могут быть использованы лишь как охотничьи угодья и резерваты для сохранения и поддержания численности редких видов живот ных (белый медведь, овцебык, белый канадский гусь и др.).
5.3. Тундровые глее вые почвы
Тундровые глеевые почвы — это почвы, формирующиеся на многолетнемерзлых, преимущественно суглинистых отложениях в условиях очень короткого и холодного вегетационного периода (севернее июльской изотермы + 1 0 ° , среднегодовые температуры отрицательные: - 4 — -14°С при преобладании осадков над испа рением) под кустарниково(кустарничково)-лишайниково-мохо- вой растительностью, характеризующиеся оглеенным профилем ти па О(T)-(A)-(Bg)-G. Важную роль в генезисе тундровых глеевых почв играют такие криогенные процессы, как пятнообразование, пучение, трещинообразование.
Крупнейшие русские и советские почвоведы, ботаники, геогра фы неоднократно уделяли внимание изучению почв северных окраин нашей родины. В. В. Докучаев (1899) в числе главных почвенных зон выделил особую «бореально-тундровую» зону, счи тая, что должен существовать особый «полярный» тип почвообра зования. Н. М. Сибирцев (1901) также выделил тундровые почвы в один из классов зональных почв.
Тип тундровых глеевых почв был введен в систематику почв
СССР Е.Н.Ивановой (1956).
Тундровые глеевые почвы типичны для тундровой ландшафтногеографической зоны. Они тянутся полосой различной ширины по всей северной окраине Евразии и Северной Америки. В южном полушарии из-за отсутствия суши в соответствующих широтах тунд ровые глеевые почвы не распространены. В Евразии эти почвы составляют 2,7% от площади континента. В Северной Америке их доля в почвенном покрове даже выше — до 4,6%. Общая площадь их на земном шаре около 2600 тыс. км2.
В тундре выделяются три подзоны: подзона южных кустарни ковых- (мохово-кустарниковых) тундр, подзона типичных моховых (пушицево-моховых) тундр и подзона арктических тундр. В от личие от южных и типичных тундр для арктических тундр харак терна несомкнутость растительного покрова; доминирующий тип распределения растительности, как и в арктической зоне, полиго нально-сетчатый.
Значительный запас мертвых растительных остатков в тундрах обусловлен замедленной минерализацией опада, бедностью бакте риальной флоры, неблагоприятными почвенными температурами. В мертвом органическом веществе аккумулируется значительное количество энергии тундровых биогеоценозов. Биологический кру говорот в тундрах можно характеризовать как заторможенный, за стойный, с малой емкостью за счет низкой продуктивности и невы сокой зольности тундровых растений.
58
Тундровые глеевые почвы, описанные в различных биоклима тических провинциях тундровой зоны, в зависимости от условий почвообразования могут иметь довольно существенные различия в строении профиля. В наиболее общем виде профиль тундровой глеевой почвы на суглинистых отложениях состоит из горизонта
подстилки (О или |
ОА), гумусового или |
перегнойного горизонта |
(А или ОА/А), оглеенного переходного |
горизонта Bg и глеево- |
|
го горизонта G. В |
различных подтипах |
тундровых глеевых почв |
строение профиля может существенно меняться: тундровые глеевые гумусные почвы имеют хорошо выраженный гумусо-аккумуля- тивный горизонт мощностью в несколько сантиметров, тундро вые глеевые перегнойные почвы характеризуются буровато-корич невым мажущимся органогенным горизонтом с большим коли чеством полуразложившегося растительного материала, тундровые глеевые типичные почвы имеют только слой подстилки (тундрово го войлока) из мхов и кустарничков, в тундровых глеевых торфя нистых почвах органогенный горизонт может достигать мощности 10—20 см.
Тундровые глеевые почвы могут различаться и по характеру оглеения в профиле. В европейских тундрах оглеение чаще всего начинается с поверхности (поверхностно-глеевые почвы), в запад но-сибирских тундрах оно приурочено к горизонтам смены породы по гранулометрическому составу (контактно-глеевые почвы), в восточно-сибирских тундрах оглеение часто носит надмерзлотный характер (надмерзлотно-глеевые почвы). Если глеевый горизонт развит достаточно хорошо, то почва классифицируется как глеевая, в случае наличия лишь пятен оглеения в профиле — как глееватая. Глееватые почвы типичны для северной подзоны тундр — арктических тундр.
Микроморфологические исследования тундровых глеевых почв показывают, что для органогенных горизонтов характерна силь ная опесчаненность и почти незаметное в шлифах содержание илистой фракции; связующим цементом между минеральными зернами служит органическое вещество, состоящее из раститель ных остатков разной степени гумификации. Поверхность мине ральных зерен от илистых частиц и пленок отмыта. В связи с тем, что иллювиирование ила в подстилающие горизонты не наблюда ется, можно предположить, что вынос илистых частиц осуществля ется боковым стоком по рыхлым органогенным горизонтам (гори зонтальное надмерзлотное элювиирование).
Криогенные процессы в тундровых глеевых почвах влияют на микроструктуру глинистого вещества минеральных горизонтов, для которого характерно ярко выраженное чешуйчатое строение. Образование ориентированных глин чешуйчатой формы вероятнее всего связано с длительным замерзанием почвенной толщи, при котором вся она пронизывается кристаллами льда и глинистые частицы ориентируются вдоль этих кристаллов. При медленном оттаивании они сохраняют свою ориентацию.
В шлифах глеевых горизонтов доминирует серая окраска. По
59
редким порам имеются зоны окисления ржаво-бурого цвета. Гори зонты плохо агрегированы, содержат мало грубых растительных остатков, нет отмытости стенок пор и минеральных зерен от глини стого вещества. Характерно накопление большого количества аморфных соединений железа, пропитывающих окисленные уча стки глеевых горизонтов. В них же встречаются округлые стяже ния гидроксидов железа до 1 мм в диаметре.
Для типа тундровых глеевых почв характерна слабая дифференцированность профиля по распределению ила и минеральных компонентов. Факторов, которые ограничивают дифференциацию профиля, несколько. Важнейшими из них являются: мерзлотный массо- и влагообмен в профиле (перемешивание и постоянное обновление), наличие труднопроницаемых глеевых тиксотропных горизонтов, затрудненность бокового оттока элементов из-за не равномерного оттаивания мерзлоты на различных элементах нано- и микрорельефа.
Однако в тундровых глеевых почвах идет ряд процессов, кото рые хотя и в слабой степени, но способствуют их дифференциации. Это процессы оглеения, нисходящая миграция, криогенное подтя гивание веществ из минеральных горизонтов в органогенные и наоборот и, наконец, боковой сток, интенсивно идущий по органо генным горизонтам в период максимального оттаивания профиля.
Различия по валовому составу генетических горизонтов тун дровых глеевых почв, как правило, невелики. В арктических тун драх профиль почти не дифференцирован по содержанию ила и полуторных оксидов. В подзонах типичной и южной тундр при благоприятных условиях наблюдается слабая дифференциация профиля (рис. 16).
Большинство исследователей тундровых глеевых почв отмеча ют преобладание крупнопылеватых и мелкопесчаных фракций в их гранулометрическом составе. Это является следствием того, что при криолитогенезе (преобразование различных горных пород под влиянием мерзлотных процессов) тонкозернистые продукты обра зуются главным образом за счет физического выветривания, хими ческое выветривание имеет подчиненное значение. Может иметь место и агрегация глинистых частиц, приводящая к образованию частиц размерности пыли.
В связи с слабовыраженными процессами неосинтеза глин в криогенных почвах минералогический состав тундровых глеевых почв в значительной мере унаследуется от почвообразующих по род. Как правило, среди тонкодисперсных минералов илистой фракции преобладают гидрослюды (при почвообразовании на мо ренных и покровных суглинках и некоторых других почвообразую щих породах). Но на полуострове Таймыр и северо-западе Аляски, например, где почвообразование идет на морских темноцветных суглинках, в илистой фракции тундровых глеевых почв преоб ладают смешанослойные минералы и монтмориллонит.
Гумус тундровых глеевых почв характеризуется преобладанием бесцветных подвижных гумусовых веществ типа фульвокислот.
60
Рис. 16. Состав и свойства тундровой глеевой типичной почвы (Таймыр)
Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот колеблется в пределах 0,1—0,6. В составе гумуса преобладают фракции, связанные с полуторными оксидами; большую долю составляют неспецифические вещества (30—40%).
Подвижность гумуса приводит к пропитанности профиля тун дровых глеевых почв бесцветным органическим веществом. При наличии многолетнемерзлого водоупорного горизонта гумусовые соединения механически задерживаются над мерзлотой и накапли ваются в надмерзлотном горизонте профиля.
Реакция тундровых глеевых почв в различных подзонах ко леблется от кислой до слабокислой, почти нейтральной. Наиболее кислыми являются тундровые глеевые почвы южных тундр и лесотундры. Весьма существенно на реакции почв сказывается характер почвообразующих пород. Так, почвы на морских сугли нистых отложениях (полуостров Таймыр, например) имеют слабо кислую, почти нейтральную реакцию. В непосредственной близо сти от морских побережий на реакцию почв влияет принос солей с моря. Например, рН органогенного горизонта арктических тундр Югорского полуострова выше, чем в минеральных, за счет приносимых солей. Обычно же в тундровых почвах органогенные горизонты значительно кислее минеральных.
Емкость поглощения тундровых глеевых почв небольшая, но степень ненасыщенности основаниями высокая, за исключением органогенных горизонтов. В связи с постоянным оглеением про филя и отсутствием выноса в тундровых глеевых почвах наблю дается высокое содержание подвижного Fe (II) (до 100 мг — FeO на 100 г почвы в вытяжке 0,1 н. H2 SO4 ) и низкие ОВП от 200 до 500 мВ.
Для тундровых глеевых почв характерна высокая плотность, низкая порозность (особенно в глеевых горизонтах), слабая аэра ция. Низкая фильтрационная способность глеевых горизонтов
обусловливает интенсивный боковой сток по органогенным гори зонтам.
В программе Почвенной карты СССР, подготовленной Почвен ным институтом им. В. В. Докучаева, тундровые глеевые почвы на званы глееземами тундровыми мерзлотными. В классификации почв Канады и в системе ФАО/ЮНЕСКО эти почвы относятся к криогенным глейсолям. В современной классификации почв США тундровые глеевые почвы могут быть отнесены к различным боль шим почвенным группам порядков инсептисолей, моллисолей, энтисолей.
Основными чертами тундрового глеевого почвообразования, определяемыми всем комплексом биоклиматических условий, яв ляются следующие: небольшая скорость разрушения и изменения почвообразующих пород; замедленное удаление продуктов вывет ривания и почвообразования из почвенной толщи; слабая диф ференциация профиля по распределению ила и минеральных компонентов; оглеенность профиля; относительная замедленность разложения и синтеза органических веществ и, как следствие это го, образование грубогумусных горизонтов с значительным коли чеством легкорастворимых гумусовых соединений фульватной природы; существенная роль криогенных процессов в формирова нии морфологии и химических свойств почв.
В образовании тундровых глеевых почв большую роль играют криогенные процессы, объединяемые под общим названием «криотурбации» (морозобойное растрескивание, пучение, тиксотропное течение, криогенное оструктурирование и др.). Криотурбационные процессы в тундровых глеевых почвах определяют четко выражен ную микрокомплексность почвенного покрова (рис. 17). Посто-
Рис. 17. Почвенный комплекс трещинно-нанополигональной дриадово-моховой
пятнистой тундры: |
|
I — пятно, лишенное растительности; II — тундровая гумусная глееватая |
почва пониже |
ния; 1 — мхи; 2 — кустарнички; 3 — гор. ОА; 4 — гор. АВ; 5 — гор. Bgl; |
6 — гор. Bg2; |
7 — мерзлая толщина; 8 — линзы льда |
|
62