Почвы

«Почва прекрасна. Нужно ее видеть, знать и понимать. Почве присуще удивительное многоцветье: от белого и голубого до бурого и черного, от охристо-желтого, оранжевого до красного и коричневого. В пределах почвенного профиля образуются причудливые пятна, затеки, конкреции, цветные новообразования в виде белоглазки, карбонатного мицелия, кристаллических солей и др. Все это можно увидеть, искусно выкопав почвенный разрез (яму), сохраняя его лицевую сторону. Каждая почва имеет свое «лицо», свой внешний облик, который почвоведы называют морфологическим строением почвенного профиля». В. П. Фирсова.   Что нужно вспомнить   1. Вспомните, что такое почва. 2. Из каких горизонтов состоит почва? 3. Какие факторы влияют на образование почв? 4. Какие закономерности прослеживаются в размещении почв? 5. Какие типы почв формируются под таежными и мелколиственными лесами, под лесостепями России? 6. В какой природной зоне в почвах происходит наибольшее накопление гумуса и почему? Какие почвы здесь формируются?   Как  известно почвенный покров формируется под влиянием основных почвообразующих факторов: климата (водный и температурный режим), материнских горных пород, рельефа, растительности, живых организмов и хозяйственной деятельности человека.

Почва представляет собой самую насыщенную  организмами среду. «Областью сгущения жизни» называл ее В. И. Вернадский. На суше по сравнению с океаном, несмотря на то, что он занимает 2/3 поверхности Земли, запасы живого вещества почти в 1000 раз выше. Известно, что в 1 г луговой почвы живет до 1,5 млн клеток микроорганизмов. На 1 га почвы приходится в тундре 90 кг, в южной тайге — 160—350 кг, в широколиственных лесах — 1000—1500 кг, в степи — 200 кг почвенных животных, значительная часть которых — это дождевые черви (50—80%). Почвенные млекопитающие способны перемещать на 1 га площади до 50 т почвы, а с ней перемещаются и химические соединения. Основную же биомассу на Земле создают растения — активные почвообразователи, вес которых составляет 2,4-1012 т.

Основные почвообразовательные процессы. В пределах Свердловской области почвообразование характеризуется развитием двух основных процессов: подзолистого и дернового. Для условий избыточно-влажного климата типичен подзолистый процесс, который представляет собой вымывание органических и минеральных соединений из верхней части почвенного профиля в нижнюю. Под действием промывного режима формируется горизонт вымывания — подзолистый (элювиальный), с повышенным содержанием кремнезема. Свое название он получил за сходство с золой: при высыхании подзолистый горизонт становится белёсым, светлым до белого цвета.

Фирсова    Вера    Павловна (1928—1996) — член-корреспондент Российской экологической академии, доктор биологических наук, профессор. С 1967 по 1996 г. заведовала лабораторией лесного почвоведения Института экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук. Развивала идеи генетического почвоведения. Занималась изучением почв Урала, в частности горно-лесных бурых (горно-лесных кислых неоподзоленных). В последние годы работала над проблемами охраны, рационального использования почвенного покрова, экологии почв. Автор 11 монографий и многих статей.

Подзолистый горизонт почв Талицких сосновых боров

Дерновый процесс характеризуется развитием гумусового (перегнойно-аккумулятивного) горизонта за счет биогенного накопления органических веществ, при содействии выпотного (испарительного) режима почвы. Этот процесс развивается уже в южной тайге, где увеличивается поступление в почву растительных остатков и возрастают летние температуры. Промывание почвы здесь происходит только весной, а летом сменяется подтягиванием почвенных растворов к поверхности и испарением влаги. В этих условиях и происходит нарастание накоп­ления гумуса, в почве задерживаю тся минеральные соединения. В лесостепной зоне эти процессы происходят наиболее активно.

Если в почвообразовании преобладает подзолистый процесс, формируются подзолистые и дерново-подзолистые почвы, если дерновый — черноземные почвы. При равном соотношении этих процессов формируются серые лесные почвы.  Кроме подзолистого и дернового развиваются  глеевый процесс и процесс засоления почв. Глеевый процесс характерен для северных и северо-восточных районов области, где наблюдается переувлажнение почв под влиянием застойных грунтовых или поверхностных вод. В таких условиях в почвенных горизонтах с затрудненным доступом или без доступа кислорода образуется оглеенный или глеевый горизонт, характеризующийся сизой или сизо-ржавой окраской, бесструктурностью и низкой пористостью. На крайнем юго-востоке области наблюдается засоление почв, связанное с недостаточным увлажнением, наличием засоленных пород и особенностями рельефа. ?   ?ЗАДАНИЕ  Проанализируйте почвенную карту в атласе и опорную схему этого раздела. Выявите основные почвообразовательные процессы и проследите закономерности распределения типов почв на территории Свердловской области.   Главные особенности почвенного покрова. В распределении основных типов почв по территории Свердловской области прослеживаются следующие закономерности: 1. На равнинах хорошо выражено зональное распределение почв в соответствии с изменениями климата по соотношению тепла и влаги (по температурному режиму, изменению количества осадков и увлажнения). Зональные изменения почв связаны с изменениями растительного покрова. Почвы мощные, почвенный профиль сформирован. 2. На фоне зональных типов почв распространены интразональные, образование которых связано с особым режимом увлажнения. Увлажнение во многом определяется характером рельефа, который перераспределяет атмосферную влагу и вызывает ее скопление в понижениях. Формируются поверхностные и подземные воды, которые влияют на почвообразовательные процессы. 3. В горной полосе в связи с высотными изменениями климата и рельефа происходит изменение почв с высотой. Основные типы почв высотных поясов соответствуют зональным почвам равнин. Горные почвы характеризуются меньшей мощностью и значительной щебенистостью и каменистостью. 4. В горной полосе и предгорьях формируются также особые типы почв под воздействием таких факторов, как изменение крутизны склонов и состав материнских горных пород, оказывающих специфическое воздействие на почвообразовательные процессы и др. 5. Почвенный покров области испытывает также значительные антропогенные нагрузки, что вызывает определенные изменения  в строении и свойствах почв и даже разрушение почвенного покрова.   Размещение зональных типов почв и их характеристика. ?ЗАДАНИЕ Работая с текстом, найдите основные типы почв на почвенной карте области. Сравните ее с картой физико-географического районирования и с физической картой. Убедитесь в основных закономерностях размещения зональных, интразоналъных и горных почв.

На равнинах западносибирской части области, в таежной зоне, развиты глеево-подзолистые, подзолистые и дерново-подзолистые почвы. Глеево-подзолистые почвы преобладают на севере области в пределах Северо-Сосьвинской возвышенности под северотаежными лесами. Здесь происходит сильное переувлажнение, застаивание атмосферной влаги, подтопление грунтовыми водами. Эти почвы практически не имеют гумусового горизонта, а их лесная подстилка превращается в слой торфа. Местами глеево-подзолистые почвы переходят в торфяно-подзолистые. Ниже слоя торфа залегают переувлажненные минеральные глеевые горизонты, бедные воздухом. В этих условиях окисные соединения железа и алюминия переходят в закисные формы (кислород отнимается) и почвы приобретают характерный голубовато-серый или сизый цвет.   Для подзоны средней тайги характерны подзолистые почвы. Подзолистый процесс протекает с различной степенью интенсивности, что связано с механическим составом почв, с подстилающими породами. Выделяют слабо-, средне- и сильнопод­золистые почвы. На песчаных почвах подзолистый процесс протекает особенно интенсивно, здесь господствует глубокий промывной режим. Эти почвы крайне бедны органикой, бесструктурны и малоплодородны. В рассматриваемой подзоне они характерны для песчаных водно-ледниковых и аллювиальных отложений междуречий Пелыма, Лозьвы и Сосьвы, а также долины Тавды.   Наконец, для южной тайги, как уже отмечалось выше, типичны дерново-подзолистые почвы. Они отличаются более развитым (до 10—20 см) гумусовым горизонтом. Органические остатки разлагаются здесь медленно, превращаясь в грубый гумус. Поэтому такие почвы называют грубогумусными. Содержание перегноя в гумусовом горизонте невысокое — около 2%. Гумус из-за опада хвои и мхов имеет кислую реакцию. Органические кислоты растворяют окислы железа, кальция, алюминия, магния и минеральные соли. Вместе с глинистыми частицами они выносятся водой из верхних горизонтов и накапливаются в горизонте вмывания (иллювиальном), становясь недоступными для растений. Подзолистый горизонт состоит почти из чистого кремнезема (песчанистый) и имеет белёсый (пепельный) цвет. Горизонт вмывания имеет буроватый цвет из-за окислов железа и алюминия, плохо пропускает воду, поэтому в периоды снеготаяния и сильных дождей верхняя часть почвенного профиля бывает сильно переувлажнена.

Серые лесные почвы осиново-березовых лесов на юго-востоке и юго-западе области сформировались в условиях более теплого и менее влажного климата. В эти почвы вместе с богатым опадом лиственных пород и трав поступает азот, кальций, магний, калий. Кислотность почв снижается, происходит интенсивное разложение органического вещества, чему способствуют почвенные микроорганизмы, черви, насекомые. Мощность гумусового горизонта достигает 20—30 см. При этом образуется тонкодисперсный гумус от светло-бурой до буровато-темно-серой окраски, имеющий комковато-зернистую структуру. Под гумусовым горизонтом выделяются один или два переходных горизонта с признаками вымывания (оподзоливания). Эти горизонты обеднены илистыми частицами и обогащены кремнеземом. В целом они осветлены — имеют серую или светло-серую окраску. Отсюда и название почв. Чем интенсивнее промывной режим, тем ближе серые лесные почвы к дерново-подзолистым. Их называют светло-серыми. Более интенсивное про­явление дернового процесса — у темно-серых почв. Содержание гумуса в светло-серых почвах от 3 до 5%, а в темно-серых — от 4 до 8—9%. Поскольку на промывной режим влияет микро- и мезорельеф, в распределении серых лесных почв наблюдается довольно сложная картина. На плоских междуречьях и в понижениях, где промывной режим ослаблен, формируются темно-серые почвы, на склонах междуречий, где он сильнее, — светло-серые.

Черноземы оподзоленные и выщелоченные распространены в лесостепных районах области. Гумусовый горизонт этих почв достигает 40—60 см и более. Содержание в нем перегноя 6—15%. Цвет серый или темно-серый до черного. Структура зернистая. Накопление гумуса в черноземах происходит как за счет наземного растительного опада, который увеличивается по сравнению с мелколиственными лесами в два раза, так и за счет разложения отмерших корней. Корневые системы трав поставляют 75% органического вещества, распространяя его на значительную глубину. Развитие мощных корневых систем способствует также и оструктуриванию почвы. Горизонт вмывания темно-бурый, уплотненный. На глубине 150—180 см встречается карбонатный горизонт.   Оподзоленные черноземы близки к темно-серым лесным почвам. Черноземы выщелоченные отличаются более темным, почти черным гумусовым горизонтом и менее плотным нижним горизонтом вмывания.

Близки к черноземам лугово-черноземные почвы. Они связаны с недостаточно дренируемыми равнинами, с пониженными элементами рельефа, для которых характерно небольшое переувлажнение поверхностными или грунтовыми водами. От черноземов лугово-черноземные почвы отличаются повышенным содержанием гумуса, более темной окраской и некоторой растянутостью гумусового горизонта. Главное же — наличие в нижних горизонтах этих почв оглеения. Интразональные почвы — это почвы, формирующиеся под воздействием общезональных природных факторов, которые в условиях специфической местной обстановки образуют закономерные вкрапления в пределах нескольких соседних природных зон, но нигде не преобладают.

В качестве их основных типов следует рассматривать торфяно-болотные и аллювиальные (пойменные) почвы. Болотные почвы формируются в специфических условиях, при избыточном увлажнении атмосферными или грунтовыми водами. Отмершие остатки растений подвергаются неполному разложению и постепенно образуют мощный органогенный торфяный горизонт, который делят на несколько подгоризонтов в зависимости от степени разложения растительных остатков. Мощность торфа может достигать нескольких метров. Под торфяным горизонтом образуется глеевый.   Болотные верховые торфяно-глеевые и торфяные почвы, формируются под влаголюбивой растительностью сфагновых верховых болот, при избыточном увлажнении атмосферными водами. Растительность верховых болот развивается при почти полном отсутствии в воде кислорода, при небольшом содержании питательных элементов. Верховые болота обычны на водораздельных равнинах. В области обширные массивы этих почв связаны с верховыми болотами на водоразделах Тавды — Конды, Пелыма — Лозьвы, Тавды — Туры, в основном в пределах таежной зоны. Эти почвы занимают около 6% площади области.   Болотные низинные торфяно-глеевые и торфяные почвы формируются при условии притока грунтовых вод (насыщенных питательными веществми), слабозастойных или проточных, в понижениях рельефа на водоразделах, речных террасах и в поймах под растительностью травяно-осоковых болот. Низинные болотные почвы занимают около 9% площади области. Распространены они не только в таежной, но и в лесостепной зоне (например, Пышминское болото и болото Суварыш в Камышловском районе; Черное болото, самое южное болото в области, в Каменском районе; небольшие болота в Красноуфимском районе). Среди болотных почв есть и переходные: лугово-болотные, торфянисто-подзолистые.

По долинам рек тянутся полосы аллювиальных (пойменных) почв, среди которых можно выделить несколько подтипов: аллювиально-дерновые, аллювиально-луговые, аллювиально-болотные. Аллювиальные почвы отличаются сложным строением: в них чередуются слои песчаные и суглинистые, что связано с изменениями уровня речных вод. Почвы постоянно омолаживаются наносами во время половодий, что повышает их плодородность. Вместе с тем по механическому составу это тяжелые суглинистые почвы, трудные для обработки.   Местами на юго-востоке области развиваются солонцы луговые и солонцы с солодями, т. е. слабозасоленные почвы. Причины их формирования — наличие соленосных глин, близость грунтовых вод, выносящих соли, и достаточно теплый климат.

Почвы гор. Как отмечалось выше, почвы гор повторяют зональные типы почв. В нижнем поясе на пологих склонах развиты горные подзолистые и горные дерново-подзолистые почвы. Выше они сменяются горно-луговыми и горно-тундровыми почвами. Общая черта горных почв — их маломощность.   Почвенный профиль горных дерново-подзолистых почв даже в нижних частях склонов редко достигает одного метра, а в средних частях склонов заметно уменьшается. На крутых склонах, в верхних частях гор, почвы становятся фрагментарными, прерываются выходами коренных горных пород. Почвы гор каменисты и щебенисты.

Помимо отмеченных типов, в горах распространены горно-лесные бурые (буроземовидные) почвы. Формируются они на покатых и крутых склонах, где промывной режим заметно ослаблен (атмосферные осадки скатываются по поверхности склонов, не успевая просочиться). Почвенный профиль этих почв насыщается окислами железа и имеет бурую окраску. Отличительная их особенность — отсутствие оподзоленности и диф­ференциации профиля.  почвы формируются на магнезиальных породах — серпентинитах. Почвенный  профиль приобретает полностью белёсую окраску за счет насыщения магнием. Такие почвы могут быть отнесены к литогенным, формирующимся под влиянием почвообразующих пород, и названы горными псевдоподзолистыми.   В южной тайге на территориях, сложенных карбонатными породами, развиваются дерново-карбонатные почвы. Высокое содержание кальция в почвообразующей породе способствует нейтрализации кислых продуктов разложения растительных остатков, подавляя тем самым развитие подзолистого процесса. Связанное с кальцием органическое вещество этих почв закрепляется в верхнем горизонте, что приводит к обособлению в их профиле четко выраженного гумусо­вого горизонта. Он может достигать 10—30 см. Содержание гумуса относительно высокое — 5—10%. Дерново-карбонатные почвы достаточно плодо­родны. Больше всего они распространены на юго-западе области — в пределах Уфимского плато и западных предгорий.   ?ЗАДАНИЕ Используя данные таблицы «Почвы Свердловской области», постройте диаграмму, отображающую долю основных типов почв в почвенном покрове области.