Особенности почвообразования в горах. Специфика горного почвообразования

Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность , под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий.

С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако количество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.

Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах , что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.

В горах формируются коры выветривания в основном элювиального и реже транзитного типов ; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. В процессах выветривания возрастает, по сравнению с равнинными областями, роль физического выветривания, являющегося в горах, особенно в высокогорных районах, ведущим процессом формирования элювия.

В горных условиях, при преобладающем формировании почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах выветривания, почвообразование и выветривание неотделимы друг от друга ни во времени, ни в пространстве, толщи почвообразования и выветривания физически совпадают.

Роль рельефа в горном почвообразовании чрезвычайно велика . Ее прекрасно охарактеризовал В. В. Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах. Характер рельефа различных горных систем связан с их геологической историей и особенностями слагающих их пород, однако общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа.

Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции . Такой характер рельефа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравнительно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в том числе элементами питания растений, с другой - постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.

На процессы почвообразования в горах большое внимание оказывает экспозиция склонов . В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготаяние более бурное. На южных склонах в северном полушарии сильнее проявляются процессы денудации. Ниже приведена зависимость интенсивности денудации от экспозиции склонов.

Основной чертой растительности горных стран, так же как и других природных факторов, является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности . Для большинства горных систем наиболее общей закономерностью высотной поясности является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвойных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субальпийских лугов. Еще выше находится пояс низкотравных альпийских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова; выше расположен нивальный пояс - пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников.

РЕФЕРАТ

« Особенности морфологии горных почв »

Выполнил: Проверил:

Студент гр. СЭ-31 д.г-м.н., профессор

Иванов А. А. Мельцер М.Л.

_________________ _________________

Новосибирск

Введение. 3

1. Вертикальная зональность. 4

2. Условия почвообразования. 6

3. Особенности почвообразовательного процесса. 9

4. Особенности типов горных почв. 13

5. Почвы отдельных горных областей. 22

6. Использование и охрана. 26

Заключение. 28

Список источников. 29

Введение

Горные территории, по-видимому, осваивались первыми на земле и горное земледелие является одним из самых древних. Современное горное земледелие (включая горные долины и расчлененные низкокогорья) во многих странах имеет весьма существенное значение. Почвы горных территорий несмотря на их частую маломощность и каменистость освоены в среднем в тропическом поясе на 9%, в субтропическом поясе на 14% и в суббореальном поясе на 8%.

Целью данной работы является изучение особенностей процесса почвообразования горных почв, а также изучение их физических, физико-химических свойств. Также в данной работе рассмотрены вопросы о закономерностях распространения, классификации и диагностике горных почв.

Рассмотрены основные задачи, соответствующие данным целям:

1)Изучена закономерность формирования и распространения горных почв.

2)Рассмотрены условия почвообразования в горах, а также особенности почвообразовательного процесса горных почв.

3)Изучена классификация и основные свойства (как физические так и физико-химические) горных почв.

4)Приведены конкретные примеры горных почв различных территорий.

5)Рассмотрен вопрос об использовании горных почв и их охране.

Вертикальная зональность

Особое значение в вопросах строения почвенного покрова имеют закономерности вертикальной зональности в горах. Впервые на эти закономерности обратил внимание В.В.Докучаев, который в статьях, опубликованных в 1898-1899 гг, посвященных учениям о зонах природы, выдвинул представление на примере Кавказа о вертикальной зональности почв в горах.

Под вертикальной зональностью следует понимать смену почв в зависимости от высоты местности, что связано с изменением климата и растительности.

Подобно тому, как на равнине в широтном направлении происходит смена почвенных зон, в горных районах с изменением высоты местности почвенные зоны располагаются в виде поясов.

Вертикальные почвенные зоны не являются простым повторением широтных почвенных зон. Они сильно укорочены, сжаты, а отдельные из них нередко выпадают. Это явление получило название интерференции зон. Примером интерференции может служить отсутствие в Южном Закавказье между горно-степными каштановыми почвами и горно-луговыми почвами не только горно-лесных, но и горных черноземов.

Всем горным почвам присуща укороченность профиля и его генетических горизонтов. Отличительным признаком горных почв является их скелетность – каменистость или щебнистость.

Иногда с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Примером инверсии может служить Южное Закавказье, где горные черноземы (например, Лоийской степи) залегают выше горно-лесных почв.

Случается, одна почвенная зона внедряется в другую, что обусловлено или экспозицией склона, или проникновением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной зоны в другую называется миграцией почвенных зон. Примером подобной аномалии является значительное продвижение вверх по склонам северной экспозиции горно-лесных почв, а по южным склонам – горно-степных.

Условия почвообразования

Условия почвообразования в горных областях отличаются большим многообразием.

Высотная поясность характеризуется прежде всего закономерной сменой климата.

С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С увеличением высоты возрастают количество выпадающих атмосферных осадков, суммарная солнечная радиация, повышается относительная влажность воздуха.

В горном климате отмечаются более резкие контрасты в суточном и сезонном циклах, чем у соответствующих почв равнин.

Рельеф горных областей сложный. Он связан с геологической историей горных систем и особенностями слагающих их пород. Общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность и разнообразие форм. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции.

Рельеф обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации, формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимических оттоков. Процессы денудации постоянно удаляют верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, с другой – постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.

Почвообразующими породами служат разнообразные продукты выветривания в основном элювиального, реже аккумулятивного типа. Широко распространены продукты выветривания меловых, третичных (известняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также пород магматического происхождения.

В соответствии с высотной поясностью в горных системах происходит распределение растительности. Наиболее общей закономерностью является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще луговых, растительных сообществ, субальпийских, альпийских лугов и еще выше – пояс господствования скал, осыпей, ледников и снежников.

Протяженность по высоте лесных поясов уменьшается по мере увеличения сухости и континентального климата.

В районах вулканических гор действующие вулканы постоянно снабжают окружающие пространства пеплом, газами, растворами. Вулканические почвы обычно характеризуются высоким и устойчивым плодородием. Часто встречаются погребенные почвы нескольких циклов, захороненные свежими порциями пеплов, потоками лавы, слоями пемзы. Косвенное влияние вулканизма на почвообразование проявляется через грунтовые воды, питаемые вулканическими источниками и термальными водами, которые обогащены соединениями кремния и алюминия. Вулканизм могучий фактор почвообразования. Для территорий с действующими вулканами характерны генетически с ними связанные землетрясения. Однако сильные землетрясения охватывают и такие территории, где вулканизм сейчас не проявляется. В сейсмических зонах Земли нередко наблюдаются смещения почвенных профилей и горизонтов. Прямое влияние землетрясений на почвенный покров может проявляться в форме образования глубоких и широких трещин, опусканий и поднятий отдельных участков поверхности на метр и более, а главное массовых оползней огромных глыб почвы и породы, что в целом глубоко меняет топографическую и гидрографическую обстановку местности и, как правило, усиливает смывы и переотложение почв. В горах бассейна Сурхоба (Гиссаро-Алай) на склонах наблюдаются свежие сейсмические срывы коры выветривания и почвенно-дернового покрова, на участках которых уже успели образоваться эрозионные борозды и промоины.

Многообразие природных условий почвообразования приводит к формированию различных горных почв. Характер высотной поясности, число вертикальных почвенных структур определяются положением горной страны в системе широтной зональности.

В почвенном покрове горных стран встречаются как почвы, характерные только для гор, отсутствующие на равнинах, так и почвы, имеющие аналоги на равнинных территориях.

К первым относятся горно-луговые, горно-луговые черноземновидные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы относятся к основным типам, соответствующим равнинным аналогам.

Особенности почвообразовательного процесса

Природные ландшафты горных систем, как и равнин, прошли сложную историю развития. И когда мы говорим «горное почвообразование», «горные почвы», мы подчеркиваем особую роль тектогенеза, создавшего горные системы с их ландшафтами, в формировании почв и почвенного покрова в горах.

Историческое развитие и становление горных ландшафтов по сравнению с равнинными во много раз динамичнее как в прошлом, так и в настоящем.

Тектогенез – это поднятия и опускания земной коры, сопровождающиеся денудацией, переносом и накоплением осадочных отложений

В настоящее время большинство исследователей полагают, что основная масса раздробленного материала в альпинотипных горах умеренного пояса (вплоть до частиц илистой размерности) образовалась главным образом в этапы оледенений. Этот материал составляет толщу почвообразующих пород. В этапы оледенений на них действовали нивально-гляциальные, мерзлотные, солифлюкционные, лавинные и другие процессы. Созданные этими процессами щебнистые толщи поверхностных отложений имеют комплексный характер, что отражается в их строении и составе.

Характерен также состав этих толщ. Он представляет собой смесь выходящих на поверхность обломков и частиц таких пород, как граниты, гранито-гнейсы, гнейсы, изверженные породы среднего состава, кристаллические сланцы и остатки шиферных сланцев.

Формирование почвенного покрова находится под постоянным мощным воздействием тектонико-экзогенных процессов. Без них не возможно формирование горных почв.

Рассмотрим более детально проявления основных экзогенных процессов с типизацией их по строению профилей почв и пород.

Криогенные процессы. В альпинотипных высокогорьях криогенные процессы проявились в создании бугров, микротеррас, небольших гряд, глубоких понижений и ложбин разнообразной формы на абсолютных высотах более 2500 м.

Ярким примером таких высокогорий являются восточные склоны хр. Хатипара. В настоящее время снежники сохраняются здесь до июня. Солифлюкционные быстрые и медленные перемещения имеют как древний, так и современный характер. Общей чертой солифлюкционных толщ является наличие двух – трех слоев, состоящих из одного – четырех почвенных горизонтов, часто разделенных щебнистыми прослойками мощностью 5-40 см. Здесь же рядом с мощными (до 130 см) солифлюкционными толщами существуют солифлюкционные толщи толщи мощностью до 70 см, а по ложбинам – понижениям остатки почвенных толщ в 10-20 см, местами встречаются выходы почвообразующих и подстилающих пород. В большинстве случаев имеет место сочетание криогенеза с делювиальным размывом, оползням, в результате которых наблюдается чрезвычайно пестрое сочетание почвообразующих пород и почв по мощности, щебнистости, механическому составу, различным отклонениям в строении почв от «нормального» их профиля.

Современные солифлюкционные процессы, не имея того размаха, который был им свойственен в послеледниковом прошлом, в настоящее время также повсеместны. Так на территории Бокового хребта (продолжение Передового в междуречье Малка-Баксан) на абсолютных высотах 2700 м современная солифлюкция вместе со снежной эрозией на склонах 5-8° буквально на глазах перемещает дернину мощностью 20 см, сдирает ее, обнажает и сортирует щебень, создавая пятна выходов щебня без почв. Здесь же на склонах более 8° наблюдались и мощные солифлюкционные образования в виде микротеррас, увальчиков в сочетании с ложбинами. Солифлюкционные толщи таких территорий (мощностью 70 см и более) состоят из трех-четырех слоев, в разной степени обогащенных или обедненных гумусом, щебнем, растительными корнями. Морфологически они имеют современный «живой» характер.

Действие лавин. Лавины являются мощным фактором в образовании рельефа высокогорий.

Лавины в сочетании с другими экзогенными процессами, прежде всего криогенными и флювиально-делювиальными, не только создали рельеф склонов, но также в значительной мере переработали верхние слои коренных пород. Их роль в раздроблении крупнообломочного материала до мелкозема велика. На протяжении исторического времени лавины многократно перемешивали, дробили, и перемещали породный материал из верхних позиций вниз.

Результатом действия лавин является смешанный состав исходных почвообразующих пород, столь же «незакономерные» количественные сочетания по горизонтам толщ отдельных механических фракций, незакономерные соотношения обломочного материала в профилях почвогрунтов.

Мощность почв совпдает с мощностью почвообразующего материала, в значительной степени созданного криогенно-лавинно-делювиальным комплексом экзогенных процессов. Эта мощность равна в среднем 50-100 см.

Воздействие талых вод. Верхние горизонты почвы, особенно в горно-луговом поясе, обычно обогащены дисперсными фракциями, не содержат или почти не содержат обломочный материал. Обогащение самого верхнего горизонта почвы высокогорий дисперсными частицами определяется в известной степени вытаиванием их из снега. А снег обогащается дисперсным материалом за счет местного эолового переноса с обнаженных скальных вершин.

Ветровальные процесс, или «корневой снос».В лесном поясе, особенно под хвойными породами, огромню роль в постоянном перемешивании (прошлом и современном) и перемещении толщ почвогрунтов играет ветровал, который создает ямочно-бугорковый микрорельеф.

При ветровале происходит перемещение нижних горизонтов вверх и перемешивание всей почвенной толщи на глубину до 0,5-1 м с последующим смещением ее по склону. Практически в большинстве случаев на одном и том же месте такое перемешивание происходит через каждые 100-200 лет. В результате такого типа явлений в почвенных профилях лесного пояса не сохраняются морфологически различимые следы прошлых фаз почвообразования или старых экзогенных склоновых процессов, хотя. Без сомнения, почвенная масса суммирует в себе как бы в рассеянном виде прошлые этапы почвообразования. Морфологически почвенный профиль территорий с корневым сносом представляет толщу, в которой не различаются или слабо различаются почвенные горизонты. Часто в почвах отмечаются пятнистость, полосчатость за счет перемешивания разны горизонтов, иногда прослойки гумусового материала или материала горизонта С в разных частях профиля.

Денудационно-аккумулятивные процессы.

В аккумуляции долинного материала принимают участие ледниково флювиальные, перигляциальные, лавинно-селевые, аллювиальные процессы и собственно поверхностный смыв. Часто микрорельеф таких территорий имеет сложный характер. Мощность современных почв составляет 30-60 см, а почвообразующий субстрат, за счет которого образовались эти долинные почвы, - продукт денудационно-аккумулятивных процессов последних тысячелетий. Накопление же 20-30 сантиметровой верхней толщи произошло за последние 700-800 лет.

Почвы горных областей занимают обширные территории России. Они находятся в Восточной Сибири, на Кавказе, Алтае, Дальнем Востоке.

Формирование почв в горных районах связано с проявлением вертикальной зональности. Закон вертикальной зональности был установлен В. В. Докучаевым. Под вертикальной зональностью следует понимать смену почв в зависимости от высоты местности, что связано с изменением климата и растительности.

Подобно тому как на равнине в широтном направлении происходит смена почвенных зон, в горных районах с изменением высоты местности почвенные зоны располагаются в виде поясов.

Вертикальные почвенные зоны не являются простым повторением широтных почвенных зон. Они сильно укорочены, сжаты, а отдельные из них нередко выпадают. Это явление получило название интерференции зон. Всем горным почвам присуща укорочен-ность профиля и его генетических горизонтов. Отличительным признаком горных почв является их скелетность - каменистость или щебнистость.

Иногда с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Случается, одна почвенная зона внедряется в другую, что обусловлено или экспозицией склона, или проникновением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной зоны в другую называется миграцией почвенных зон.

УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Условия почвообразования в горных областях отличаются большим многообразием.

Высотная поясность характеризуется прежде всего закономерной сменой климата.

С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5 ˚С на каждые 100 м. С увеличением высоты возрастают количество выпадающих атмосферных осадков, суммарная солнечная радиация, повышается относительная влажность воздуха.

Рельеф горных районов сложный. Он связан с геологической историей горных систем и особенностями слагающих их пород. Общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность и разнообразие форм. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции.

Рельеф обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, формирование интенсивного бокового внутрипочвен-ного и подпочвенного геохимических оттоков. Процессы денудации постоянно удаляют верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, с другой - постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока (Богатырев, Васильевская, Владыченский и др., 1988).

В соответствии с высотной поясностью в горных системах происходит распределение растительности. Наиболее общей закономерностью является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще луговых, растительных сообществ, субальпийских, альпийских лугов и еще выше - изреженной растительностью субнивального пояса, выше которого расположен нивальный пояс - пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников.

Протяженность по высоте лесных поясов уменьшается по мере увеличения сухости и континентальное™ климата.

К. первым относятся горно-луговые, горно-луговые черноземовид-ные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы относятся в основном к типам, соответствующим равнинным аналогам.

ОСОБЕННОСТИ ТИПОВ ГОРНЫХ ПОЧВ

Горно-тундровые почвы являются самым верхним звеном в системе высотной поясности почвенного покрова. Господство низких температур, короткий безморозный и вегетационный периоды, долго сохраняющийся снежный покров обусловливают плохо развивающийся бедный растительный покров с преобладанием в нем мхов и лишайников с редко встречающимися мелкими кустарниками.

Климатические условия и характер растительности способствуют низкой биологической активности, накоплению слаборазло-жившегося органического вещества. Под влиянием таких условий профиль горно-тундровых почв не превышает 50-60 см, их реакция кислая, насыщенность основаниями слабая (около 13 % в слое 0-10 см). Гумус грубый, с преобладанием фульвокислот.

Горно-луговые почвы занимают вершины и верхние части склонов хребтов и гор всех экспозиций, формируются на выщелоченных продуктах выветривания плотных пород. Профиль почв отличается слабой дифференцированностью и имеет следующее строение: Ад-А-АС-С, где А д - прочно скрепленная корнями травянистой растительности дернина мощностью до 10 см. Под дерниной располагается гумусовый горизонт А мощностью 10-20 см, темно-бурого цвета, часто с каменистыми включениями. Переходный горизонт АС мощностью 15-25 см, он светлее; это гумусовый горизонт с буроватым оттенком; количество каменистых включений больше, чем в горизонте А. Горизонт С - почвооб-разующая порода - элювий или делювий коренных пород. На 80 % он сложен из каменистых отдельностей различного размера. Мощность горизонта С колеблется от 20 до 30 см и глубже переходит в коренную породу.

Горно-луговые почвы формируются под влиянием дернового процесса почвообразования, интенсивность проявления которого определяется характером растительности и почвообразующей породы. На карбонатных породах дерновый процесс выражен сильнее, почвы формируются более мощные и гумусированные. Содержание гумуса в пределах 8-20 %. Гумус «грубый», в нем преобладают фульвокислоты. Почвы имеют кислую реакцию, которая обусловлена в основном алюминием. ЕКО невысокая, почва слабо насыщена основаниями.

Горные лугово-степные почвы в отличие от горно-луговых развиваются в более засушливом лугово-степном поясе гор. Они формируются на менее выщелоченных почвообразующих породах в условиях периодически промывного водного режима.

Из большого многообразия горно-лугово-степных почв наибольшего внимания заслуживают горно-лугово-степные чернозе-мовидные почвы. Эти почвы развиваются под субальпийской ос-тепненной растительностью преимущественно на продуктах выветривания карбонатных пород. Для них характерно формирование более мощной дернины и более развитого гумусового горизонта с порошистой структурой.

ПОЧВЫ ОТДЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ

Кавказские горы. Наиболее полно вертикальные пояса представлены на северном склоне Кавказа. Здесь по мере подъема к вершинам гор представлены вертикальные почвенные пояса - аналоги почти всех зон, встречающихся в равнинной части России.

Со стороны Каспийского моря от подножий до вершины происходит следующая смена почвенных поясов: пустынно-степной пояс с сероземами, горно-степной пояс с горными каштановыми и черноземами, горно-лесной пояс с серыми, бурыми лесными и горно-лесными подзолистыми почвами, пояс субальпийских (на высоте 1800-2800 м) и пояс альпийских лугов (на высоте 2800- 3500 м) с горно-луговыми почвами, пояс вечных снегов и ледников (выше 3500 м).

В причерноморском поясе вертикальная зональность начинается с красноземов и желтоземно-подзолистых почв, развивающихся под субтропической растительностью. С высотой местности красноземы сменяются бурыми лесными почвами.

Уральские горы. В связи с небольшой высотой Уральских гор вертикальная поясность выражена не всегда четко. Северная часть Урала расположена в тундровой зоне с преобладанием горно-тундровых почв. На склонах гор под лесной растительностью развиваются горные глеево-подзолистые почвы. Значительная часть безлесной области занята горно-луговыми почвами альпийских лугов.

Под хвойными лесами Среднего Урала формируются горные подзолистые и своеобразные неоподзоленные лесные кислые почвы. В южной части Урала вертикальная поясность приобретает более четкий характер. Самые высокие точки (1000-1200 м) здесь покрыты альпийскими и субальпийскими лугами с горно-торфянистыми и горно-луговыми почвами. В лесостепном поясе под широколиственными лесами распространены горные серые лесные почвы, а также горные оподзоленные и выщелоченные черноземы, отличающиеся высокой гумусированностью.

Горные области Сибири и Дальнего Востока. На этой обширной территории выделяют несколько горных областей. В северо-восточной части Сибири наиболее крупными горными областями являются хребты Верхоянский, Колымский, Черский, Анадырский. Это невысокие горы - 2000-2500 м. В основном они покрыты лесами с преобладанием лиственницы и сибирской ели. Под их покровом формируются горно-мерзлотно-таежные и горные подзолистые почвы. Выше формируются горнотундровые торфянистые и горно-торфянисто-глеевые почвы.

Более полная вертикальная поясность выражена в горных областях Алтая и Саян.

Горный Алтай выделяется как составная часть обширной Ал-тайско-Саянской горной почвенной провинции, лежащей в центральной лесостепной и степной областях суббореального пояса. По типу структуры вертикальной поясности в провинции Горного Алтая выделяют три подпровинции: Северная, Центральная, Юго-Восточная (табл. 57).

57. Структура вертикальной поясности почвенного покрова Горного Алтая по лодпровинциям (Ковалев, 1967)

Северная подпровинцпя		Центральная подпровннцня		Юго-Восточная подпровннцня
	Абсолютная высота, м		Абсолютная высота, м		Абсолютная высота, м
Черноземы оподзоленные и выщелоченные		Темно-каштановые, южные, карбонатные черноземы		Каштановые и светло-каштановые
Серыелесные и горно-лесные глубокооподзоленные		Горно-степные каштановидные, реже черноземошщные (южные склоны)		Горные лугово-степные черноземовидные и каштано-видные (южныесклоны)
Горно-лесные бурые		Горно-лесные черноземовидные выщелоченные и карбонатные		Горно-лесные длительномерзлотные глубокогумусные оподзоленные (фрагментами по северным склонам)
Горно-лесные торфяные, торфянистые, часто оподзоленные (северные склоны)		Горно-лесные бурые		Горно-луговые и горнотундровые
Горно-тундровыеторфянистые и дерновые, горно-		Горно-лесные торфянистые, торфянисто-перегнойные (северные склоны)
		Горно-тундровые и горно-луговые

Отдельные горные хребты Алтая достигают 4620 м над уровнем моря (гора Белуха).

В горной системе Саян выделяется главный Саянский хребет, отдельные вершины которого достигают 3490 м над уровнем моря (Мунку-Сардык). Подгорные степи с черноземами простираются до высоты 4000 м; в лесостепном поясе распространены черноземы выщелоченные. На высоте 600 м начинается лесной пояс.

Характерной провинциальной особенностью горных почв областей Восточной Сибири и Забайкалья является широкое распространение мерзлотно-таежных почв, отсутствующих в других горных районах страны.

Горы Сахалина и Камчатки. Горы острова Сахалина представлены несколькими хребтами относительно небольшой высоты (1500-1600 м). Почвы здесь формируются в условиях муссонного климата, для которого характерны холодная влажная зима и прохладное дождливое лето. У подножий гор распространены луговые и болотные почвы речных террас и морских побережий, которые на высоте 400-800 м сменяются лесными дерновыми кислыми и горно-лесными бурыми почвами, развивающимися под хвойными лесами. На высоте 800-1000 м под кедровым стлаником формируются горно-торфянистые глеевые почвы, переходящие в горно-тундровые почвы, развивающиеся под низкорослой кустарниковой растительностью.

На Камчатке почвообразование так же, как на Сахалине, протекает в условиях муссонного климата.

На почвообразование большое влияние оказывает вулканическая деятельность. Вулканический пепел, обогащенный основаниями, нейтрализует кислые продукты, образующиеся при разложении растительного опада. Это приводит к развитию почв со слабыми признаками оподзоливания.

В современной классификации почвы, обогащенные вулканическим пеплом, выделяют в самостоятельный тип пеплово-вулка-нических почв. В горно-таежном поясе формируются горные подзолистые и дерново-подзолистые почвы, которые на высоте 1000-2000 м сменяются горно-тундровыми торфянистыми почвами.

Горные области Прибайкалья и Забайкалья. Эти области являются продолжением Восточных Саян. В целом горы невысокие (не выше 1500 м над уровнем моря). Наиболее высокие хребты Яблоневый, Нерчинский, Витимское и Патомское нагорья.

Самые низкие участки межгорных депрессий (600-800 м) заняты сухими степями с каштановыми почвами, выше (800-1200 м) - черноземами.

На высоте 1000-1200 м по северным склонам сопок формируются серые лесные почвы,- несколько выше - горные мерзлотные дерново-таежные, а на породах легкого гранулометрического состава - горные подзолистые почвы. Самый верхний «гольцовый» пояс занят горно-тундровыми и горно-луговыми субальпийскими почвами (Кауричев, Панов, Розов и др.).

ОСОБЕННОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Почвы горных областей используют главным образом как луго-пастбищные и сенокосные угодья. Основная часть пастбищных угодий находится в горно-тундровой, горно-луговой и горно-степной зонах.

В земледелии наиболее интенсивно используют горные бурые лесные, горные черноземы и горные каштановые почвы. На них возделывают зерновые, овощи, картофель, чайный куст, виноград (Кавказ и др.), плодовые и ягодные культуры.

В межгорных и низкогорных котловинах (Горный Алтай) на черноземных и каштановых почвах возделывают зерновые, зернофуражные и кормовые культуры для нужд животноводства. В низ-когорьях, кроме того, разводят технические культуры (хмель, картофель, свекла), получило развитие садоводство.

Использование почв горных областей ограничивается сильным развитием водной эрозии и особенно селевыми потоками. При освоении и использовании почв очень важны почвозащитные мероприятия: охрана лесов, регулирование стоков устройством про-тивоселевых сооружений, применение специальной системы обработки почв, террасирование и облесение склонов, правильное использование пастбищных угодий.

Внесение органических и минеральных удобрений, известкование кислых почв, мероприятия по повышению плодородия горных почв также необходимы для рационального их использования.

Контрольные вопросы и задания

1.В чем сущность вертикальной зональности почв? 2. Назовите особенности почвообразования в горных районах. 3. Приведите примеры вертикальной поясности разных горных систем. 4. В чем особенности хозяйственного использования почв горных областей?

Многие десятилетия после В. В. Докучаева считалось, что «горные почвы по ряду признаков отличаются от почв равнин; их нельзя отождествлять с последними, а нужно выделять в особый отдел или класс. Горные почвы оригинальны и по своему образованию, и по своей морфологии, и по динамике». Это отмечалось С. А. Захаровым в 1940-х гг. А. М. Мамытов в конце 1970-х гг. тоже считал, что горные почвы - лишь весьма отдаленные аналоги почв равнин, и то больше в силу традиционности их наименования и до последнего времени недостаточной изученности. Этому способствует специфика горного почвообразования: литогенность, скелет- ность, уменьшение с высотой биологической активности, повышенная гумусность и подверженность эрозионным процессам, горизонтальная (склоновая) миграция почвенных растворов, элювиальность профиля и др. Таким образом, все почвы в горах рассматривались как самостоятельные типы, отличные от аналогичных почв равнинных территорий.

Однако с 1980-х гг. появилась оппозиция подобным воззрениям. Все признаки, указанные для горных почв, могут встречаться и на равнинах, особенно при пересеченном рельефе. В то же время в горных странах неизбежны равнинные территории (плоскогорья, террасы и др.), и чем древнее страна, тем в большей степени они выражены. Представители этого направления считают, что в горах самостоятельными типами являются лишь оригинальные горные почвы, не встречающиеся на равнинах: горно-луговые, горно-луговые черноземовидные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы, имеющие аналоги на равнинах, рассматриваются как единый с ними тип. В соответствии с этим подходом построены и классификация, и диагностика почв СССР.

При крупномасштабных почвенных исследованиях применение терминов «горные» и других подобных не получило распространения. Уникальность горных почв при сравнении их с аналогичными вариантами на равнинах состоит в повышенном содержаниие гумуса. В Средней Азии в горах выделяются темные сероземы, а на склонах Анд, к Амазонке, распространены ферраллитно-гумусовые красные и желтые почвы. В Краснодарском крае Н. Е. Редькиным установлены тучные горные черноземы с уникально высокими запасами гумуса - 1200 т/га. Близкие черноземы характерны для Ставрополья, где они наблюдаются до высоты 1200 м. Интересно, что эти почвы никак нельзя привязать к какому-либо подтипу и даже фации. Сейчас принято на обзорных мелкомасштабных почвенных картах показывать горно-бурые лесные, горноподзолистые, горно-черноземные почвы и т. д. При этом к горным территориям относятся местности выше 500 м над уровнем моря при сечении рельефа не менее 300 м. Складывается необычная ситуация: плоскогорья Перу, Чили, Тибета, Монголии к горным территориям не относятся, а некоторые возвышенности на равнинах можно назвать горными.

Согласно современным воззрениям, почвенный профиль, его строение, свойства, диагностические признаки, функциональность процессов ведут к отрицанию понятия горных почв как специфических почвенных объектов. Процессы и свойства почв как в горных условиях, так и на равнинах анализируются в соответствии с условиями и факторами почвообразования в общей системе процессов генезиса почв.

В конце 40-х годов прошлого века, согласно Сталинскому плану преобразования природы, был намечен комплекс мероприятий с целью изменения климата для обеспечения высоких урожаев в степных и лесостепных зонах Европейской части СССР. Этим постановлением в целях преодоления губительного влияния суховеев на урожай сельскохозяйственных культур, предохранения от деградации плодородных почв, улучшения водного режима и климатических условий этих районов было предусмотрено возведение восьми государственных полос. Самой протяженной среди возводимых лесополос являлась полоса «Гора Вишневая – Каспийское море», которая состояла из 6 лент (по 3 на каждом берегу р. Урал), шириной по 60 м с расстоянием между полосами 200 м и общей протяженностью 1080 км и. После 1953 года мероприятия по посадке лесополос были свернуты, а с целью интенсификации землепользования и увеличения производства продукции сельского хозяйства началось освоение целинных и залежных земель. За прошедшие более 60 лет с момента посадки лесополоса «Гора Вишневая – Каспийское море» частично была вырублена, на некоторых участках произошла гибель деревьев. Но до сего времени большая ее часть, расположенная в пределах области, хорошо сохранилась. Последнее обстоятельство представляет собой уникальную возможность исследовать многолетнее воздействие многорядных искусственных лесонасаждений на ландшафты и сельскохозяйственные земли степного региона и на основании полученных данных оценить реальное воздействие лесополосы на свойства почв, на естественную растительность прилегающих к лесопосадке территорий, на продуктивность сельскохозяйственных земель прилегающих территорий. В процессе работ запланировано использование ранее апробированных и современных методов исследования физических свойств обыкновенных черноземов.

структура

плотность

растительность

фитомасса

1. Верхошенцева Ю.П. Изменение качественно-¬количественных свойств гумуса степных черноземов прилегающих к лесу ландшафтов / Ю.П. Верхошенцева // Почвы и продовольственная безопасность России: материалы Всерос. науч. конф., XII Докучаевские молодежные чтения. – СПб., 2009. – С. 48¬-49.

2. Каменная степь: Лесоаграрные ландшафты / Ф.Н. Мильков, А.И. Нестеров, П.Г. Петров, Б.И. Скачков и др. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. – 224 с.

3. Русанов А.М. Биоразнообразие растений и почв, прилегающих к Бузулукскому бору ландшафтов // Экология. – 2007. – № 1. – С. 13-17.

4. Русанов А.М. Особенности экологии гумусообразования степных черноземов Урала на целине и в агроценозе / А.М. Русанов // Вопросы степной биогеоценологии. – Екатеринбург: Наука, 1995. – С. 18-¬22.

5. Русанов А.М. Почва как фактор восстановления растительности естественных пастбищ // Экология. – 2011. – № 1. – С.34-42.

6. Укенов Б.С., Воропаев С.Б. Влияние государственной лесополосы «гора Вишневая - Каспийское море» на почвы прилегающих территорий / Б.С. Укенов, С.Б. Воропаев // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 10 (185). – С. 192-194.

7. Укенов Б.С., Елисеева М.В. Влияние государственной лесополосы «гора Вишневая – Каспийское море» на гумусное состояние обыкновенных чернозёмов / Б.С. Укенов, М.В. Елисеева // Наука сегодня: реальность и перспективы: материалы международной научно-практической конференции. Научный центр «Диспут». – 2016. – С. 15-16.

8. Чибилёв А.А. Географический атлас Оренбургской области / А.А. Чибилев. – Оренбургское книжное изд-во, 1999. – С.20-54.

Защитные лесные полосы выполняют важные мелиоративные функции. Их природоохранное значение в наибольшей степени проявляется в степной зоне с резко континентальным климатом, важнейшей особенностью которого является дефицит влаги. Посадка лесополос приводит к возникновению лесоаграрного ландшафта со специфической структурой, функциями, своеобразной динамикой круговорота веществ и мощной энергией воздействия на окружающую среду . Под влиянием процессов транспирации в пределах лесопокрытых территорий в приземном слое атмосферы аккумулируется значительное количество влаги. Вода обладает высокой теплоемкостью, поэтому как на территории самих лесов, так и на сопредельных с ними пространствах формируется относительно влажный мезоклимат, влияющий на окружающую биоту, в том числе и на почвы. В этой связи возникает необходимость в комплексном изучении влияния лесных полос на природные экосистемы степной зоны с целью получения достоверной информации по определению площади и рациональному использованию территории экотона - переходной зоны между искусственным лесом и степью. Особую ценность приобретают исследования влияния многолетних многорядных лесных полос на соседние с ними пространства. На территории Оренбургской области такой лесополосой, отвечающей всем необходимым требованиям, являются протяженные фрагменты государственной лесной полосы гора Вишневая - Каспийское море. Она представлена шестирядными лесополосами, три из которых расположены на левом берегу р. Урала и три - на правом. Ширина каждой лесополосы составляет 60 метров, ширина межполосного пространства - 200 метров. Посадка лесополосы состоялась в 1950-1954 годах. Ее возведение связано с реализацией плана преобразования природы посредством улучшения климата степных и полупустынных пространств Европейской части России с целью улучшения свойств почв и их плодородия для получения высоких урожаев сельскохозяйственной продукции. В силу целого ряда причин данный проект не был до конца реализован. По своей сути этот план являлся широкомасштабным продолжением работ, начало которым положил основоположник мирового почвоведения В. В. Докучаев на участке Каменная степь, расположенного на юге Воронежской области в междуречье Волги и Дона. За период с 1892 по 1898 год на этой территории впервые проведено облесение деградированных черноземов засушливой степи и получены убедительные доказательства положительного мелиоративного влияния искусственных лесополос на процессы восстановления и улучшения основных свойств черноземных почв .

Целью данного исследования явилось определение зоны влияния (ширину полосы экотона) и выявление особенностей экологических условий почвообразования настоящих степей Предуралья, находящихся под многолетним воздействием многорядной полезащитной лесной полосы.

Объектом работ послужили черноземы обыкновенные, расположенные на правобережье реки Урал под лесополосой на ее отрезке, ограниченной координатами: СШ 57° 79,318"; ВД 55° 51,881". Для выполнения полевых исследований была заложена ориентированная с юга на север почвенно-геоботаническая катена, которая состояла из десяти площадок с хорошо сохранившейся естественной степной растительностью. Первая находилась в межполосном пространстве, вторая - непосредственно под лесополосой, 3 - 10 через каждые 100 метров по мере удаленности от лесополосы .

Исходя из схемы геоморфологического районирования, территория исследования приурочена к выровненному пространству Предуральского прогиба. Его геологическое строение характеризуется частой сменой меридионально ориентированных структур, сложенных пермскими, триасовыми, юрскими, палеогеновыми и неогеновыми породами .

Среди экологических факторов, играющих важную роль в формировании окружающей среды, первостепенное значение принадлежит климату. Климат Предуралья характеризуется хорошо выраженной континентальностью, что объясняется значительной отдаленностью от океанов и морей и относительной близостью к полупустыням Казахстана. Основным показателем резкой континентальности климата района является большая амплитуда колебаний температуры приземного слоя атмосферы. Средняя температура самого жаркого месяца составляет 22,3-22,9 °С, а самого холодного, января - 17,5-18,3 °С, среднегодовое количество осадков - 350-400 мм в год, продолжительность залегания снежного покрова равна 140-155 дней, а глубина промерзания почв - 100-120 см.

На средние многолетние показатели климата степной зоны на участке работ накладывает свой отпечаток древесная растительность . Уменьшаются колебания суточных и сезонных температур, снижается степень континентальности климата и вероятности ранних заморозков, относительно повышается влажность воздуха и высота снежного покрова.

Снежный покров - продукт атмосферных процессов и, следовательно, климата, но в то же время он сам влияет на климат, как и на другие составляющие географического ландшафта. Температура на поверхности снежного покрова ниже, чем на поверхности почвы, не покрытой снегом, так как снег обладает исключительно высоким альбедо (80 - 90 %). Чем меньше высота снежного покрова, тем сильнее промерзание почвы при прочих равных условиях.

Наибольшая высота снежного покрова (52 см) наблюдается на втором участке, под пологом леса. На первом участке, в межполосном пространстве, она составила 47 см, на расстоянии 100 метров от лесополосы - 46 см, что превосходит аналогичный показатель на более отдаленных участках, где влияние лесополосы ослабевало и на расстоянии 700-800 метров от лесополосы составило 36 см.

Проведенные исследования запасов влаги показали, что в метровой толще на начало и конец вегетационного периода они составили под лесополосой 365 мм и 189 мм соответственно, в 100 метрах от лесополосы 323 мм и 172 мм и, постепенно сокращаясь, на самой удаленной площадке оказались равными 284 мм и 136 мм соответственно.

Тепловой режим почв - один из важных показателей, определяющих направление и интенсивность почвообразовательных процессов; от его особенностей зависят продолжительность вегетационного периода, видовой состав фитоценозов и их продуктивность .

Наблюдения за летним температурным режимом поверхностного слоя почв и на глубине 20 см показали, что средняя температура на первых трех участках оказалась минимальной. По мере удаления от лесопокрытой территории температура почв возрастала и на последних участках катены, под степной травянистой растительностью, она превысила температурные показатели почв начальных площадок на 2,5-3,0 °С. .

Под влиянием специфического мезоклимата на прилегающих к лесополосе ландшафтах складывается особая экологическая обстановка, не типичная для соседних степных равнин. Она проявляется, прежде всего, в изменении естественной растительности. По продвижению от лесополосы, где травянистый покров представлен разнотравно-типчаково-ковыльной (Stipa lessingiana + Festuca valesiaca + mh ) ассоциацией, растительность последовательно сменяется типчаково-ковыльными фитоценозами (Festuca valesiaca + Stipa lessingiana ), а на расстоянии 700-800 метров в ней доминируют ковыльные фитоценозы (Stipa capillata + Stipa lessingiana ).

Таким образом, как следует из геоботанического описания территории, растительные сообщества первых участков больше характерны для лесостепной зоны, т.е. соответствует показателям луговых степей, а на площадках южного конца катены растительность приобретает выраженный ксероморфный облик, характерный для настоящих (злаковых) степей.

По мере удаления от лесополосы запасы общей фитомассы (надземной и подземной в слое 0-20 см) сокращаются с 246,4 - 225,2 ц/га на первых трех площадках катены до 130,4 ц/га на последней точке работ. Одновременно происходит изменение такого показателя растительных сообществ, как отношение подземной фитомассы к надземной. Возрастание этого показателя по мере удаления от лесополосы в 1.4 раза (с 2.8 и 2.1 в пределах между лесными полосами и под лесом соответственно до 4,1 на крайне южных площадках исследования) как и динамика общих запасов растительной биомассы связан со сменой растительных формаций, постепенным выпадением сравнительно влаголюбивых растений, объединенных термином «разнотравье», с преимущественно стержневой корневой системой на степные злаки с мочковатой структурой корневых систем, что закономерно сопровождается относительным увеличением подземной части растений .

Изменение на ограниченном пространстве таких условий почвообразования, как климат и биологический фактор, через смену растительности проявляются через строение почвенного профиля. Сравнительные морфологические исследования черноземов ключевых участков показали, что максимальная мощность гумусово-аккумулятивного горизонта отмечается в черноземах под лесной растительностью и на межполосном пространстве (52,1 и 44,7 соответственно), что объясняется условиями мезоклимата, большим количеством растительного опада, а также особенностями строения корневой системы и процессом разложения и накопления в верхних горизонтах почв лесной подстилки под древесными породами. При движении в сторону типично степных ландшафтов мощность генетических горизонтов А+АВ снижается до 36 см на крайних южных участках. Кроме того, в почвах первых трех участках карбонаты в гумусово-аккумулятивном горизонте (А+АВ) отсутствуют, их наличие выявлено в переходном гор. В, в черноземах 4-8 площадок карбонаты залегают на глубине 10-25 см, а на двух последних они проявляются с поверхности.

Гумус почв в значительной мере определяет их плодородие, в связи с чем проблема оптимизации содержания общего гумуса имеет важное практическое значение.

Важным условием гумусообразования является высокая микробиологическая (биологическая) активность почв, которая исследова-лась путем заложения льняной ткани на 30 дней на глубину 20 см. Судя по уменьшению веса льня-ной ткани, наибольшей микробиологической активностью обладали почвы первого, второ-го и третьего участков (убыль составила 28,2, 29,1 и 27,2 % соот-ветственно), наименьшей - почвы девятой и десятой пло-щадок, где вес ткани уменьшился на 15,9 %.

В ходе проведения анализа общего содержания гумуса были получены данные, которые отображены в таблице.

№ площадки	Гумус, %
№ площадки	0-10 см	10-20 см	20-30 см

Содержание гумуса имеет хорошо выраженную направленность к уменьшению при движении в направлении лесополоса - степь, закономерно связанную со снижением ежегодно образующейся и поступающей в почву растительной биомассы. Судя по процентному содержанию гумуса верхнего слоя почвы межполосного пространства (участок № 1) и под лесополосой (участок № 2), характеризуется как среднегумусные, черноземы других участков соответствуют показателям малогумусных черноземов. Статистическая обработка полученных результатов показала наличие достоверной корреляционной зависимости мощности аккумуляционно-гумусового горизонта и содержания гумуса (r=+0,95). Данная корреляционная связь является статистически значимой (p<0,01).

Таким образом, установлено, что под влиянием относительно влажного мезоклимата, сформированного под влиянием многорядной и многолетней лесополосы гора Вишневая - Каспийское море и связанного с ним биологического фактора почвообразования (видовой состав растительных формаций, фитомасса, биологическая активность почв), меняется состав и свойства почв на уровне их родов и видов. Структура почвенного покрова исследованной территории представлена черноземами обыкновенными среднемощными среднегумусными, черноземами обыкновенными среднемощными малогумусными, черноземами обыкновенными карбонатными среднемощными малогумусными и черноземами обыкновенными карбонатными маломощными. Исходя из того обстоятельства, что по всем показателям почвы предпоследней и последней площадок наблюдения оказались одинаковыми, можно заключить, что ширина экотона, образовавшегося на границе лесополоса - настоящая степь, составляет 700-750 метров.

Исследования проведены при финансовой поддержке Министерства образования Оренбургской области, соглашение № 23 от 30.06.2016 на предоставление областного гранта «Государственная лесополоса «гора Вишневая - Каспийское море» как составная часть плана преобразования природы и ее влияние на прилегающие агроценозы Оренбургской области».

Библиографическая ссылка

Укенов Б.С., Русанов А.М. ОСОБЕННОСТИ УСЛОВИЙ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ЧЕРНОЗЁМОВ, ПРИЛЕГАЮЩИХ К ГОСУДАРСТВЕННОЙ ЗАЩИТНОЙ ЛЕСОПОЛОСЕ ГОРА ВИШНЕВАЯ – КАСПИЙСКОЕ МОРЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25702 (дата обращения: 31.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»