Почвы формирующиеся под смешанными лесами. Типы почв

Арктическая зона характеризуется суровыми климатическими условиями арктического климатического пояса, коротким холодным летом и долгой зимой с очень низкой температурой воздуха. Среднемесячная температура января –16…–32° С; июля – ниже +8° С. Это зона многолетней мерзлоты, почва оттаивает на глубину 15–30 см. Осадков мало – от 40 до 400 мм в год, однако из-за низких температур осадки превышают испарение, поэтому растительные сообщества арктических тундр (преимущественно мхи и лишайники с добавлением некоторых цветковых растений) находятся в условиях сбалансированного, а иногда даже избыточного увлажнения. Фитомасса арктических тундр составляет от 30 до 70 ц/га, полярных пустынь – 1–2 ц/га.

Наиболее распространенный тип автоморфных почв Арктики – аркто-тундровые почвы. Мощность почвенного профиля этих почв обусловлена глубиной сезонного оттаивания почвенно-грунтовой толщи, которая редко превышает 30 см. Дифференциация почвенного профиля из-за криогенных процессов выражена слабо. В почвах, сформированных в наиболее благоприятных условиях, хорошо выражен лишь растительно-торфянистый горизонт (А 0) и значительно хуже маломощный гумусовый горизонт (А 1) (см . МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ ).

В аркто-тундровых почвах благодаря избыточному атмосферному увлажнению и высоко расположенной поверхности многолетней мерзлоты, на протяжении короткого сезона положительных температур все время поддерживается высокая влажность. Такие почвы имеют слабую кислую или нейтральную реакцию (рНот 5,5 до 6,6) и содержат 2,5–3% гумуса. На сравнительно быстро просыхающих участках с большим количеством цветковых растений образуются почвы с нейтральной реакцией и повышенным содержанием гумуса (4–6%).

Для ландшафтов арктических пустынь характерно соленакопление. На поверхности почв часты выцветы солей, а летом в результате миграции солей могут образовываться мелкие солоноватые озера.

Зона тундр принадлежит преимущественно к субарктическому климатическому поясу. Климатические условия тундр характеризуются отрицательной среднегодовой температурой: от –2 до –12° С. Средняя температура июля не поднимается выше +10° С, а средняя температура января опускается до –30° С. Продолжительность безморозного периода около трех месяцев. Для летнего времени характерна высокая относительная влажность воздуха (80–90%) и непрерывное солнечное освещение. Годовое количество осадков небольшое (от 150 до 450 мм), но из-за низких температур их количество превышает испарение.

Где-то на островах, а где-то повсеместно – многолетняя мерзлота, почва оттаивает на глубину 0,2–1,6 м. Расположение плотного промерзшего грунта близко от поверхности и избыточное атмосферное увлажнение обуславливает переувлажнение почвы в безморозный период и, как следствие, ее заболачивание. Близость мерзлых грунтов сильно охлаждает почвенную толщу, что сдерживает развитие почвообразовательного процесса.

В составе тундровой растительности преобладают кустарники, кустарнички, травянистые растения, мхи и лишайники. Древесных форм в тундре нет. Почвенная микрофлора довольно разнообразна (бактерии, грибы, актиномицеты). Бактерий в тундровых почвах больше, чем в арктических – от 300 до 3800 тыс. в 1 г почвы.

Среди почвообразующих пород преобладают различные типы ледниковых отложений.

Над поверхностью многолетнемерзлых толщ распространены тундрово-глеевые почвы, они формируются в условиях затрудненного дренажа почвенно-грунтовых вод и дефицита кислорода. Для них, как и для других типов тундровых почв, характерно накопление слаборазложившихся растительных остатков, в силу чего в верхней части профиля располагается хорошо выраженный торфянистый горизонт (А т), состоящий преимущественно из органического вещества. Ниже торфянистого горизонта располагается маломощный (1,5–2 см) гумусовый горизонт (А 1) коричнево-бурого цвета. Содержание гумуса в этом горизонте около 1–3%, реакция близка к нейтральной. Под гумусовым горизонтом залегает глеевый почвенный горизонт специфического голубовато-серого цвета, который образуется в результате восстановительных процессов в условиях водонасыщения почвенной толщи. Глеевый горизонт продолжается до верхней поверхности многолетней мерзлоты. Иногда между гумусовым и глеевым горизонтами обособляется маломощный пятнистый горизонт с чередованием серых и ржавых пятен. Мощность почвенного профиля соответствует глубине сезонного оттаивания почвы.

В ряде районов тундры возможно земледелие. Вокруг крупных промышленных центров выращивают овощи: картофель, капусту, лук, в теплицах – многие другие культуры.

Сейчас в связи с активным освоением минеральных богатств Севера встала проблема охраны природы тундры, и, в первую очередь, ее почвенного покрова. Верхний торфянистый горизонт тундровых почв легко нарушается, и для его восстановления требуются десятилетия. Следы транспорта, буровых и строительных машин покрывают поверхность тундры, способствуя развитию эрозионных процессов. Нарушение почвенного покрова наносит непоправимый ущерб всей уникальной природе тундры. Строгий контроль хозяйственной деятельности в тундре – сложная, но крайне необходимая задача.

Таежные леса располагаются в умеренном климатическом поясе. Климатические условия огромной территории таежного пояса различны, но, в целом, климат характеризуется довольно большими сезонными колебаниями температуры, умеренно холодной или холодной зимой (со средней температурой января –10… –30° С), относительно прохладным летом (со среднемесячной температурой, близкой к +14…+16° С) и преобладанию суммы атмосферных осадков над испарением. В наиболее холодных районах таежного пояса (восточнее Енисея в Евразии, на севере Канады и на Аляске в Северной Америке) – многолетняя мерзлота, но почва оттаивает летом на глубину от 50 до 250 см, поэтому мерзлота не мешает росту деревьев с неглубокой корневой системой. Эти климатические условия обуславливают промывной тип водного режима на территориях, не скованных многолетней мерзлотой. В районах с многолетней мерзлотой промывной режим нарушается.

Преобладающий тип растительности зоны – хвойные леса, иногда с примесью лиственных пород деревьев. На самом юге таежной зоны местами распространены чистые лиственные леса. Около 20% всей площади таежной зоны занимает болотная растительность, площади под лугами невелики. Биомасса хвойных лесов значительна (1000–3000 ц/га), однако опад составляет лишь несколько процентов от биомассы (30–70ц/га).

Значительная часть лесов Европы и Северной Америки уничтожена, поэтому почвы, образовавшиеся под воздействием лесной растительности, уже длительное время находятся в условиях безлесных, измененных человеком ландшафтов.

Таежная зона неоднородна: лесные ландшафты разных районов существенно отличаются условиями почвообразования.

В отсутствие многолетней мерзлоты на хорошо водопроницаемых песчаных и супесчаных почвообразующих породах образуются разные виды подзолистых почв. Строение профиля этих почв:

А 0 – лесная подстилка, состоящая из опада хвои, остатков деревьев, кустарников и мхов, находящихся на разных стадиях разложения. Внизу этот горизонт постепенно переходит в рыхлую массу грубого гумуса, в самом низу частично смешанным с обломочными минералами. Мощность этого горизонта от 2–4 до 6–8 см. Реакция лесной подстилки сильно кислая (рН = 3,5–4,0). Ниже по профилю реакция становится менее кислой (рН увеличивается до 5,5–6,0).

А 2 – элювиальный горизонт (горизонт вымывания), из которого в нижние горизонты вынесены все более или менее подвижные соединения. В этих почвах этот горизонт называется подзолистым. Песчаный, легко рассыпающийся, вследствие вымывания бледно-серого, почти белого цвета. Несмотря на небольшую мощность (от 2–4 см на севере и в центре до 10–15 см на юге таежной зоны), этот горизонт резко выделяется в почвенном профиле благодаря своему цвету.

В – ярко коричневый, кофейный или ржаво-бурый иллювиальный горизонт, в котором преобладает вмывание, т.е. осаждение соединений тех химических элементов и мелких частиц, которые были вымыты из верхней части почвенной толщи (главным образом, из подзолистого горизонта). С глубиной в этом горизонте убывает ржаво-бурый оттенок и постепенно переходит в почвообразующую породу. Мощность 30–50 см.

С – почвообразующая порода, представленная серым песком, щебнем и валунами.

Мощность профиля этих почв постепенно увеличивается с севера на юг. Почвы южной тайги имеют такое же строение, как и почвы северной и средней тайги, но мощность всех горизонтов у нее больше.

В Евразии подзолистые почвы распространены только в части таежной зоны к западу от Енисея. В Северной Америке подзолистые почвы распространены в южной части зоны тайги. Территория восточнее Енисея в Евразии (Центральная и Восточная Сибирь) и северная часть таежной зоны в Северной Америке (северная часть Канады и Аляска) характеризуются сплошной многолетней мерзлотой, а также особенностями растительного покрова. Здесь формируются кислые бурые таежные почвы (подбуры), иногда называемые мерзлотно-таежными ожелезненными почвами.

Для этих почв характерен профиль с верхним горизонтом, сложенным грубым гумусом, и отсутствие осветленного горизонта вымывания, свойственного подзолистым почвам. Мощность профиля небольшая (60–100 см), он слабо дифференцирован. Как и подзолистые, бурые таежные почвы образуются в условиях замедленного биологического круговорота и небольшой массы растительного годового опада, который почти полностью поступает на поверхность. В результате замедленного преобразования растительных остатков и промывного режима на поверхности образуется оторфованная темно-коричневая подстилка, из органического вещества которой вымываются легкорастворимые гумусовые соединения. Эти вещества осаждаются по всему почвенному профилю в виде гумусово-оксидножелезистых соединений, в результате чего почва приобретает бурый, иногда охристо-бурый цвет. Содержание гумуса вниз по профилю уменьшается постепенно (под подстилкой гумуса содержится 8–10%; на глубине 50 см около 5%, на глубине 1 м 2–3%).

Сельскохозяйственное использование почв таежной зоны связано с большими трудностями. В восточно-европейской и западно-сибирской тайге пашни занимают 0,1–2% от всей площади. Развитию земледелия мешают неблагоприятные климатические условия, сильная завалуненность почв, повсеместная заболоченность территории, многолетняя мерзлота к востоку от Енисея. Более активно развивается земледелие в южных районах восточно-европейской тайги и в лугово-степных районах Якутии.

Для эффективного использования таежных почв требуются большие дозы минеральных и органических удобрений, нейтрализация высокой кислотности почв, местами – удаление валунов.

В медико-географическом отношении зона таежных лесов малоблагоприятна, так как в результате интенсивного вымывания почвы теряют многие химические элементы, в том числе, и необходимые для нормального развития человека и животных, поэтому в этой зоне создаются условия частичного дефицита ряда химических элементов (йода , меди , кальция и др.)

Климат смешанных лесов характеризуется более теплым и продолжительным летом (средняя температура июля от 16 до 24° С) и более теплой зимой (средняя температура января от 0 до –16° С) по сравнению с зоной таежных лесов. Ежегодное количество осадков – от 500 до 1000 мм. Количество осадков везде превышает испарение, что обуславливает хорошо выраженный промывной водный режим. Растительность – смешанные леса из хвойных (ель, пихта, сосна), мелколиственных (береза, осина, ольха и др.) и широколиственных (дуб, клен и др.) пород. Характерной чертой смешанных лесов является более или менее развитый травяной покров. Биомасса смешанных лесов больше, чем в тайге, и составляет 2000–3000 ц/га. Масса опада также превышает биомассу таежных лесов, но благодаря более интенсивной микробиологической деятельности процессы разрушения мертвого органического вещества идут более энергично, поэтому в смешанных лесах подстилка имеет меньшую мощность, чем в тайге, и больше разложена.

Зона смешанных лесов обладает довольно пестрым почвенным покровом. Наиболее характерным типом автоморфных почв смешанных лесов Восточно-Европейской равнины являются дерново-подзолистые почвы – южная разновидность подзолистых почв. Формируются почвы только на суглинистых почвообразующих породах. Дерново-подзолистые почвы имеют то же строение почвенного профиля, что и подзолистые. От подзолистых они отличаются меньшей мощностью лесной подстилки (2–5 см), большей мощностью всех горизонтов и более четко выраженным гумусовым горизонтом А 1 , лежащим под лесной подстилкой. Внешний вид гумусового горизонта дерново-подзолистых почв также отличается от горизонта в подзолистых почвах, в верхней части он содержит многочисленные корни трав, которые часто образуют хорошо выраженную дернину. Цвет – серый различных оттенков, сложение рыхлое. Мощность гумусового горизонта – от 5 до 20 см, содержание гумуса – 2–4%.

В верхней части профиля эти почвы характеризуются кислой реакцией (рН = 4), с глубиной реакция постепенно становится менее кислой.

Использование почв смешанных лесов в земледелии выше, чем почв таежных лесов. В южных районах европейской части России распахано 30–45% площади, к северу доля распаханных земель значительно меньше. Земледелие затруднено вследствие кислой реакции этих почв, сильной их выщелоченности, а местами заболоченности и завалуненности. Для нейтрализации избыточной кислотности почвы известкуют. Для получения высоких урожаев нужны большие дозы органических и минеральных удобрений.

Ландшафты широколиственных лесов, благоприятные для человека, длительное время подвергаются воздействию с его стороны, поэтому они сильно изменены: лесная растительность либо полностью уничтожена (на большей части Западной Европы и США), либо заменена вторичной растительностью.

Среди почв, сформированных в этих ландшафтах, выделяются два типа:

1. Серые лесные почвы, сформированные во внутриконтинентальных районах (центральные области Евразии и Северной Америки). В Евразии эти почвы островами тянутся от западных границ Белоруссии до Забайкалья. Серые лесные почвы образуются в континентальных климатических условиях. В Евразии суровость климата возрастает с запада на восток, среднеянварские температуры меняются от –6° С на западе зоны до –28° С на востоке, длительность безморозного периода – от 250 до 180 дней. Условия лета относительно одинаковы – средняя температура июля колеблется от 19 до 20° С. Годовое количество осадков меняется от 500–600 мм на западе до 300 мм на востоке. Почвы промачиваются осадками на большую глубину, но так как грунтовые воды в этой зоне залегают глубоко, то промывной водный режим здесь не характерен, лишь в наиболее увлажненных районах происходит сплошное промачивание почвенной толщи до грунтовых вод.

Растительность, под которой сформировались серые лесные почвы, представлена преимущественно широколиственными лесами с богатым травяным покровом. К западу от Днепра это грабово-дубовые леса, между Днепром и Уралом – липово-дубовые леса, восточнее Урала в пределах Западно-Сибирской низменности преобладают березовые и осиновые леса, еще восточнее появляется лиственница.

Масса опада этих лесов значительно превышает массу опада таежных лесов и составляет 70–90 ц/га. Опад богат зольными элементами, особенно кальцием .

Почвообразующими породами служат преимущественно покровные лессовидные суглинки.

Благоприятные климатические условия обуславливают развитие почвенной фауны и микробного населения. В результате их деятельности происходит более энергичное преобразование растительных остатков, чем в дерново-подзолистых почвах. Это обуславливает более мощный гумусовый горизонт. Однако часть опада все-таки не разрушается, а накапливается в лесной подстилке, мощность которой меньше, чем мощность подстилки в дерново-подзолистых почвах.

Строение профиля серой лесной почвы (см . МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ ):

А 0 – лесная подстилка из опада деревьев и трав, обычно небольшой мощности (1–2 см);

А 1 – гумусовый горизонт серого или темно-серого цвета, мелко- или среднекомковатой структуры, содержащий большое количество корней трав. В нижней части горизонта часто есть налет кремнеземистой присыпки. Мощность этого горизонта – 20–30 см.

А 2 – горизонт вымывания, серого цвета, с неясно выраженной листовато-пластинчатой структурой и мощностью около 20 см. В нем встречаются мелкие железомарганцевые конкреции.

В – горизонт вмывания, коричнево-бурового цвета, с ясно выраженной ореховатой структурой. Структурные отдельности и поверхности пор покрыты темно-коричневыми пленками, встречаются мелкие железомарганцевые стяжения. Мощность этого горизонта – 80–100 см.

С – почвообразующая порода (покровный лессовидный суглинок желтовато-бурого цвета с хорошо выраженной призматической структурой, часто содержит карбонатные новообразования).

Тип серых лесных почв разделяется на три подтипа – светло-серых, серых и темно-серых, названия которых связаны с интенсивностью окраски гумусового горизонта. С потемнением гумусового горизонта несколько увеличивается мощность гумусового горизонта и уменьшается степень выраженности вымывания этих почв. Элювиальный горизонт А 2 есть только у светло-серых и серых лесных почв, у темно-серых его нет, хотя нижняя часть гумусового горизонта А 1 имеет белесоватый оттенок. Образование подтипов серых лесных почв обусловлено биоклиматическими условиями, поэтому светло-серые лесные почвы тяготеют к северным районам полосы серых почв, серые – к срединным, а темно-серые – к южным.

Серые лесные почвы значительно плодороднее дерново-подзолистых, они благоприятны для выращивания зерновых, кормовых, садово-огородных и некоторых технических культур. Основной недостаток – сильно сниженное плодородие в результате многовекового их использования и значительное разрушение в результате эрозии.

2. Бурые лесные почвы образовались на территориях с мягким и влажным океанического климатом, в Евразии – это Западная Европа, Карпаты, Горный Крым, теплые и влажные районы Кавказа и Приморского края России, В Северной Америке – приатлантическая часть континента.

Годовое количество осадков значительно (600–650 мм), однако большая их часть выпадает летом, поэтому промывной режим действует на протяжении коротких промежутков времени. В то же время мягкие климатические условия и значительное атмосферное увлажнение активизируют процессы преобразования органического вещества. Значительную массу опада перерабатывают и перемешивают многочисленные беспозвоночные, способствуя образованию гумусового горизонта. При разрушении гумусовых веществ начинается медленное перемещение глинистых частиц в горизонт вмывания.

Профиль бурых лесных почв характеризуется слабо дифференцированным и маломощным не очень темным гумусовым горизонтом.

Строение профиля:

А 1 – гумусовый горизонт серо-бурого цвета, гумусовый оттенок постепенно убывает внизу, структура комковатая. Мощность – 20–25 см.

В – горизонт вмывания. Вверху яркий коричнево-бурый, глинистый, вниз коричневый оттенок уменьшатся, и цвет приближается к цвету материнской породы. Мощность горизонта – 50–60 см.

С – почвообразующая порода (лессовидный суглинок палевого цвета, иногда с карбонатными новообразованиями).

При большом количестве вносимых удобрений и рациональной агротехнике эти почвы дают очень высокие урожаи различных сельскохозяйственных культур, в частности, самые высокие урожаи зерновых культур получают именно на этих почвах. В южных районах Германии и во Франции бурые почвы используют, в основном, под виноградники.

В Евразии черноземы простираются сплошной полосой через Восточно-Европейскую равнину, Южный Урал и Западную Сибирь до Алтая, восточнее Алтая они образуют отдельные массивы. Наиболее восточный массив находится в Забайкалье.

В Северной Америке также есть зоны лесостепей и степей, западнее зон смешанных и широколиственных лесов. Субмеридиональное простирание – с севера они граничат с зоной тайги (около 53° с.ш.) а на юге доходят до побережья Мексиканского залива (24° с.ш.), однако полоса черноземных почв расположена только во внутриконтинентальной области и к морскому побережью не выходит.

В Евразии климатические условия зоны распространения черноземов характеризуются нарастанием континентальности с запада на восток. В Западных областях зима теплая и мягкая (средняя температура января –2…–4° С), а в восточных областях – суровая и малоснежная (средняя температура января –25…–28° С). С запада на восток уменьшается количество безморозных дней (от 300 на западе до 110 на востоке) и годовое количество осадков (от 500–600 на западе до 250–350 на востоке). В теплый период различия в климате сглаживаются. На западе зоны средняя температура июля – +19…+24° С, на востоке – +17…+20° С.

В Северной Америке суровость климата в зоне распространения черноземных почв возрастает с севера на юг: средняя температура января меняется от 0° С на юге до –16° С на севере, летние температуры одинаковы: средняя температура июля составляет +16 – +24° С. Годовое количество осадков также не меняется – от 250 до 500 мм в год.

Для всей области распространения черноземных почв испарение равно годовому количеству осадков или меньше. Большая часть осадков выпадает летом, часто в виде ливней, – это способствует тому, что значительная часть осадков не впитывается в почву, а удаляется в виде поверхностного стока, поэтому для черноземов характерен непромывной водный режим. Исключение составляют лесостепные районы, где почвы периодически промываются.

Почвообразующие породы территории черноземов представлены преимущественно лёссовидными отложениями (лёсс представляет собой тонкозернистую осадочную породу светло-желтого или палевого цвета).

Черноземы сформировались под травянистой растительностью, в составе которой преобладают многолетние злаки, однако сейчас большая часть черноземных степей распахана и естественная растительность уничтожена.

Биомасса в естественных степных сообществах достигает 100–300 ц/га, из которых половина ежегодно отмирает, в результате в черноземной зоне в почву поступает значительно больше органических веществ, чем в лесной зоне умеренного пояса, хотя биомасса лесов более чем в 10 раз превышает биомассу степей. В степных почвах микроорганизмов значительно больше, чем в лесных (3–4 млрд. в 1 г, а для некоторых районов и больше). Интенсивная деятельность микроорганизмов, направленная на переработку растительного опада, прекращается только в периоды зимнего промерзания и летнего иссушения почвы. Значительное количество ежегодно поступающих растительных остатков обеспечивает накопление больших количеств гумуса в черноземных почвах. Содержание гумуса в черноземах от 3–4 до 14–16%, а иногда и более. Отличительной чертой черноземов является содержание гумуса во всем почвенном профиле, причем вниз по профилю оно уменьшается очень постепенно. Реакция почвенного раствора верхней части профиля в этих почвах нейтральная, в нижней части профиля, начиная с иллювиального горизонта (В), реакция становится слабощелочной.

Наиболее характерной особенностью этих почв, обусловившей их название, является мощный хорошо развитый гумусовый горизонт интенсивно черного цвета.

Строение профиля типичных черноземов:

А 0 – степной войлок. Этот горизонт мощностью в 1–3 см состоит из остатков травянистой растительности и встречается только на целинных землях.

А 1 – гумусовый горизонт. Его цвет во влажном состоянии интенсивно черный, мощность – 40–60 см. Горизонт насыщен корнями растений.

В – переходный горизонт черновато-бурой неравномерной окраски, постепенно переходящей в цвет почвообразовательной породы. Из гумусового горизонта сюда заходят потеки гумуса. В нижней части горизонта содержится значительное количество карбоната кальция. Мощность этого горизонта – 40–60 см.

С – почвообразовательная порода (лёссовидные отложения).

В Евразии южнее типичных черноземов распространены обыкновенные, а еще южнее – южные черноземы. К югу снижается годовое количество осадков, общая биомасса и, соответственно, масса поступающего ежегодно растительного опада. Это обуславливает уменьшение мощности гумусового горизонта (в обыкновенных черноземах его мощность около 40 см, в южных – 25 см). Свойства черноземных почв меняются также по мере увеличения континентальности климата, т.е. с запада на восток (в Евразии).

Черноземы славятся своим плодородием, районы их распространения – основная база производства многих зерновых, в первую очередь, пшеницы, а также ряда ценнейших технических культур (сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза). Урожай на черноземах зависит, главным образом, от содержания воды в доступной для растения форме. В нашей стране для черноземных областей были характерны неурожаи, вызванные засухами.

Вторая не менее важная проблема черноземов – это разрушение почв, вызванное эрозией. На используемых под земледелие черноземных почвах необходимы специальные противоэрозионные мероприятия.

Медико-географическая характеристика черноземов благоприятна. Черноземы являются эталоном оптимального соотношения химических элементов необходимых для человека. Эндемические болезни, связанные с дефицитом химических элементов, не свойственны районам распространения этих почв.

В засушливых и экстраконтинентальных условиях сухих степей и полупустынь формируются соответственно каштановыеи бурые пустынно-степные почвы.

В Евразии каштановые почвы занимают небольшую площадь в Румынии и более широко представлены в аридных центральных районах Испании. Узкой полосой они тянутся по побережью Черного и Азовского морей. К востоку (в Нижнем Поволжье, Западном Прикаспии) площадь этих почв увеличивается. Очень широко распространены каштановые почвы на территории Казахстана, откуда сплошная полоса этих почв уходит в Монголию, а затем в Восточный Китай, занимая большую часть территории Монголии и центральных провинций Китая. В Центральной и Восточной Сибири каштановые почвы встречаются уже только островами. Самый восточный район распространения каштановых почв – степи Юго-Восточного Забайкалья.

Распространение бурых пустынно-степных почв более ограничено – это преимущественно полупустынные районы Казахстана.

В Северной Америке каштановые и бурые почвы располагаются в центральной части континента, с востока гранича с черноземной зоной, а с запада – со Скалистыми горами. На юге область распространения этих почв ограничена Мексиканским плоскогорьем.

Климат сухих и пустынных степей резко континентальный, континентальность усиливается по мере движения с запада на восток (в Евразии). Средняя годовая температура изменяется от 5–9° С на западе до от 3–4° С на востоке. Годовое количество осадков уменьшается с севера на юг (в Евразии) от 300–350 до 200 мм. Осадки распределены в течение года равномерно. Испаряемость (условная величина, характеризующая максимально возможное испарение в данной местности при неограниченном запасе воды) значительно превышает количество атмосферных осадков, поэтому здесь господствует непромывной водный режим (почвы промачиваются на глубину от 10 до 180 см). Сильные ветры еще больше иссушают почву и способствуют эрозии.

В растительности этой области преобладают степные злаки и полыни, содержание которых с севера на юг возрастает. Биомасса растительности сухих степей составляет около 100 ц/га, причем основная ее часть (80% и более) приходится на подземные органы растений. Ежегодный опад составляет 40 ц/га.

Почвообразующими породами служат лессовидные суглинки, залегающие на породах различного состава, возраста и происхождения.

Строение профиля каштановых и бурых почв:

А – гумусовый горизонт. В каштановых почвах он серовато-каштанового цвета, насыщен корнями растений, комковатой структурой и имеет мощность 15–25 см. В бурых почвах он бурого цвета, комковатой непрочной структуры, мощностью около 10–15 см. Содержание гумуса в этом горизонте от 2 до 5% в каштановых почвах и около 2% в бурых.

В – переходный горизонт коричнево-бурого цвета, уплотненный, внизу встречаются карбонатные новообразования. Мощность 20–30 см.

С – почвообразующая порода, представленная лессовидным суглинком желтовато-бурого цвета в каштановых почвах и буровато-палевого в бурых. В верхней части встречаются карбонатные новообразования. Ниже 50 см в бурых почвах и 1 м в каштановых встречаются новообразования гипса.

Изменение количества гумуса вниз по профилю происходит постепенно, как и в черноземах. Реакция почвенного раствора в верхней части профиля слабощелочная (рН = 7,5), ниже реакция становится более щелочной.

Среди каштановых почв выделяют три подтипа, сменяющих друг друга с севера на юг:

Темно-каштановые, имеющие мощность гумусового горизонта около 25 см и более, каштановые с мощностью гумусового горизонта около 20 см и светло-каштановые, с мощностью гумусового горизонта около 15 см.

Характерная особенность почвенного покрова сухих степей – чрезвычайная его пестрота, это связано с перераспределением по формам мезо- и микрорельефа теплоты и особенно влаги, а вместе с ней и водорастворимых соединений. Недостаток влаги является причиной очень чувствительной реакции растительности и почвообразования даже на слабое изменение увлажнения. Зональные автоморфные почвы (т.е. каштановые и бурые пустынно-степные) занимают лишь 70% территории, остальная часть приходится на засоленные гидроморфные почвы (солонцы, солончаки др.).

Сложность использования почв сухих степей для земледелия объясняется как небольшим содержанием перегноя, так и неблагоприятными физическими свойствами самих почв. В земледелии, в основном, используют темно-каштановые почвы в наиболее увлажняемых районах и которые обладают довольно высокой степенью плодородия. При надлежащей агротехнике и необходимой мелиорации эти почвы могут давать устойчивые урожаи. Так как основой причиной неурожаев является недостаток воды, то особую остроту приобретает проблема орошения.

В медико-географическом отношении каштановые и особенно бурые почвы местами перегружены легкорастворимыми соединениями и обладают повышенным содержанием некоторых рассеянных химических элементов, в первую очередь, фтора, это может иметь отрицательные последствия для человека.

Климат пустынь Евразии отличается жарким летом (средняя температура июля 26–30° С) и холодными зимами (средняя температура января изменяется от 0 –16° С на севере зоны до 0 +16° С на юге зоны). Среднегодовая температура меняется от +16° С в северной части до +20° С в южной части зоны. Количество выпадающих осадков обычно не более 100–200 мм в год. Распределение осадков по месяцам неравномерно: максимум приходится на зимне-весеннее время. Водный режим непромывной – почвы промачиваются на глубину около 50 см.

Растительной покров пустынь, в основном, солянково-кустарниковый с эфемеровыми растениями (однолетними травянистыми растениями, все развитие которых проходит в очень короткий срок, чаще ранней весной). В почвах пустынь много водорослей, особенно на такырах (тип гидроморфных почв пустынь). Растительность пустынь энергично вегетирует в весенний период с пышным развитием эфемеров. В сухое время года жизнь в пустыне замирает. Биомасса полукустарниковых пустынь очень невелика – около 43 ц/га. Небольшая масса ежегодного опада (10–20 ц/га) и энергичная деятельность микроорганизмов способствуют быстрому разрушению органических остатков (неразложившегося опада на поверхности нет) и небольшому содержанию гумуса в серо-бурых почвах (до 1%).

Среди почвообразующих пород преобладают лёссовидные и древнеаллювиальные отложения, переработанные ветром.

Серо-бурые почвы формируются на возвышенных равнинных участках рельефа. Характерная особенность этих почв накопление карбонатов в верхней части почвенного профиля, которое имеет вид поверхностной пористой корки.

Строение профиля серо-бурых почв:

А к – карбонатный горизонт, это поверхностная корка с характерными округлыми порами, растрескавшаяся на полигональные элементы. Мощность – 3–6 см.

А – слабо выраженный гумусовый горизонт серо-бурого цвета, в верхней части слабо скреплен корнями, книзу рыхлый, легко развевающийся ветром. Мощность 10–15 см.

В – переходный уплотненный горизонт бурого цвета, призмовидно-глыбистой структуры, содержащий редкие и плохо выраженные карбонатные образования. Мощность от 10 до 15 см.

С – почвообразующая порода – рыхлый лёссовидный суглинок, переполненный мелкими кристаллами гипса. На глубине 1,5 м и ниже часто залегает своеобразный гипсовый горизонт, представленный скоплениями вертикально расположенных игольчатых кристаллов гипса. Мощность гипсового горизонта от 10 см до 2 м.

Характерными гидроморфными почвами пустынь являются солончаки, т.е. почвы, содержащие 1% и более легкорастворимых в воде солей в верхнем горизонте. Основная масса солончаков распространена в пустынной зоне, где они занимают около 10% площади. Кроме пустынной зоны, солончаки достаточно широко распространены в зоне полупустынь и степей, они образуются при близком залегании грунтовых вод и выпотном водном режиме. Содержащие соли грунтовые воды достигают поверхности почвы и испаряются, в результате соли отлагаются в верхнем горизонте почвы, и происходит ее засоление.

Засоление почв может происходить в любой зоне при достаточно засушливых условиях и близком расположении грунтовых вод, подтверждением этого служат солончаки в засушливых районах таежной, тундровой и арктических зон.

Растительность солончаков своеобразна, высоко специализирована применительно к условиям значительного содержания солей в почве.

Использование в народном хозяйстве почв пустынь связано с трудностями. Из-за недостатка воды земледелие в пустынных ландшафтах носит выборочный характер, основная часть пустынь используется под отгонное животноводство. На орошаемых участках сероземов возделывают хлопчатник и рис. Оазисы Средней Азии многие века славятся плодовыми и овощными культурами.

Повышенное содержание некоторых рассеянных химических элементов (фтора, стронция, бора) в почвах отдельных районов может обуславливать эндемические заболевания, например, разрушение зубов в результате воздействия высоких концентраций фтора.

1. Красноземы и желтоземы ландшафтов влажных субтропических лесов

Эти почвы широко распространены в субтропической части Восточной Азии (Китай и Япония) и на юго-востоке США (Флорида и соседние южные штаты). Они есть и на Кавказе – на побережье Черного (Аджария) и Каспийского (Ленкорань) морей.

Климатические условия влажных субтропиков характеризуются большим количеством осадков (1–3 тыс. мм в год), мягкой зимой и умеренно-жарким летом. Осадки распределены в течение года неравномерно: в одних районах основная часть осадков выпадает летом, в других – в осенне-зимний период. Преобладает промывной водный режим.

Состав лесов влажных субтропиков различен в зависимости от флористической области, к которой относится тот или иной район. Биомасса субтропических лесов превышает 4000 ц/га, масса опада – около 210 ц/га.

Характерный тип почв влажных субтропиков – красноземы, получившие название благодаря своей окраске, обусловленной составом почвообразующих пород. Основная почвообразующая порода, на которой развиваются красноземы, – толща переотложенных продуктов выветривания специфического кирпично-красного или оранжевого цвета. Такой цвет обусловлен присутствием прочно связанных гидроксидов

Строение почвенного профиля:

А 0 – слабо разложившаяся лесная подстилка, состоящая из листового опада и тонких веток. Мощность – 1–2 см.

А 1 – гумусовый горизонт серо-коричневого цвета с красноватым оттенком, с большим количеством корней, комковатой структурой и мощностью 10–15 см. Содержание гумуса в этом горизонте – до 8%. Вниз по профилю содержание гумуса быстро уменьшается.

В – переходный горизонт буровато-красного цвета, красный оттенок усиливается вниз. Плотный, комковатой структуры, по ходам отмерших корней видны потеки глины. Мощность – 50–60 см.

С – почвообразующая порода красного цвета с белесыми пятнами, встречаются глинистые окатыши, есть мелкие железомарганцевые конкреции. В верхней части заметны пленки и потеки глины.

Красноземы характеризуются кислой реакцией всего почвенного профиля (рН = 4,7–4,9).

Желтоземы образуются на глинистых сланцах и глинах с плохой водопроницаемостью, в результате чего в поверхностной части профиля этих почв развиваются процессы оглеевания, которые вызывают образование в почвах оксидно-железистых конкреций.

Почвы влажных субтропических лесов бедны азотом и некоторыми зольными элементами. Для повышения плодородия нужны органические и минеральные удобрения, в первую очередь, фосфаты. Освоение почв влажных субтропиков осложняется сильной эрозией, развивающейся после сведения лесов, поэтому сельскохозяйственное использование этих почв требует противоэрозионных мероприятий.

2. Коричневые почвы ландшафтов сухих субтропических лесов и кустарников

Почвы, называемые коричневыми, сформированные под сухими лесами и кустарниками, широко распространены в южной Европе и на северо-западе Африки (район Средиземноморья), на юге Африки, Ближнем Востоке, в ряде районов Центральной Азии. Такие почвы встречаются в теплых и относительно сухих районах Кавказа, на Южном берегу Крыма, в горах Тянь-Шаня. В Северной Америке почвы этого типа распространены в Мексике, под сухими эвкалиптовыми лесами они известны в Австралии.

Климат этих ландшафтов характеризуется положительными среднегодовыми температурами. Зима теплая (температура выше 0° С) и влажная, лето жаркое и сухое. Годовое количество осадков значительно – около 600–700 мм, однако их распределение в течение года неравномерно – большая часть осадков выпадает с ноября по март, а в жаркие летние месяцы осадков мало. В результате почвообразование происходит в условиях двух сменяющих друг друга периодов: влажного и теплого, сухого и жаркого.

Коричневые почвы сформировались под сухими лесами различного видового состава. В Средиземноморье, например, это леса из вечнозеленого дуба, лавра, приморской сосны, древовидного можжевельника, а также из сухих кустарников типа шибляка и маквиса, из боярышника, держи-дерева, пушистого дуба и др.

Строение профиля коричневых почв:

А 1 – гумусовый горизонт коричневого или темно-коричневого цвета, комковатой структуры, си мощностью 20–30 см. Содержание гумуса в этом горизонте – 2,0–2,4%. Вниз по профилю его содержание постепенно уменьшается.

В – уплотненный переходный горизонт ярко-коричневого цвета, иногда с красноватым оттенком. В этом горизонте часто содержатся карбонатные новообразования, в относительно влажных районах они располагаются на глубине 1–1,5 м, в засушливых районах они могут находиться уже в гумусовом горизонте.

С – почвообразующая порода.

Реакция почв в верхней части профиля близка к нейтральной (рН = 6,3), в нижней части она становится слабощелочной.

Почвы субтропических сухих лесов и кустарников высокоплодородны и длительное время используются для земледелия, в том числе, для виноградарства, разведения оливковых и плодовых деревьев. Сведение лесов для расширения площадей обрабатываемых земель в сочетании с гористым рельефом способствовало эрозии почв. Так во многих странах Средиземноморья почвенный покров был уничтожен и многие области, некогда служившие житницами Римской империи, теперь покрыты пустынными степями (Сирия, Алжир и др).

3. Сероземы сухих субтропиков

В аридных ландшафтах полупустынь субтропического пояса формируются сероземы, они широко представлены в предгорьях хребтов Средней Азии. Распространены они на севере Африки, в континентальной части юга Северной и Южной Америки.

Климатические условия зоны сероземов характеризуются теплой зимой (среднемесячная температура января около –2° С) и жарким летом (среднемесячная температура июля 27–28° С). Годовое количество осадков колеблется от 300 мм на низких предгорьях до 600 мм на предгорьях, расположенных на высоте выше 500 м над уровнем моря. В течение года осадки распределены в течение года очень неравномерно – основная их часть выпадает зимой и весной, летом выпадает очень мало.

Растительность сероземов определяют как субтропические степи или низкотравные полусаванны. В растительном покрове преобладают злаки, характерны гигантские зонтичные. В период весеннего увлажнения бурно вегетируют эфемеры и эфемероиды – мятлики, тюльпаны, маки и др.

Почвообразующими породами являются преимущественно лессы.

Строение профиля сероземов:

А – гумусовый горизонт светло-серого цвета, заметно одернован, неясно комковатой структуры, мощностью в 15–20 см. Количество гумуса в этом горизонте около 1,5–3%, вниз по профилю содержание гумуса уменьшается постепенно.

А/В – промежуточный горизонт между гумусовым и переходным горизонтами. Более рыхлый, чем гумусовый, мощность – 10–15 см.

В – переходный горизонт коричневато-палевого цвета, слабоуплотненный, содержит карбонатные новообразования. На глубине 60–90 см начинаются новообразования гипса. К почвообразующей породе переходит постепенно. Мощность около 80 см.

С – почвообразующая порода

Весь профиль сероземов носит следы интенсивной деятельности землероев – червей, насекомых, ящериц.

Сероземы полупустынь субтропического пояса граничат с серо-бурыми почвами пустынь умеренного пояса и связаны с ними постепенными переходами. Однако типичные сероземы отличаются от серо-бурых почв отсутствием поверхностной пористой корки, меньшим содержанием карбонатов в верхней части профиля, значительно большим содержанием гумуса и более низким расположением гипсовых новообразований.

В сероземах есть достаточное количество химических элементов, необходимых для питания растений, за исключением азота. Основное затруднение в их сельскохозяйственном использовании связано с недостатком воды, поэтому для освоения этих почв важно орошение. Так, на орошаемых сероземах в Средней Азии возделывают рис и хлопчатник. Земледелие без специального орошения возможно преимущественно в повышенных участках предгорий.

Тропические почвы занимают более 1/4 поверхности мировой суши. Условия почвообразования в тропиках и странах высоких широт резко различны. Наиболее заметные отличительные особенности тропических ландшафтов – это климат, растительный и животный мир, но этим отличия не ограничиваются. Большая часть тропической территории (Южная Америка, Африка, полуостров Индостан, Австралия) представляет собой остатки древнейшей суши (Гондваны), на которой процессы выветривания шли на протяжении длительного времени – начиная с нижнего палеозоя, а местами даже с докембрия. Поэтому некоторые важные свойства современных тропических почв унаследованы от древних продуктов выветривания, а отдельные процессы современного почвообразования сложным образом связаны с процессами древних этапов гипергенеза (выветривания).

Следы наиболее древнего этапа гипергенеза, образования которого широко распространены во многих районах древней суши, представлены мощной корой выветривания с дифференцированным профилем. Эти древние коры тропической территории, как правило, не служат почвообразующими породами, обычно они погребены под более поздними образованиями. В областях глубоких разломов, рассекавших в кайнозое участки древней суши и сопровождавшихся мощными вулканическими извержениями, эти коры перекрыты мощными покровами лав. Однако на неизмеримо большей площади поверхность древних кор выветривания покрыта своеобразными покровными отложениями красного цвета. Эти красноцветные отложения, плащеобразно покрывающие огромную территорию тропической суши, представляют собой совершенно особое гипергенное образование, возникшее в иных условиях и в существенно более позднее время, чем залегающие под ними древние коры выветривания.

Красноцветные отложения имеют супесчано-суглинистый состав, их мощность меняется от нескольких дециметров до 10 м и более. Эти отложения формировались в достаточно влажных условиях, благоприятствовавших высокой геохимической активности железа. В составе этих отложений есть оксид железа, именно он придает отложениям красный цвет.

Эти красноцветные отложения являются наиболее типичными почвообразующими породами тропиков, поэтому многие тропические почвы имеют красный или близкий к нему цвет, что отражено в их названиях. Эти цвета наследуют почвы, образование которых может происходить в различных современных биоклиматических условиях. Наряду с красноцветными отложениями в качестве почвообразующих пород могут выступать озерные суглинки, имеющие серый цвет, светло-желтые супесчаные аллювиальные отложения, бурые вулканические пеплы и др., поэтому почвы, образованные в одинаковых биоклиматических условиях, не всегда одинакового цвета.

Важнейшая особенность тропического пояса – устойчивая высокая температура воздуха, поэтому особое значение приобретает характер атмосферного увлажнения. Так как испаряемость в тропиках высокая, то годовая сумма осадков не дает представления о степени атмосферного увлажнения. Даже при значительной годовой сумме осадков в тропических почвах на протяжении года происходит смена засушливого периода (при сумме осадков менее 60 мм в месяц) и влажного периода (при сумме осадков более 100 мм в месяц). В соответствии с увлажнением в почвах происходит смена непромывного и промывного режимов.

1. Почвы ландшафтов дождевых (постоянно влажных) тропических лесов

Постоянно влажные тропические леса распространены на большой территории в Южной Америке, Африке, на Мадагаскаре, в Юго-Восточной Азии, Индонезии, на Филиппинах, в Новой Гвинее и Австралии. Под этими лесами формируются почвы, для которых в разное время предлагались разные названия – красно-желтые латеритные , ферраллитные и др.

Климат этих лесов жаркий и влажный, среднемесячные температуры более 20° С. Годовая сумма осадков – 1800–2000 мм, хотя в отдельных местах она достигает 5000–8000 мм. Продолжительность сухого периода не превышает 1

Обилие тепла и влаги обуславливает самую большую среди биоценозов мира биомассу – около 5000 ц/га и массу ежегодного опада – 250 ц/га. Лесной подстилки почти нет, поскольку практически весь опад на протяжении года разрушается благодаря интенсивной деятельности почвенных животных и микроорганизмов. Большая часть освободившихся в результате разложения опада элементов сразу же захватывается сложной корневой системой дождевого леса и вновь вовлекается в биологический круговорот.

В результате этих процессов почти нет гумусового накопления в этих почвах. Гумусовый горизонт почвы дождевого леса серого цвета, очень маломощный (5–7 см) и содержит всего несколько процентов гумуса. Он сменяется переходным горизонтом А/В (10–20 см), на протяжении которого полностью исчезает гумусовый оттенок.

Особенность этих биоценозов состоит в том, что почти вся масса химических элементов, необходимых для питания растений, содержится в самих растениях и только благодаря этому не вымывается обильными атмосферными осадками. При вырубании дождевого тропического леса, атмосферные осадки очень быстро размывают верхний тонкий плодородный почвенный слой и под сведенным лесом остаются бесплодные земли.

2. Почвы тропических ландшафтов сезонного атмосферного увлажнения

В пределах тропической суши наибольшую площадь занимают не постоянно влажные леса, а разнообразные ландшафты, атмосферное увлажнение на которых в течение года неравномерно, а температурные условия меняются незначительно (среднемесячные температуры близки к 20° С).

При продолжительности сухого периода от 3 до 6 месяцев в году при ежегодной сумме осадков от 900 до 1500 мм развиваются ландшафты сезонно-влажных светлых тропических лесов и высокотравных саванн.

Светлые тропические леса характеризуются свободным расположением деревьев, обилием света и, как следствие этого, пышным покровом злаковых трав. Высокотравные саванны представляют собой различные сочетания травянистой растительности с островками леса или отдельными экземплярами деревьев. Почвы, формирующиеся под этими ландшафтами, называют красными или ферраллитными почвами сезонно влажных тропических лесов и высокотравных саванн

Строение профиля этих почв:

Сверху располагается гумусовый горизонт (А), в верхней части более или менее одернованный, мощностью в 10–15 см, темно-серого цвета. Ниже следует переходный горизонт (В), на протяжении которого постепенно исчезает серый оттенок и усиливается красный цвет почвообразующей породы. Мощность этого горизонта – 30

Эти почвы широко используются в тропическом земледелии. Основная проблема при их использовании – легкое разрушение почв под действием эрозии.

При продолжительности сухого периода от 7 до 10 месяцев в году и ежегодной сумме осадков 400–600 мм развиваются ксерофитные биоценозы, представляющие собой сочетание сухих древесно-кустарниковых зарослей и низких трав. Почвы, формирующиеся под этими ландшафтами, называют красно-бурыми почвами сухих саванн.

Строение этих почв:

Под гумусовым горизонтом А, мощностью около 10 см, слабо серого оттенка, располагается переходный горизонт В, мощностью 25

Эти почвы широко распространены в центральных и западных районах Австралии, в некоторых районах тропической Африки. Для земледелия они малопригодны и используются главным образом под пастбища.

При годовой сумме осадков менее 300 мм формируются почвы аридных тропических (полупустынных и пустынных) ландшафтов, имеющих общие черты с серо-бурыми почвами и сероземами. У них маломощный и карбонатный слабо дифференцированный профиль. Поскольку почвообразующими породами во многих районах являются красноцветные продукты [неогенового] выветривания, то эти почвы имеют красноватую окраску.

Почвообразующей породой на таких островах служат белоснежные коралловые пески и рифовые известняки. Растительность представлена зарослями кустарников и лесами кокосовой пальмы с прерывистым покровом из низких злаков. Здесь наиболее распространены атолловые гумус-карбонатные песчаные почвыс маломощным гумусовым горизонтом (5–10 см), характеризующимся содержанием гумуса 1–2% и рН около 7,5.

Часто важным фактором почвообразования на островах является орнитофауна. Колонии птиц откладывают огромные количества помета, который обогащает почву органическим веществом и способствует появлению особой древесной растительности, зарослей высоких трав и папоротников. В профиле почв образуется мощный торфяно-гумусовый горизонт с кислой реакцией. Такие почвы называются атолловые мелано-гумус-карбонатные.

Гумус-карбонатные почвы являются важным природным ресурсом многочисленных островных государств Тихого и Индийского океанов, являясь основной плантацией для кокосовой пальмы.

Одной из отличительных особенностей строения горных почв является маломощность генетических горизонтов и всего почвенного профиля. Мощность профиля горной почвы может быть в 10 и более раз меньше мощности профиля аналогичной равнинной почвы, сохраняя при этом строение профиля равнинной почвы и ее особенности.

Для горных территорий характерна вертикальная зональность (или поясность) почвенного покрова, под которой понимается закономерная смена одних почв другими по мере поднятия от подножия до вершин высоких гор. Это явление обусловлено закономерным изменением гидротермических условий и состава растительности с высотой. Нижний пояс горных почв принадлежит той природной зоне, на площади которой находятся горы. Например, если горная система расположена в пустынной зоне, то на ее нижнем поясе будут формироваться серо-бурые пустынные почвы, но с поднятием вверх по склону, они будут поочередно сменяться горно-каштановыми, горно-черноземными, горно-лесными и горно-луговыми почвами. Однако под влиянием местных биоклиматических особенностей некоторые природные зоны могут выпадать из структуры вертикальной зональности почвенного покрова. Может наблюдаться и инверсия почвенных зон, когда одна зона оказывается выше, чем ей следовало бы по аналогии с горизонтальными.

Наталия Новоселова