ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 3, с. 343-351
ФИЗИКА ПОЧВ
УДК 631.43
ЭЛЕМЕНТЫ ВОДНОГО РЕЖИМА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ ПОД ЛЕСОМ, ПАШНЕЙ И ЗАЛЕЖЬЮ*
© 2004 г. Г. С. Базыкина
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 109017, Москва, Пыжевский пер., 7
Поступила в редакцию 20.06.2002 г.
На основании разносторонних фактических данных, полученных и опубликованных Подмосковной водно-балансовой станцией Московского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ПВБС МосЦГМС) за период 1955-1980 гг., рассматривается вопрос о степени антропогенных изменений некоторых элементов водного режима и водно-физических свойств дерново-подзолистых суглинистых почв.
ВВЕДЕНИЕ
Общеизвестно, что освоение и длительное сельскохозяйственное использование почв и изменение при этом условий их существования неизбежно приводят к изменению их морфологии, свойств, режимов и самого процесса почвообразования, к их антропогенной эволюции. Прекращение сельскохозяйственного использования таких антропогенноизмененных почв снова нарушает сложившиеся стереотипы.
С целью выявления степени антропогенного изменения дерново-подзолистых почв и устойчивости этих изменений нами использованы многолетние (1955-1980 гг.) мониторинговые данные ПВБС МосЦГМС, касающиеся целинных дерново-подзолистых почв под лесом, агрогенноизме-ненных почв пашни, а также аналогичных почв, выведенных из сельскохозяйственного оборота, под залежью, занятой лугом. В 1955 г., когда ПВБС начала исследования формирования стока талых и дождевых вод, березовый лес имел возраст не менее 60 лет. Возраст пашни и залежи точно не установлен, но в 1955 г. они были уже таковыми. Материалы наблюдений ПВБС, опубликованные в виде ежегодников [8, 14], представляют собой исключительную ценность по причине своей разносторонности, методического однообразия, высокого качества и длительности временного ряда. Известно, что только длительные исследования могут объективно выявить тенденции и непосредственные результаты различных процессов, происходящих в природе.
Мы остановимся на анализе изменений условий существования, водно-физических свойств, а впоследствии и водного режима указанных выше
*Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант < 0304-48285).
дерново-подзолистых почв, без изучения которых невозможно объяснить их эволюцию.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объекты исследования ПВБС находятся в Одинцовском р-не Московской обл. в бассейне правого притока р. Москвы - р. Медвенки. Рельеф верхней части водосбора полого-волнистый, в нижней части изрезан сетью ручьев и логов [15]. Коренными породами являются известняки каменноугольного возраста, перекрытые отложениями верхнеюрского и нижнемелового периодов. Выше лежат четвертичные моренные и флювиогляциальные отложения. Преобладающими почвообразующими породами являются покровные безвалунные однородные по гранулометрическому составу суглинки мощностью от 1 до 3 м [15].
Почвенно-грунтовые воды в 50-60 гг. залегали на глубине 6-8 м от поверхности. Так же, как и везде в мире, в 70-80 гг. наблюдался подъем их уровня, связанный, по-видимому, с всплеском солнечной активности, до 3-4 м от поверхности, так что верхняя граница их капиллярной каймы находилась на глубине около 1 м от поверхности. Почти ежегодно весной во время снеготаяния, а в дождливые годы - и в течение вегетационного периода, на границе смены наносов (средний - тяжелый суглинок), а также на поверхности иллювиального горизонта почв образуются временные внутрипочвенные водоносные горизонты (верховодка).
Растительный покров региона состоит из смешанных и лиственных лесов, разнотравных лугов и культурной сельскохозяйственной растительности. Почвенный покров водоразделов представлен в основном дерново-подзолистыми сред-несуглинистыми почвами на покровных тяжелых суглинках с промывным водным режимом.
Ниже следует описание почв объектов исследований.
Дерново-подзолистая среднесуг-линистая почва на тяжелом покровном суглинке под лесом.
О(АО), 0-2 см. Подстилка рыхлая, густо пронизана корнями, темно-серого цвета с бурым оттенком.
АУ(А1), 2-12 см. Серый с желтоватым оттенком, пронизан корнями, рыхлый средний суглинок, среднеувлажненный, комковатая структура. Переход четкий.
БЬ(Л2), 12-22 см. Желтовато-светло-серый с белесым оттенком, среднеувлажненный рыхлый средний суглинок пластинчатой структуры, много корней. Имеются железистые включения. Переход неровный, четкий.
ББ/БТ1(Л2Б1), 22-32 см. Пестроокрашенный, по сложению неоднородный: рыхлые белесые участки пластинчатой структуры чередуются с более плотными мелкоореховатыми фрагментами бурого цвета. Увлажненный средний суглинок. По граням структурных отдельностей - белесая скелетана. Есть корни. Переход постепенный по окраске и плотности.
БТ1(Б1), 32-50 см. Желтовато-бурый, плотный, влажный, средний суглинок ореховатой структуры, по граням - белесая скелетана и глянцевая пленка. Переход постепенный.
БТ2(Б2), 50-100 см. Бурый, плотный тяжелый суглинок ореховато-призматической структуры, по граням - глянцевая пленка, влажный.
Агрогенноизмененная дерново-подзолистая среднесуглинистая почва на тяжелом покровном суглинке под пашней.
РУ(Л пах), 0-18 см. Свежевспаханный, светлосерый, рыхлый, мелкокомковатой структуры, средний суглинок, сухой, густо пронизан корнями. Переход резкий, ровный.
ББ/БТ1(Л2Б1), 18-27 см. Белесо-палевый, уплотнен, структура неоднородная пластинчато-ореховатая. Встречаются темно-бурые железистые конкреции. Среднеувлажненный средний суглинок. Корней меньше. Переход постепенный.
БТ2(Б2), 40-70 см. Желто-бурый с белесыми пятнами, плотный, тяжелый суглинок, орехова-тая структура, по граням - скелетана и глянцевая пленка. Переход постепенный.
БТ3(Б3) 70-100 см. Бурый с желтоватым оттенком, влажный, плотный, глыбисто-орехова-тый тяжелый суглинок, по граням - темная глянцевая пленка и белесая скелетана.
Дерново-подзолистая постагроген-ная почва среднесуглинистая на тяжелом покровном суглинке под разно-
травным лугом (многолетняя залежь).
0(Л0), 0-4 см. Темная дернина.
Л ура(Л1), 4-23 см. Бывший пахотный. Светло-серый, комковато-пылеватый, уплотнен. Среднеувлажненный средний суглинок, пронизан корнями. Переход резкий, ровный.
ББ/БТ1(Л2Б1), 23-36 см. Белесый, пестрый от буровато-желтых пятен, плотнее предыдущего, неоднородная ореховато-плитчатая структура, средний суглинок, среднеувлажненный, корней меньше. Имеются ходы землероев. Переход заметен.
БТ1(Б1), 36-44 см. Желто-бурый с белесыми пятнами, плотный, мелкоореховатый средний суглинок, влажнее предыдущего, по граням структурных отдельностей - белесая скелетана. Корни редкие, встречаются кротовины. Переход постепенный.
БТ2(Б2), 44-60 см. Неоднородно окрашенный, бурый с буровато-желтыми пятнами. Ореховатая структура, по ее граням - белесая скелетана и глянцевая пленка, встречаются вкрапления оксидов железа. Тяжелый суглинок, влажный, плотный.
БТ3(Б3), 60-100 см. Бурый, темнее предыдущего, местами имеются желтоватые пятна. Оре-ховато-глыбистая структура, плотный, влажный тяжелый суглинок.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 1 приведены данные гранулометрического состава описанных выше почв, которые являются типичными для объектов изучения. Прослеживается пониженное содержание илистых частиц (<0.001 мм) в подзолистом гор. Л2, в переходном гор. Л2Б, а также в пахотном слое, включившем в себя гор. Л2, по сравнению с иллювиальными горизонтами.
Условия, в которых существуют дерново-подзолистые почвы в лесу и на открытых пространствах под луговой растительностью и на пашне, значительно отличаются. Так, в лесу кроны деревьев летом задерживают около 5% ливневых и до 40% слабых осадков [8, 15], в результате чего почвы пашен и лугов получают соответственно большее количество осадков. Зимой же, наоборот, в лесу снег, не подвергаясь сдуванию, как это происходит на открытых пространствах, накапливается. Мощность снежного покрова, а также запас воды в снеге перед снеготаянием в лесу в среднем в 1.3-1.5 раза больше, чем в открытом поле (табл. 2).
Большое влияние на водно-физические свойства почв, их температурный режим, режим влажности оказывает наличие (в лесу) или отсутствие (на пашне) подстилки, состоящей из расти-
Таблица 1. Гранулометрический состав (по H.A. Качинскому) дерново-подзолистых почв (данные ПВБС)
Горизонт, глубина, см Глубина отбора образца, см Содержание частиц, %; диаметр частиц, мм Потеря при обработке HCl, %
1-0.25 0.25-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.001 <0.001
Лес
A1, 2-12 2-10 0.6 10.9 53.2 9.8 10.1 13.6 1.8
A2, 12-22 12-22 0.9 9.1 58.6 10.2 9.2 10.9 0.3
A2B1, 22-32 22-32 0.7 7.9 50.1 8.1 8.1 22.8 2.3
B1, 32-50 40-50 0.2 5.2 45.6 10.9 9.1 27.4 1.6
60-70 0.2 5.5 46.0 12.4 9.6 24.8 1.5
B2, 50-100 90-100 0.2 6.7 45.3 9.8 8.9 27.2 1.9
Пашня
A пах, 0-18 0-10 1.8 9.8 54.1 9.5 9.9 14.2 0.7
10-18 2.0 11.5 50.9 11.9 9.7 13.5 0.5
A2B1, 18-27 18-27 1.1 9.7 51.4 8.9 7.7 20.0 1.2
B1, 27-40 30-40 0.8 11.5 44.9 8.1 10.9 22.5 1.3
B2, 40-70 40-50 0.5 8.1 44.8 9.3 9.3 26.6 1.4
60-70 0.3 9.5 42.0 9.4 10.1 27.4 1.3
B3,70-100 90-100 0.6 11.4 39.4 10.1 9.1 28.1 1.3
Залежь
A1, 4-23 4-10 1.9 8.3 54.3 10.8 10.3 12.3 2.1
10-20 1.8 9.4 54.2 11.0 10.2 11.4 2.0
A2B1, 23-36 25-35 1.8 9.2 55.3 12.2 9.3 10.8 1.4
B2, 44-60 45-55 0.5 6.6 52.9 7.4 11.4 19.7 1.5
B3,60-100 60-70 0.4 4.9 49.6 6.8 8.6 27.7 2.0
90-100 0.3 5.7 51.5 7.5 5.9 26.2 2.9
Таблица 2. Средние многолетние (1955-1980 гг.) характеристики снегонакопления и снеготаяния под лесом, пашней и залежью (данные ПВБС)
Объект Высота снега, см Запасводы в снеге, мм Глубина промерзания, см Продолжительность снеготаяния, дни Величина стока в период половодья (март-апрель), мм
перед снеготаянием поверхностный внутрипочвенный
Лес лиственный 58 125 18 11-41 34 10
Пашня 39 84 42 6-32 Не опр.
Залежь 46 104 33 76 13
тельного опада или дернины. Обладая большой влагоемкостью и водопроницаемостью, рыхлая подстилка и дернина способствуют поглощению почвой осадков и талых вод, уменьшают поверхностный сток последних, физическое испарение с по
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.