Лекция
Тема:
Географические закономерности распространения почв
1. Литогенная дифференциация почвенного покрова
По отношению к процессам литогенеза выделяются две главные группы почвообразования: постлитогенное и синлитогенное.
Постлитогенное почвообразование начинается на ранее образовавшейся породе и заметным образом не нарушается поступлением на поверхность почвы нового твердого материала.
Синлитогенное почвообразование идет при периодическом поступлении твердого материала на поверхность почвы эоловым, водным и другими путями. В этом случае почвообразование и породообразование идут одновременно.
Рассмотрим случаи литогенной дифференциации почв при постлитогенном почвообразовании. Почвообразующие породы, особенно на первых стадиях постлитогенного почвообразования, представляют весьма мозаичную основу, на которой отпечатывается воздействие биоклиматического фактора. В соответствии с литологической неоднородностью формируется и неоднородный почвенный покров.
Литогенная трансформация биоклиматического влияния на почвы обусловлена особенностями гранулометрического и химического состава почвообразующих пород.
Различия в гранулометрическом составе почвообразующих пород проявляются, как правило, в гранулометрическом составе почв. В свою очередь с гранулометрическим составом почв связан ряд важнейших почвенных водно-физических свойств: водопроницаемость, водоподъемная способность и влагоемкость. Эти свойства закономерно влияют на тепловые свойства почв.
Увеличение (или уменьшение) степени водопроницаемости пород ослабляет воздействие увеличивающегося (или уменьшающегося) количества осадков. Породы и почвы тяжелого гранулометрического состава с очень слабой водопроницаемостью (а также постоянно мерзлые почвы) могут вызвать даже в условиях малого количества осадков застой влаги в почвах и явления оглеения, т.е. процессы, свойственные почвам с близким горизонтом почвенно-грунтовых вод или почвам, развивающимся в условиях очень влажного климата.
Существенное изменение в направлении почвообразования и в почвенном покрове вызывает появление песчаных массивов на фоне почвообразующих пород более тяжелого гранулометрического состава (суглинков, глин), особенно если пески бедны основаниями и имеют преимущественно кварцевый минералогический состав. Во влажных тропических лесах среди ферраллитных суглинистых почв на песках развиваются тропические подзолы; в степной зоне среди суглинистых черноземов и каштановых почв - серопески и серопесчаные дерновые почвы; в зоне полупустынь и пустынь среди бурых пустынно-степных и серо-бурых почв суглинистого состава располагаются обширные массивы пустынных песчаных почв.
Резкая дифференциация почвенного покрова даже в сходных климатических условиях может быть связана и с различиями в химическом составе почвообразующих пород. Почвообразующие породы по химическому составу можно разделить на группы:
1) кремнеземистые, очень бедные основаниями;
2) ферраллитные, очень бедные основаниями и кремнеземом, обогащенные железом и алюминием;
3) сиаллитные, бедные основаниями;
4) сиаллитные, богатые основаниями;
5) сиаллитно-карбонатные, богатые основаниями и содержащие карбонаты кальция;
6) карбонатные, состоящие преимущественно из карбонатов кальция;
7) соленосные, обогащенные сульфатами и хлоридами;
8) углеродистые.
В зависимости от того, какие из этих пород оказываются почвообразующими, биоклиматическое воздействие на почвы преломляется в том или ином направлении.
Самостоятельную группу почв, связанную с особенностями почвообразующих пород, образуют синлитогенные почвы.
К синлитогенным принадлежат аллювиальные почвы речных пойм. Почвообразование и накопление аллювия здесь идут одновременно. В зависимости от расстояния от русла реки изменяются гранулометрический состав и мощность прослоев аллювия: в прирусловой пойме формируются аллювиальные дерновые слоистые почвы легкого гранулометрического состава; в центральной и особенно притеррасной части поймы откладывается суглинистый или иловато-суглинистый тонкослоистый аллювий, синхронно отложению которого идет формирование аллювиальных дерновых почв.
Другим ярким примером синлитогенного почвообразования являются пеплово-вулканические почвы, образующиеся в областях современного вулканизма и широко распространенные в Притихоокеанском вулканическом поясе Северной и Южной Америки, в полуостровной и островной частях Восточной Азии, в Малайзии и Океании.
К синлитогенным могут быть также отнесены почвы склонов, на которых активно протекают процессы делювиального или солифлюкционного перемещения почвенных масс и рыхлых отложений и происходит периодическое погребение почв аккумулятивных частей склонов. Процессы перемещения твердого материала взывают литогенную дифференциацию склоновых почв. Особенно ярко они проявляются в местах распространения вечной мерзлоты.
Для понимания особенностей почвенного покрова, связанных с неоднородностью литогенной основы, необходимо иметь в виду закономерности распространения почвообразующих пород, которые обусловлены геологическим строением земной коры. Исключительно геологическим фактором обусловливается распределение изверженных и плотных осадочных пород. География рыхлых осадочных пород и кор выветривания связана, кроме того, с экзогенными факторами (климатом, рельефом и др.).
Ядра материков Земли представляют собой древние кристаллические щиты и платформы: Канадский, Фенноскандинавский, Сибирский, Гвианский и Бразильский щиты, Африканская и Западно-Австралийская платформы сложены изверженными породами преимущественно кислого состава. Этим определяется широкое распространение на равнинах земного шара почвообразующих пород преимущественно кислого состава. В экваториальных и тропических областях с платформами связаны древние ферраллитные коры выветривания кислых пород - гранитов, гранито-гнейсов, обогащенных остаточным кварцем, часто сильно латеризированных (сцементированных оксидами железа). На обширных пространствах равнин и плоскогорий Южной Америки, Африки, Австралии низкое плодородие почв саванн и влажных тропических лесов существенно определится господством кислых пород и продуктов их выветривания.
В тропических областях распространения кварц-ферраллитных древних кор выветривания кислых пород происходит образование плювиальных равнин из песков кварцевого состава, с которыми связно распространение наиболее бесплодных песчаных почв.
Широкое распространение кислых изверженных пород в пределах Канадского и Фенноскандинавского щитов, представлявших в четвертичный период области ледниковой денудации, определило состав ледниковых и флювигляциальных отложений не только в пределах щитов, но и в области ледниковых аккумулятивных равнин, лежащих южнее, вне щитов. С кислыми породами в этих районах в значительной степени связано формирование подзолистых почв и подзолов, профиль которых отличается резкой выраженностью элювиально-иллювиального процесса.
Породы основного и среднего состава, хотя и встречаются в области щитов и платформ, но имеют подчиненное значение. Исключения составляют сибирские траппы триасового возраста, располагающиеся в пределах Сибирской платформы, и траппы мелового и неогенного возраста Индийской платформы, с которыми в Сибири связано широкое распространение таежных неоподзоленных почв - подбуров, а на Индостане - черных монтмориллонитовых тропических почв - слитоземов (местное название - регуры).
Более широко породы среднего и основного состава в виде туфов и лав распространены в областях современных геосинклинальных зон, в тектонически активных краевых частях континентов, на островных дугах, в областях новейших разломов, с широко развитым четвертичным и современным вулканизмом. С основными породами связаны наиболее плодородные почвы влажных тропических и экваториальных областей - темно-красные ферраллитные.
Распределение почвообразующих пород, особенно продуктов разрушения и переотложения изверженных и плотных осадочных пород, может характеризоваться определенной систематичностью и упорядоченностью, которые наследуются почвенным покровом. Так, целые спектры рыхлых отложений, связанные с механической дифференциацией вещества, образуются на подгорных равнинах и в межгорных котловинах, на пространствах древнеаллювиальных и флювигляциальных равнин, по окраинам жарких пустынь, а также древних перигляциальных пустынь. Подобные комплексы различных по составу рыхлых наносов определяют закономерные последовательные смены почв на обширных территориях.
Аналогичные явления упорядоченности строения почвенного покрова могут быть связаны и с эндогенными литологическими факторами. Они возникают, как отмечалось выше, в областях современных действующих и недавно потухших вулканов - там, где вулканические брекчии, туфы, отложения вулканических пеплов, газовые выделения и гидротермальные источники образуют упорядоченные зоны вокруг действующих вулканов.
2. Топогенно-геохимическая сопряженность почв
В отечественном почвоведении издавна существует понятие о рядах почвообразования, связанных с расположением почв по рельефу, и как следствие - с различиями в условиях локального увлажнения и миграции веществ. Еще В.В. Докучаев и Н.А. Сибирцев (1890) выделяли почвы водораздельных равнинных поверхностей как зональные, нормально растительные наземные почвы и почвы понижений, испытывающие воздействие грунтовых вод, как почвы интразональные.
Б.А. Коссович (1906), развивая идеи В.В. Докучаева, разделил все почвы на генетически самостоятельные (почвы плакоров - ровных водораздельных поверхностей) и генетически подчиненные (почвы понижений). С.С. Неуструев (1931) первые называл «автоморфными» почвами, а вторые - «гидроморфными». И.П. Герасимов, Е.Н. Иванова и А.А. Завалишин выделили серию рядов почвообразования в зависимости от характера увлажнения. Кроме элювиального (или автоморфного) и гидроморфного рядов почв ими были выделены промежуточные: элювиально-гидроморфный ряд, объединяющий почвы, получающие дополнительное количество влаги за счет притока поверхностных делювиальных вод, и элювиально-ксероморфный ряд, включающий почвы, развивающиеся в условиях более сухих, чем это могло бы быть при данных климатических условиях, например, на хорошо обогреваемых склонах, где происходит быстрое испарение влаги.
Степень контрастности почвенного покрова, обусловленная перераспределением влаги по элементам рельефа, наиболее низка или вообще отсутствует, если почвы и почвообразующие породы имеют легкий гранулометрический состав и отличаются хорошей водопроницаемостью. На породах более тяжелого состава, или при наличии в самом профиле почв горизонтов с плохой водопроницаемостью контрастность увеличивается за счет поверхностного или внутрипочвенного стока влаги с относительно повышенных элементов рельефа. Большое значение имеет также и форма выпадения осадков - ливневые осадки, бурное снеготаяние способствуют стоку, а следовательно, увеличению контрастности почвенного покрова.
Существенным фактором дифференциации почвенного покрова, обусловливающим определенные особенности его строения, является перераспределение по элементам рельефа продуктов выветривания и почвообразования и накопление их в водах, наносах и почвах «генетически подчиненных» позиций. Эти явления подчиняются определенным географическим, а точнее ландшафтно-геохимическим закономерностям. Основоположником геохимии ландшафтов был Б.Б. Полынов, который создал целостную теорию выветривания и миграции его подвижных продуктов, изложенную в монографии «Кора выветривания» (1934).
На основе сопоставления среднего химического состава массивных пород и среднего состава минерального остатка поверхностных речных вод он установил относительную миграционную способность химических элементов и их соединений. Выяснилось, что наибольшей миграционной способностью обладает хлор, несколько меньшей - сера, далее идут кальций, натрий, магний, калий, затем кремнезем и наименее подвижны оксиды железа и алюминия.
При длительно идущем процессе выветривания и выносе веществ остающаяся толща последовательно обедняется элементами с высокой миграционной способностью и относительно обогащается менее подвижными химическими элементами. В природе наблюдаются все последовательные стадии образовании остаточной коры выветривания - обломочной, обломочной обызвесткованной, сиаллитной, аллитной (или ферраллитной).
Химические элементы и их соединения, которые выносятся из остаточной зоны выветривания (из геохимически автономных почв), перемещаются с подземными и поверхностными водами на большее или меньшее расстояние от места своего освобождения. Порядок выпадения элементов из растворов и накопления в различных почвах и рыхлых наносах обратно пропорционален порядку их подвижности, т. е. элементы с наиболее высокой миграционной способностью уносятся наиболее далеко и аккумулируются в более пониженных областях - внутри континентов, в речных дельтах или попадают в моря и океаны. Менее подвижные продукты задерживаются в значительной части по пути, причем, чем менее подвижны элементы, тем ближе зона их аккумуляции располагается к области сноса.