научная статья по теме ВЕРТИСОЛИ И ВЕРТИКОВЫЕ ПОЧВЫ ПОВОЛЖЬЯ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ВЕРТИСОЛИ И ВЕРТИКОВЫЕ ПОЧВЫ ПОВОЛЖЬЯ»

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

УДК 631.4

ВЕРТИСОЛИ И ВЕРТИКОВЫЕ ПОЧВЫ ПОВОЛЖЬЯ*

© 2014 г. Н. Б. Хитров, Л. В. Роговнева

Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7

e-mail: khitrovnb@gmail.com Поступила в редакцию 26.11.2013 г.

На территории Среднего и Нижнего Поволжья в дополнение к известным аллювиальным слитым почвам Волго-Ахтубинской поймы выявлено 44 новых ареала вертисолей и вертиковых почв по WRB или темных слитых и слитизированных почв по Российской классификации в различных ландшафтных условиях от полупустыни до лесостепи. В Поволжье рассматриваемые почвы являются редкими, но встречаются регулярно. Вертисоли на аллювиальных глинистых отложениях приурочены к расширениям центральной поймы на участках сильного меандрирования русла реки, выше по течению которых река размывает более древние осадки набухающих глин. Много ареалов вертисолей и вертиковых почв обнаружено на шоколадных глинах второй хвалынской террасы Волги. Они не занимают всю поверхность террасы и отличаются разнообразием в силу неоднородности шоколадных глин и особенностей их островного распространения. В почвах, развитых на элювии микрослоистых набухающих глин морского происхождения, распространенных на Приволжской возвышенности, признаки вертигенеза отсутствуют. Устранение исходной микрослоистости в ходе переотложения этих пород и формирования из их материала четвертичных глинистых отложений создает предпосылки для развития вертигенеза в почвах в новых условиях. Наиболее северный ареал собственно вертисолей найден на Самарской Луке (53.231° с.ш., 049.322° в.д.). Ареалы вертиковых почв обнаружены еще севернее в Мордовии и Самарской обл. на северной широте около 54.2°. Представлены морфометрические показатели поверхностей скольжения, клиновидной структуры и глубины проникновения трещин в изученных почвах.

Ключевые слова: темные слитые почвы, слитизированные почвы, поверхности скольжения, клиновидная структура.

DOI: 10.7868/S0032180X14090068

ВВЕДЕНИЕ

Распространению, условиям формирования, свойствам, режимам функционирования вертисолей и вертиковых почв посвящено множество книг и статей, среди которых отметим крупные обзоры и обобщения [4, 14, 33, 55, 56, 61, 70—73, 79, 80, 108]. Эти почвы выделяют в международной классификации почв [88] и во многих национальных классификациях почв по всему Миру с похожими названиями Уегйяо! [88, 103], Уе11о8о1 [89], УейАзоИс [74, 105]. В классификации почв России (РК) [27] и Полевом определителе почв России [46] выделены типы темных слитых почв и аллювиальных слитых почв, а также подтипы слитизированных почв в других типах. В классификации почв СССР [28] выделяется только род слитых почв в разных типах.

В соответствии с имеющимися обобщениями [4, 14, 33, 55, 56, 61, 70-73, 79, 80, 108], вертисоли

* Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты № 1104-00710, 13-04-10174.

развиты на глинистых породах с высоким содержанием смектитов в условиях контрастных климатических колебаний увлажнения и иссушения почв, поэтому они имеют глинистый гранулометрический состав по всему профилю, начиная с дневной поверхности. Для вертисолей характерно сильное набухание при увлажнении, сильная усадка с образованием глубоких трещин при иссушении, в которые засыпается материал верхних горизонтов, и боковые сдвиговые деформации почвенной массы, приводящие к образованию разнонаправленных поверхностей скольжения с углом наклона от 10° до 60° к горизонтали, клиновидных структурных элементов и в особых ситуациях к деформации поверхности почвы по типу микрорельефа гильгай. Поэтому в разных классификационных системах [27, 46, 74, 88, 89, 103, 115] эти почвы диагностируют, используя очень близкий комплекс признаков, немного различающийся в деталях: глинистый гранулометрический состав, наличие сликенсайдов, клиновидной структуры, микрорельефа гильгай, трещин. В классификации почв СССР [28] использованы

иные диагностические признаки: высокая плотность и наличие трещин в горизонте в сухом состоянии.

Вертисоли и вертиковые почвы встречаются крупными массивами преимущественно в тропическом и субтропическом поясах в пределах 45° ю.ш. и 45° с.ш. [79, 81, 84] в Австралии [89, 90], Азии [76, 91, 98, 101, 102, 110], Африке [77, 78, 80, 82, 83, 106], южной части Европы [34, 39, 80, 94, 99, 100], Северной и Южной Америке [70, 84, 86, 87, 96, 104, 107, 109]. В последние десятилетия появилась информация об ареалах вертисолей и вертиковых почв в более северных районах умеренного пояса в пределах 45° с.ш. и 54° с.ш. в Канаде [71, 74, 75] и в Европе [85, 95].

На территории России хорошо известны ареалы распространения слитых почв на Северном Кавказе [14, 31, 41, 61, 97], Волго-Ахтубинской пойме [6, 33, 45, 47] и в лиманах Прикаспийской низменности [58]. Описаны слитые почвы в долине Маныча [32], на южных отрогах Донецкого кряжа [66]. Эти ареалы расположены южнее 48° с.ш. Гришин и Ломако [18] отмечали слитые почвы в Поволжье (Татарстан, Чувашия, Мордовия). На основе специальных маршрутно-ключе-вых наблюдений недавно севернее 48° с.ш. на территории Центрально-Черноземных областей обнаружено 35 новых ареалов почв, имеющих признаки слитогенеза [63]. Ковда с соавт. [30] выявили признаки слитогенеза в мерзлотных почвах Бурятии.

Цель настоящей статьи — представить сведения об ареалах вертисолей и вертиковых почв, выявленных на территории Среднего и Нижнего Поволжья.

МЕТОДЫ

Большинство исследований распространения почв связаны с решением прямой задачи. Она заключается в анализе совокупности факторов почвообразования, в которых в настоящее время функционирует та или иная группа почв, а также возможных изменений этих факторов в прошлом в течение всего периода развития и существования почвы. В данной работе решалась обратная задача — поиск почв, имеющих признаки вертиге-неза (слитогенеза), на основе известного сочетания факторов образования вертисолей, отмеченных выше, и информации о факторах почвообразования на конкретной территории.

В обобщенном виде стратегия поиска ареалов вертисолей и вертиковых почв на территории Поволжья включала два этапа: 1) предварительную подготовку и составление маршрута поиска с конкретизацией мест вероятного обнаружения искомого объекта; 2) выполнение маршрутно-ключевых исследований с полевой проверкой и

уточнением предварительной информации и фиксацией выявленных ареалов.

Предварительная подготовка включала сбор, систематизацию и географическую привязку информации о распространении, стратиграфическом положении и свойствах набухающих глинистых отложений с высокой долей смектитовых минералов, о геоморфологическом и гидрогеологическом строении территории, о климатических параметрах и их многолетней динамике, а также о почвенном покрове. Для этого использованы многочисленные публикации, некоторые фондовые материалы и доступные тематические карты разного масштаба (от мелкого до крупного) [1—3, 5-7, 9-11, 13, 15-17, 19-23, 35, 37, 38, 40, 42-45, 47, 49, 50, 52-54, 57, 59, 69]. Отобранная информация, полезная для решения поставленной задачи, синтезировалась в форме списка предполагаемых ключевых участков для последующего полевого обследования. При этом дополнительно использовали космические снимки Landsat [92], данные геопортала Google-Earth [93] и топографические карты масштаба 1 : 100000 и мельче на исследуемую территорию. Предварительное выделение ключевых участков осуществляли на основе ориентировочных критериев ландшафтных ситуаций вероятного распространения глинистых набухающих почв. Они получены на основе литературных данных о распространении вертисолей и вертиковых почв в Мире [71, 79, 84, 108], слитозе-мов и слитых почв южных регионов территории бывшего Советского Союза [14, 33, 55, 56, 61], а также новых собственных данных о распространении слитизированных и темных слитых почв (по РК [27, 46]) в Центрально-Черноземных областях России [63, 68].

Полевую проверку собранной информации выполняли по заранее спланированному маршруту намеченных ключевых участков. По мере движения по маршруту производили осмотр встречающихся на пути карьеров, оврагов, различного рода выемок грунта, закладку специальных разрезов, скважин и т. п. для уточнения геологического строения и фоновых почв конкретной территории и выявления выходов на поверхность набухающих глин. После обнаружения на местности интересующих объектов закладывали тополитокатены или площадные полигоны ключевых участков с заложением почвенных разрезов, прикопок и скважин ручного бурения. На многих ключевых участках выполнена инструментальная съемка рельефа с помощью нивелира. Для всех точек опробования определены географические координаты с помощью приемника GPS. Морфологическое описание почвенных профилей дополняли его фотографическим документированием.

Название почвы для каждого почвенного профиля дано в соответствии с классификациями почв СССР [28], России [27, 46] и WRB [88] на основе конкретного проявления имеющихся в классифицируемом объекте диагностических признаков, используемых в соответствующей классификации.

Набухаемость почв определяли с помощью приборов набухания грунтов в растертых образцах, загруженных в прибор до стандартной начальной плотности 1.3 г/см3 [60].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На территории Среднего и Нижнего Поволжья выявлено 44 новых ареала слитизированных почв. Кроме того, в Волго-Ахтубинской пойме имеется 34 ареала аллювиальных слитых почв согласно Почвенной карте Астраханской обл. масштаба 1 : 300000 [48], которые также имеют признаки вертигенеза, часто включая такой признак, как микрорельеф гильгай [33, 47].

Все выявленные ареалы приурочены к выходам набухающих глин разного происхождения (морских, озерных, ледниковых, делювиальных, аллювиальных) и возраста (четвертичных, палеоген-неогеновых, нижнемеловых, пермских, юрских). Это первое условие, характерное для распространения вертисолей.

Вторым условием развития слитогенеза является контрастный водный режим почвы. На исследованной территории Поволжья в климатических условиях лесостепи, степи, сухой степи и полупустыни такой режим возникает в р

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.

Показать целиком