ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2013, № 5, с. 507-516
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.44:551.432:631.41:631.811(234.851)
ПОЧВЫ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА: МОРФОЛОГИЯ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА И АЗОТА*
© 2013 г. А. А. Дымов, Е. В. Жангуров, В. В. Старцев
Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28
e-mail: aadymov@gmail.com Поступила в редакцию: 16.02.2012 г.
Рассмотрены морфологические и физико-химические свойства почв горно-тундрового и горнолесного поясов Приполярного Урала. Показано, что в горно-тундровом поясе Приполярного Урала формируются подбуры глееватые иллювиально-гумусовые в сочетании с подбурами иллювиально-гумусовыми и глееземами грубогумусированными. В нижних частях пологих склонов развиваются глееземы мерзлотные и торфяно-глееземы мерзлотные с близким (от 30 до 50 см) подстиланием льдистыми многолетнемерзлыми породами. В горно-лесном поясе выявлены подзолы иллювиаль-но-железистые, светлоземы иллювиально-железистые, буроземы элювиированные, подзолистые с микропрофилем подзола и торфянисто-подзолисто-глееватые почвы. Показано, что запасы углерода и азота существенно варьируют в зависимости от типа почв и принадлежности к определенным ландшафтам. Запасы углерода, сосредоточенные в верхних генетических горизонтах (до 50 см) почв горно-тундрового пояса, составляют от 7.7 до 39.3 кг/м2, азота от 0.4 до 2.4 кг/м2. В почвах горнолесного пояса аккумулируется от 6.5 до 11.8 кг/м2 углерода и 0.4—0.8 кг/м2 азота.
Ключевые слова: крайнесеверная тайга, Югыд Ва, Урал, запасы углерода и азота в почвах.
Б01: 10.7868/80032180Х1305002Х
ВВЕДЕНИЕ
Одной из наименее изученных горных территорий является Приполярный Урал. Первые результаты по генетическим особенностям и физико-химическим свойствам почв этого обширного региона представлены в работах [2, 28, 29]. Более полно разнообразие почв Приполярного Урала охарактеризовано Симоновым [5] в рамках работ по оценке современного состояния почв и ландшафтов и их изменения в результате золотодобычи в бассейне р. Кожим. Автором рассмотрены основные генетические особенности формирования почв, их физические и физико-химические свойства, составлен систематический список почв. Дальнейшее обобщение полученных результатов при составлении мелкомасштабных почвенных карт на рассматриваемую территорию позволило выявить, что в горной тундре преобладают горно-тундровые пропитанно-гумусовые, в горно-лесном поясе доминируют различные подтипы горных глее-подзолистых почв [8]. Совре-
* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 11-04-00885-а и программы Президиума РАН № 12-П-4-1018. Видовое, ценотическое и экосистемное разнообразие ландшафтов территории объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО "Девственные леса Коми".
менные исследования показали, что территория Приполярного Урала благодаря огромным размерам, сложному рельефу характеризуется значительным биоразнообразием наземных и водных экосистем [3, 10], но эта уникальная территория остается слабоизученной в почвенном отношении. В связи с изменением климата и проблемами эмиссии и поглощения парниковых газов, необходимы знания по запасам углерода и азота, аккумулированным в почвах горных областей. Если в настоящее время запасы углерода в почвах равнинных регионов достаточно хорошо изучены [16], то данные по запасам углерода и азота в почвах горных экосистем высоких широт единичны.
В связи с этим, цель данной работы заключалась в изучении морфологических, физико-химических свойств почв, оценке запасов углерода и азота почв, формирующихся в северной части Приполярного Урала.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
В статье приведены данные по почвенным разрезам (рисунок), заложенным преимущественно в северной части Приполярного Урала на территории национального парка Югыд Ва (хр. Мал-
Расположение объектов исследования.
дынырд, хр. Северные Малды, хр. Западные Са-леды (район Межгорных озер), среднее течение р. Щугер и р. Вангыр). Климат района Приполярного Урала суровый, резко-континентальный. Показатели климата сильно варьируют в зависимости от орографических особенностей и экспозиций склонов. Среднегодовая температура воздуха изменяется от —3 до —7°С. Количество осадков в зависимости от высоты хребтов изменяется от 800 до 1000 мм, большая часть осадков приходится на май—октябрь [1]. Согласно геоботаническому районированию [31], рассматриваемый регион располагается в Южно-Приполярно-Уральском округе крайнесеверной тайги. Для исследуемой территории характерна четко выраженная вертикальная зональность. На Приполярном Урале предложено выделять горно-лесной (до высот 450—500 м), подгольцовый (500—550 м), горнотундровый (от 550 до 800—850 м) пояса и пояс холодных гольцовых пустынь (выше 850 м) [6, 7]. Нижняя часть горно-лесного пояса обычно представлена еловыми, елово-пихтовыми и елово-бе-резовыми лесами. В верхней части горно-лесного пояса преобладают лиственничники и березовые криволесья. В горно-тундровом поясе развиты ерниковые, кустарничковые, моховые, лишайниковые и луговиковые растительные ассоциации. Пояс холодных гольцовых пустынь занимает наиболее высокие вершины, где почвенно-раститель-ный покров практически отсутствует, встречаются в основном накипные лишайники. Почвообразую-щие породы на Приполярном Урале представлены элюво-делювием риолитов, кислых кристалличе-
ских сланцев кварцит-серицит-хлоритового состава, а также песчаников.
Диагностику и классификационное положение почв осуществляли согласно [21]. Подстилки разделяли на подгоризонты L, F, H в зависимости от степени разложения органического вещества. Для исследуемых почв приведены названия согласно Международной реферативной базе почв [35], а также объяснительной записке к почвенной карте масштаба 1 : 1000000 (лист Q-41, Воркута) [9].
Химический анализ почв выполнен классическими методами анализа [24] в экоаналитической лаборатории "Экоаналит" Института биологии Коми НЦ УрО РАН, аккредитованной в Системе аккредитации аналитических лабораторий (центров) Росстандарта России (аттестат РОСС RU.0001.511257 от 16 апреля 2009). Общее содержание углерода и азота — на анализаторе EA-1100 (Carlo Erba). Обменные катионы извлекали аце-татно-аммонийной вытяжкой (рН 7) с последующим определением на атомно-эмиссионном спектрофотометре ICP Spectro ciros. рН водной и солевой суспензий — потенциометрически со стеклянным электродом, гранулометрический состав — по методу Качинского. Плотность почвы в подстилках и минеральных горизонтах определяли согласно [4], плотность почвы в высоко щебнистых грунтах определяли согласно Зай-дельману [13]. В минеральных горизонтах с присутствием многолетнемерзлых пород долю льда определяли по разности массы образца в полевых условиях и после сушки в помещении при комнатных условиях. В статье приведены данные по запасам углерода до глубины 50 см в связи с близким подстиланием обломками горных и/или многолетнемерзлыми (льдистыми) породами. Запасы углерода и азота рассчитывали по формуле согласно [23] с учетом рекомендаций [32]
З = 0.1CSbH(1 — Vs/100),
где З — запасы элемента (кг/м2), С — содержание элемента (%), Sb — плотность почвы (г/см3), H — мощность горизонта (см), Vs — объем крупнозема или льда (%).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Суровые климатические условия и особенности рельефа создают особые гидротермические и физико-химические режимы в почвах, вызывают криогенные процессы пучения и вымерзания, что выражается в образовании бугорковато-пятни-стого и полигонального микрорельефа. Пятна морозного выветривания представлены мелкоземом с высоким содержанием щебня. Они занимают в среднем 15—25% от общей площади, но в некоторых случаях их площадь может достигать 75— 80% от общей поверхности [31]. Процессы крио-
генеза и высокое разнообразие растительности приводят к значительному разнообразию почв. В данной работе рассмотрены морфологическое строение и физико-химические свойства почв горно-тундрового и горно-лесного поясов.
Почвы горно-тундрового пояса. Под горной лишайниково-кустарничково-зеле-номошной растительностью формируются подбу-ры иллювиально-гумусовые. Описание дается на примере разреза, заложенного в верхней части горно-тундрового пояса, на высоте 605 м, северозападного склона г. Дурная (хр. Западные Саледы, район Межгорных озер), на хорошо дренированном склоне, средней крутизной 12°—15°. Криогенные пятна-медальоны занимают до 7—10% площади поверхности. В почвенном профиле характерно наличие большого количества обломков кварцитов. Строение профиля разр. 69-11: О(Ь) (0-1 см) - О(Б + Н) (1-5 см) - ВН (5-20 см) - ВС (20-40 см) - С (40-65 см). Профиль почвы состоит из грубогумусированной подстилки, под которой формируется коричневато-бурый, пропитанный иллювиальным гумусом, сильно щебнистый суглинистый гор. ВН, постепенно переходящий к почвообразующей породе (ВС, С).
В местах возможного застоя влаги на пологих склонах формируются подбуры глееватые иллюви-ально-гумусовые. Развиваясь под горными ерни-ково-кустарничково-зеленомошными растительными ассоциациями, они представляют переходные подтипы между подбурами иллювиально-гумусовыми и глееземами грубогумусированны-ми. В отличие от Полярного Урала [11], эти почвы являются доминирующими в горно-тундровом поясе исследуемых участков. Это в значительной степени связано с орографическими особенностями хребтов - преобладают пологие склоны, а также с большими абсолютными высотами. Исследуемый разрез заложен на высоте 610 м над ур. м., на юго-восточном склоне хр. Северные Малды, крутизной около 5°. Строение профиля разр. 1-10: очес (0-4 см) - О(Б) (4-10 см) - ВН (10-20 см) - BCg (20-40 см) - Cg (40-60 см). Почвы формируются на суглинисто-щебнистых грунтах. Морфологические отличия от подбуров иллювиально-гуму-совых связаны с переувлажнением и развитием процессов оглеения, которое отчетливо диагностируется в виде светло-серо-сизых пятен в нижних горизонтах. Кроме этого, переувлажнение почв способствует некоторому увеличению мощности подстилки. Почвообразующими породами служат продукты разрушения и переотложения кварцито-серицитовых сланцев.
Разрез глеезе
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.