ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2008, № 1, с. 19-34
УДК 631.48
РОЛЬ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЕИЛОВ В ФОРМИРОВАНИИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ИОКРОВА В ЗОНЕ СОВРЕМЕННОГО ЭКСПЛОЗИВНОГО ВУЛКАНИЗМА
© 2008 г. Л. В. Захарихина1, Ю. С. Литвиненко2
Научно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, 683002
2ООО ЭкоГеоЛит, Москва, 117447 Поступила в редакцию 02.04.2007 г.
На примере территории, расположенной вблизи действующего вулкана Карымский (восточное побережье Камчатки), показано, что при регулярном поступлении на поверхность пирокластического материала трансформация органического почвенного вещества происходит крайне замедленно. Основным источником элементов питания растений в таких условиях являются подвижные микроэлементы свежих вулканических пеплов. Установлена геохимическая специализация рассмотренной территории, характеризующаяся пониженными концентрациями большинства микроэлементов относительно их кларков для почв и грунтов и превышением содержаний микроэлементов над кларком живого вещества для растений. Свежевыпавшие пеплы обогащены подвижными формами микроэлементов, которые в результате гипергенных геохимических процессов переходят в растворенном виде в сопредельные среды.
Влияние вулканизма на формирование почв и растений чаще всего связывают с периодическими выпадениями вулканических пеплов, перекрывающими современный почвенно-раститель-ный покров и следующими за ним длительными периодами относительного покоя. Вместе с тем, большой интерес представляют специфические условия почвообразования и формирования растительности вблизи постоянно действующих вулканов.
Целью работы являлось установление особенностей формирования почв и растений в зоне современных вулканических пеплопадов вулкана Карымский (восточное побережье Камчатки).
Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: 1) охарактеризовать специфику почв и растений, обусловленную региональной вулканической деятельностью; 2) установить геохимическую специализацию генетических горизонтов почв, вулканических пеплов и растений, развитых на исследуемой территории; 3) выявить возможные корреляционные связи по содержанию микроэлементов между свежими пеплами, почвами и образованным на них растительным покровом.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились на востоке Камчатки, в окрестностях оз. Карымское, которое расположено в кальдере Академии Наук, в 6 км от действующего вулкана Карымский, входящих
в Карымский вулканический центр Восточно-Камчатского вулканического пояса.
В начале января 1996 г. здесь началось одновременное извержение двух вулканов [10]. Первое извержение было приурочено к вершине вулкана Карымский, другое - к северной части Ка-рымского озера в кальдере Академии Наук. Подводное извержение в озере сопровождалось кратковременным выбросом значительного количества пирокластического материала базальтового состава. В результате, в окрестностях озера, в верхней части профиля современных почв отложился повсеместно распространенный минеральный горизонт средней мощности ~2-5 см, а в северной части озера образовался новый элемент рельефа - п-ов Новогодний, изменивший береговую линию. Пеплы продолжающегося поныне извержения вулкана Карымский образуют присыпку в современные органо-минеральные горизонты почв.
Климат территории умеренно континентальный, средняя годовая температура от -2 до -4°С, среднегодовое количество осадков 500-700 мм. Годовой коэффициент увлажнения (по Иванову) составляет >1.33.
Определяющими в растительном покрове изученной среднегорной территории являются сообщества ольховых стлаников и субальпийских разнотравных, вейниковых лугов.
Роль почвообразующей породы для всех дневных и погребенных органогенных горизонтов почв выполняют вулканические пеплы изверже-
19
2*
Рис. 1. Карта-схема района работ: 1 - преимущественно обнаженные поверхности, частично занятые пионерными растительными группировками; 2 - поверхности, занятые ольхово-стланиковыми и луговыми ассоциациями; 3 - эколого-геохимические профили, их номера и номера пикетов; 4 - опорные почвенные разрезы, их номера.
ний вулкана Карымский преимущественно анде-зитового состава.
Объектами исследований являлись почвы, вулканические пеплы и растения территории. В процессе работ заложено и описано четыре почвенных разреза и пройдено пять почвенно-геохи-мических профилей (рис. 1).
Почвенные разрезы изучены на разном удалении от центра подводного извержения: нижняя часть склона возвышенности, прилегающей на северо-западе к п-ову Новогодний (в 110 м на юго-запад от устья руч. Горячий, разрез № Кр 3-05), средняя часть склона этой же возвышенности (в 300 м на запад от устья руч. Горячий, разрез Кр 4-05), низкая озерная терраса на восточном побережье оз. Карымское (разрез Кр 6-05) и нижняя часть склона борта кальдеры на его южном побережье (разрез Кр 5-05).
Для изучения характера пространственного распределения микроэлементов в почвах и растениях пройдены почвенно-геохимические профили на склоне возвышенности, прилегающей на северо-западе к п-ову Новогодний (профиль Пр5) и на территории полуострова: на его северо-западной окраине, у подножья склона (профиль Пр3), в средней части полуострова (профиль Пр1), попе-
рек переувлажненного конуса выноса руч. Безымянный, на западе полуострова (профиль Пр2) и в районе термального руч. Горячий, на северной окраине полуострова (профиль Пр 4).
Пробы почв и растительности в профилях отбирались через 100-200 м с описанием опробуемого материала. В районе ручьев Безымянный и Горячий при пересечении их профилями произведено сгущение шага пробоотбора до 20-50 м.
Аналитические исследования с целью характеристики актуальных почвенных свойств проведены по двум опорным почвенным разрезам. Определение содержаний микроэлементов в почвах, вулканических пеплах и растениях проведено по всем точкам профилей и по всем почвенным разрезам.
В опорных почвенных разрезах определялись следующие показатели: рН водной вытяжки, гидролитическая кислотность, содержания гумуса (методом И.В. Тюрина), подвижных форм кремния, железа и алюминия (вытяжка О. Тамма), концентрация обменных кальция и магния (комплек-сонометрическим методом). Химические свойства почвы определялись методами, предложенными в
[1, 7].
В почвах и пеплах определены валовые содержания микроэлементов и их растворимые формы, в растительных образцах установлен зольный микроэлементный состав.
Определения общих (валовых) концентраций микроэлементов проведены методом полного спектрального анализа с определением 40 химических элементов на приборе ДФС-458 методом просыпки на трехфазной дуге.
Подвижные формы микроэлементов в литохи-мических пробах извлекались азотнокислой (1м НК03) вытяжкой при Т : Ж = 1 : 10. Содержание элементов в вытяжках устанавливалось масс-спектрометрическим методом в индуктивно связанной плазме (ГСР-МБ).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Почвы, развитые в окрестностях озера Ка-рымское, имеют слоистостый и полигенный профиль, состоящий из трех-четырех наложенных друг на друга элементарных профилей, в каждом из которых выделяются органогенные горизонты и четко диагностируемые слои слабо трансформированных вулканических пеплов извержений вулкана Карымский.
В нижней части почвенного профиля развит охристый иллювиально-метаморфический горизонт (Бохр). Специфика охристого горизонта определяется пирокластической природой субстрата и ярко выраженным явлением псевдотиксотропии -выделением влаги при разминании структурных отдельностей. В районе исследований он сформирован среднеголоценовыми пеплами извержений начала первого периода активности вулкана Карымский (~6100 л. н.) [2].
Почвы относятся к выделенному И.А. Соколовым (1973) типу вулканических охристых почв, наиболее распространенных на Камчатке [8].
Ниже приведено морфологическое описание типичного почвенного разреза с применением индексов, обозначающих генетические горизонты почв: О - слаботрансформированный растительный опад, Аё - дерновый, С - почвообразующий, II, III, IV [А] - погребенные гумусовые, Б - почво-подстилающий, Вохр - охристый иллювиально-ме-таморфический.
Разрез № Кр 3-05, заложен в 110 м на юго-запад от устья руч. Горячий, в нижней части склона возвышенности, прилегающей с северо-запада к п-ову Новогодний, лангсдорфовейниковый луг.
О, 0-10 см. Буровато-желтый рыхлый опад, состоящий из отмерших слаботрансформирован-ных стеблей злаковых.
АёО, 10-15 см. Светло-бурая, сухая, хорошо скрепленная дернина из отмерших тонких корней злаковых, с заметной примесью среднепесчаного серого пирокластического материала из нижеле-
жащего пепла (кальдера Академии наук, 1996 г.), отслаивается.
С, 15-18(19) см. Серый, при высыхании светлеет до пепельно-серого, пепел извержения кальдеры Академии наук в 1996 г., влажноватый, средний суглинок, морфологически (под лупой х10) преимущественно (до 90-95%) минеральные зерна палевого цвета, редко черные зерна округлой формы, зерна не раздавливаются даже при сильном нажиме, корни отсутствуют, резко обрываясь по нижней границе вышележащего горизонта, переход ясный, граница ровная.
II [А^], 18(19)-23(24) см. Буровато-серый, образован в молодых пеплах влк. Карымский, очень плотный, сухой, сложен минеральным среднепес-чаным пирокластическим веществом, которое плотно скреплено тонкими (0.1-0.5 мм) живыми корнями в хорошо выраженную дернину, сложен черными округлыми зернами, "облепленными" тонкими палевыми минеральными частицами, соотношение темного минерального вещества к светлому ~1 : 1, переход ясный по цвету, граница ровная.
II [Аё2], 23(24)-25(25.5) см. Бурый, отличается от вышележащего лишь окраской, сложен палевыми минеральными частицами, одетыми в слабо желтоватые "железистые пленки".
II [Аё3], 25(25.5) - 28 см. Темно-буровато-серый, при высыхании светлеет до пепельно-серого, состав аналогичен двум вышележащим, вся серия II [Аёх, 2, 3] сформирована в материале извержений II периода активности вулкана Карымский (~500 л. н. и поныне), хорошо отслаивается от нижележащего минерального горизонта, нижняя граница является границей распространен
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.