ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 11, с. 1283-1292
ГЕНЕЗИС ^^^^^^^^^^^^^^
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.42
ДИАГНОСТИКА ГИДРОМОРФИЗМА В ПОЧВАХ АВТОНОМНЫХ ПОЗИЦИЙ СЕВЕРО-СОСЬВИНСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ
(ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)
© 2014 г. Н. А. Аветов, Е. О. Сопова, Ю. А. Головлева, А. В. Кирюшин, П. В. Красильников
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
e-mail: awetowna@mail.ru Поступила в редакцию 28.10.2013 г.
Комплексное изучение проявлений гидроморфизма в таежных слабодифференцированных почвах на основе морфологических (окраска), химических (соотношение содержания железа в разных вытяжках, индикаторы восстановительных условий в почве — IRIS) и геоботанических (шкала Рамен-ского) методов привело к неоднозначным выводам. Во всех почвах выражено поверхностное огле-ение. По результатам, полученным разными методами, максимум восстановительных процессов связан либо с подподстилочным, либо со следующим по глубине горизонтом. Коэффициент Швертмана, критерий Бодегома и шкала Раменского указывают на возрастание гидроморфизма в ряду: нижняя часть склона увала, дренируемая ложбиной стока — средние части склонов — плоские вершины увалов — межувальное понижение. Морфологическая диагностика оглеения проявила себя как менее чувствительный метод, способный распознавать лишь наиболее контрастные по степени гидроморфизма почвы. Нижние горизонты в некоторых профилях таежных почв имеют сизовато-серую окраску, вероятно, не связанную с современным почвенным гидроморфизмом.
Ключевые слова: оглеение, морфология почв, критерий Швертмана, критерий Бодегома, фитоинди-кация, шкала Раменского.
DOI: 10.7868/S0032180X14110021
ВВЕДЕНИЕ
Генезис слабодифференцированных почв средней тайги Западной Сибири, сформированных на суглинистых отложениях, является предметом дискуссии на протяжении последних 30— 40 лет [1]. С почвенно-генетической точки зрения важной задачей представляется диагностика почвообразовательных процессов, вовлеченных в формирование этих почв. Среди них оглеение заслуживает особого внимания, поскольку развитие и морфологическое проявление этого процесса в условиях Западной Сибири имеет ряд особенностей.
Во-первых, сформулированные за последние десятилетия представления о таежных глеевых почвах (глееземах) Западной Сибири весьма неоднозначны. С одной стороны, не существует четких критериев их разделения с глееватыми разностями других систематических групп [10, 16, 19]. С другой стороны, попытка осуществить обособление этого типа в "Классификации и диагностике почв России" [25] привела к полному выведению глееземов за рамки почв, развитых под таежной растительностью. Основной морфологический признак глееземов в трактовке этой классификации — яркая голубая окраска — в сред-
нетаежной подзоне Западной Сибири наблюдается почти исключительно в минеральных горизонтах, подстилающих болотные торфяники. Между тем, на почвенной карте России (РСФСР) 1988 г. [21] глееземы показаны в качестве одного из доминирующих в регионе типов почв, составляющего основной фон почвенного покрова на свободных от болот территориях. До последнего времени сохранялось представление о болотооб-разовании как о всеобъемлющем процессе, который способен "затушевать" подзолообразование [20] и "стабилизировать" повышенный гидро-морфизм [9] в почвах автономных позиций таежной зоны Западной Сибири. Процессы заболачивания в регионе были подробно изучены [15], в то время как изучению проявлений гидроморфизма в автономных почвах уделялось сравнительно мало внимания. Однако представление о тотальной заболоченности территории не согласуется с наличием значительных площадей Западно-Сибирской низменности вообще лишенных болот, либо затронутых болотообразованием в крайне небольшой степени, например, Белогорского материка, Аганского Увала, урманов Салым-Юганского междуречья и части Северо-Сось-винской возвышенности.
I)
м 30
20
10
№ 4
№ 2
№ 1
№ 3
№ 5
№ 6
200
400
600
Расположение района исследований и почвенных разрезов по катене.
Во-вторых, до сих пор сохраняются определенные трудности в диагностике глеевого процесса — одного из ведущих процессов в преобразовании минеральной массы при повышенном гидроморфизме почв [14]. Многие из предложенных способов химической и физико-химической диагностики оглеения впоследствии не подтвердили свою эффективность, например, качественная реакция на красную кровяную соль и а,а-дипиридил [12] или соотношение содержаний железа и марганца в ортштейнах [22].
В-третьих, еще в работах начала 70-х годов прошлого века была установлена высокая сезонная и годичная вариабельность морфологических признаков оглеения в профилях таежных почв Западной Сибири [11]. Пятна оглеения меняют интенсивность окраски, размеры, очертания, глубину обнаружения в профиле, что, разумеется, затрудняет диагностику оглеения и гидромор-физма в целом в ходе полевых исследований.
Таким образом, диагностика гидроморфизма в автономных почвах таежной зоны Западной Сибири остается сложной задачей, требующей для решения привлечения индикаторов, способных достоверно, без больших временных и материальных затрат, выявлять степень гидроморфизма таежных почв, в том числе и в полевых условиях. Одним из таких методов является растительная индикация. Достаточно давно в индикационной геоботанике получили распространение экологические шкалы, особенно шкала Раменского [23] и
шкала Элленберга [29], позволяющие оценивать условия увлажненности как естественных, так и антропогенно измененных местообитаний [17, 18, 24, 26, 28, 30—32, 33]. В последнее время была статистически подтверждена тесная связь растительности таежных ландшафтов с признаками почвенного гидроморфизма [31, 36].
В данной статье мы сравнили возможности морфологического, химико-аналитического методов и метода экологических шкал для выявления гидроморфизма почв автономных позиций Западной Сибири, обусловленного не зависящими от болотообразования причинами.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Район исследований занимает юго-восточный макросклон Северо-Сосьвинской возвышенности, расположенный в пределах подзоны средней тайги (рисунок). Почвообразующие породы — суглинки водно-ледникового происхождения [8], отчасти переотложенные в виде аллювия. По характеру растительности район относится к подзоне средней тайги. Растительность представляет собой сложное сочетание сообществ темнохвой-ных и светлохвойных лесов с вкраплением олиго-трофных (реже мезотрофных и эвтрофных) болот.
Шесть почвенных профилей были вскрыты по сложной двучленной катене. Первая подкатена заложена на склоне увала внутри увалистого массива; вторая, более длинная — на склоне большого увала, обращенного к глубоко врезанной ложбине стока, по тальвегу которой протекает ручей. Оба склона имеют юго-восточную экспозицию. Разрезы расположены по следующим формам и элементам рельефа: I катена — вершина увала, средняя часть склона (крутизна склона около 2°), межувалистое понижение; II катена — вершина увала, средняя часть склона (крутизна склона 3°— 4°), нижняя часть склона (терраса ручья, крутизна склона 1°—2°). Далее совокупность двух под-катен в тексте обозначается как катена "Нягань". Все выявленные почвы отнесены нами к типу таежных слабодифференцированных по отсутствию выраженных морфологических признаков элювиально-иллювиальной дифференциации профиля [1]. Важно подчеркнуть, что в составе почвенного покрова обследованных увалистых поверхностей отсутствуют не только болотные, но и таежные почвы с признаками торфообразо-вания.
В работе применяли следующие методы исследования:
— описание морфологии почвенных профилей с оценкой степени оглеения по морфохроматиче-ским показателям [12]. Морфологическая диагностика основана на системе качественных (локализация и морфология признаков, связанных с
м
восстановлением железа и марганца) и полуколичественных (проективное покрытие "глеевой" окраски) показателей, по которым горизонты характеризуются по шкале: слабоглееватые, сред-неглееватые, сильноглееватые и глеевые;
— определение гранулометрического состава минеральных горизонтов почв методом пипетки по Качинскому [2] с пирофосфатной подготовкой образцов;
— определение содержания железа, извлекаемого по Мера—Джексону (Fed), и железа, извлекаемого оксалатным буферным раствором по Тамму (Feo) [7]. Для оценки гидроморфизма рассчитывался коэффициент Швертманна: Ks = Feo/Fed [11]. Считается, что этот коэффициент отражает как накопление слабоокристаллизованных гид-роксидов железа [34], так и присутствие двухвалентного железа [3], и потому отчасти является функцией от почвенного гидроморфизма. На основе тех же данных рассчитывали критерий Бодегома, который считается показателем содержания двухвалентного железа, образовавшегося в результате биологических процессов: Fe(II) биол = 0.19 ■ ■ Feo - 0.028 ■ (Fed - Feo) [3];
— для оценки окислительно-восстановительного потенциала в почвах в полевых условиях были использованы трубки IRIS (Indicators of Reduction in Soil — Индикаторы восстановительных условий в почве), снаружи покрытые мелкокристаллическим ферригидритом (aFeOH). Трубки вкапывались в почву на месяц (август 2012 г.) и на год (август 2012—август 2013 гг.), после чего извлекались, и состояние покрытия оценивалось визуально. Положительная реакция — осветление покрытия — возникает при восстановлении железа и переходе его в раствор [27], что свидетельствует о проявлении гидроморфизма в почве. Хотя этот метод не может заменить стационарных исследований динамики окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в почве, он все же существенно превосходит по информативности однократное определение ОВП в ходе маршрутных исследований, поскольку ОВП сильно варьирует в зависимости от влажности почвы и может быть довольно высоким в сухой сезон [12];
— геоботанические описания площадок, приуроченных к почвенным разрезам, с последующим определением ступеней влажности по шкале Л.Г. Раменского, модифицированной для территории Сибири [23].
Для геоботанической индикации гидромор-физма почв использовали экологические шкалы Раменского в модификации И.А. Цаценкина. Метод эколо
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.