эволюция почв по двум сценариям наиболее вероятна. Отклонения встречались нам редко и объяснялись влиянием указанных выше осложнений, в основном локальными маломощными глинистыми и тяжелосуглинистыми прослойками.

Вопрос о "характерном времени" реализации описанных сценариев эволюции требует отдельных исследований. Известно, что скорости выноса ила (лессиважа) при формировании текстурно-дифференцированных почв могут достигать 0,5-1г/м² в год [7, с. 31]. О скоростях развития процессов и дифференциации профиля можно судить по направлению почвообразования на курганных насыпях при условии их четкой датировки. Проведенные нами исследования на археологическом памятнике "Кауп" (X в.) дают основания считать, что на связносупесчаных и суглинистых породах в условиях западной части Калининградской области за 1000 лет почвообразование идет по буроземному типу. Предполагаем, что процессы лессиважа происходят в почвах несколько тысячелетий до тех пор, пока не достигнут на супесях и легких опесчаненных суглинках критической границы, после чего верхняя часть (20-40 см) почвы может за несколько столетий дифференцироваться по подзолистому альфегумусовому типу. Локальные условия рельефа, и особенно антропогенное вмешательство, вероятно, могут изменить скорости процессов.

ЛИТЕРАТУРА

Буроземообразование и псевдооподзоливание в почвах Русской равнины / под ред. С.В. Зонна. - М.: Наука, 1975. - 275 с.

Завалишин А.А. К характеристике основных подтипов почв лесной зоны Европейской части СССР / А.А. Завалишин: сборник научных работ / Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева. - Л., 1954 - Вып. 1 - С. 100-159.

Вайчис М.В. Бурые лесные лессивированные почвы под дубовыми насаждениями в южной части Калининградской области // Лесное хозяйство: труды / Литовского НИИ. - Каунас, 1977. - Вып. ХУП. - С. 17-23.

Шлейнис Р.И. Влияние различных хвойных и лиственных насаждений на бурые лесные почвы Калининградской области / Р.И. Шлейнис // Почвоведение и агрохимия. - Вильнюс: Минтис, 1974. - С. 41-49.

Анциферова О.А. Почвы Замландского полуострова и их антропогенное изменение. Ч. 1. Факторы почвообразования. Почвы подзолистого и буроземного рядов / О.А. Анциферова. - Калининград: Изд-во КГТУ, 2008. - 395 с.

Воробьева Л.А. Химический анализ почв/Л.А. Воробьева. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 272 с.

Александровский А.Л. Эволюция почв и географическая среда / А.Л. Александровский, Е.И. Александровская. - М.: Наука, 2005. - 223 с.

Размещено на Allbest.ru