ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 1, с. 14-30
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
Работа посвящена памяти географа-почвоведа Юрия Григорьевича Евстифеева, по инициативе которого было проведено данное исследование
КРАЙНЕАРИДНЫЕ ПОЧВЫ ИЛИЙСКОЙ КОТЛОВИНЫ КАЗАХСТАНА*
© 2015 г. М. П. Лебедева1, М. И. Герасимова2, Д. Л. Голованов2, И. А. Ямнова1
1 Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 2Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы
e-mail: m_verba@mail.ru Поступила в редакцию 19.05.2014 г.
На основании морфологических, аналитических, макро- и микроморфологических исследований крайнеаридных почв Илийской котловины Казахстана, приуроченных к разноуровневым и разновозрастным поверхностям подгорной равнины, проведен сравнительный анализ набора формирующих их почвообразовательных процессов и предпринята попытка вписать их результаты — типы почвенных горизонтов и их сочетания — в современные отечественные и международные классификационные системы.
Генезис крайнеаридных почв определяется климатическими условиями и положением на фанал-лювиальных подгорных равнинах; в них выявлен следующий набор процессов: коркообразование с везикулярной пористостью; формирование пустынной мостовой с пустынным загаром; рубефи-кация; поверхностное соленакопление; околопоровое обезжелезнение. Предлагается заменить первичное, принятое в почвоведении, но носящее "факторный" характер название почв "крайне-аридные", на "везикулярно-корковые" за их главный диагностический гор. AKL, что более соответствует принципам субстантивной системы. Для определения крайнеаридных почв в терминах классификации почв России предлагается изменить статус имеющихся в ней диагностических элементов: выделить гор. AKL и CS (наряду с имеющимися соответствующими признаками). По диагностике международной классификации WRB, крайнеаридные почвы относятся к реферативной группе Gypsisols, а разрез с сильным засолением — к группе Solonchaks, с квалификатором yermic, отражающим крайнюю степень аридности.
Ключевые слова: генезис, классификация аридных почв, элементарные почвообразовательные процессы, микропризнаки диагностических горизонтов.
БО1: 10.7868/80032180X15010128
ВВЕДЕНИЕ
Почвы аридных и экстремально аридных территорий занимают в мире большие площади (соответственно 33411 и 6294 км2) [46]. В пределах Евразии аридные территории характеризуются широким спектром почв от светло-каштановых и солонцов до бурых аридных, серо-бурых и крайнеаридных пустынных. Генезис аридных почв мира были предметом изучения многих исследователей [4, 16, 20, 25, 26, 33, 40]. Особенности микростроения отдельных типов аридных почв представлены в многочисленных работах [5, 8, 22, 23, 34, 37, 42-45, 50, 51, 53-55].
*Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты 12-04-00990; 13-04-00107).
В работе рассматриваются почвы подгорных равнин хребта Улькен-Богутты, обрамляющих Илийскую впадину (Восточный Казахстан) и относящихся к территориям со среднегодовым количеством осадков менее 150 мм, то есть к аридным с очень высокой степенью континентальности: годовая амплитуда температурных экстремумов достигает 82°. Средняя температура воздуха в холодный период (конец сентября—март) составляет —3.5°С, в теплый +21.2°; в полосе подгорных равнин весенний максимум осадков выражен отчетливо. Почвы ежегодно промерзают до глубины 60—100 см и находятся в промерзшем состоянии несколько месяцев [26]. Особенности водного режима почв определяются малым количеством осадков в сочетании с интенсивным испарением,
которое в пустынях суббореального пояса достигает 1000—1300 мм/год [29]. На фоне чрезвычайно низкой влажности почв в течение года обычны короткие периоды сравнительно высокого увлажнения, вызывающие бурное развитие растений, почвенных микроорганизмов и биохимических процессов [2, 3].
Соколовым с соавт. [24, 36] в системе почвенных зон Илийской впадины и ее горного обрамления были выделены "серо-бурые сверхаридные примитивные" почвы на каменистых подгорных равнинах. Каменистые пустыни, или гаммады, в Восточном Казахстане приурочены к шлейфам предгорий Богутинских и Илийских гор. По мнению Евстифеева и Рачковской [11], эти почвы по своим свойствам являются аналогами крайнеа-ридных почв каменистых пустынь — гаммад Монголии, где они были впервые выделены на уровне типа. В условном климатическом ряду аридных почв крайнеаридные следуют за серо-бурыми пустынными [6, 9].
Нами изучались почвы низких подгорных равнин окружения Илийской котловины, сложенных галечниково-песчано-суглинистыми аллювиаль-но-пролювиальными (фаналлювиальными) отложениями различной мощности, но с пустынной мостовой (рис. 1). Особенно высокая аридность условий почвообразования и, соответственно, выделение "сверхаридных" почв на данной территории индицируется характером растительности. На основной поверхности, где распространены исследуемые почвы, высшие растения отсутствуют, а отдельные экземпляры ильинии (Ilynia regelii) обнаруживаются только по сайрам. Усилению "арид-ности почв" может способствовать пустынная мостовая, поверхность которой сильнее нагревается в теплый период, чем суглинистые или песчаные субстраты [13]. Судя по описаниям почв Восточного Казахстана и Монголии, сверхаридные или крайнеаридные почвы приурочены к ландшафтам с пустынной мостовой.
Для крайнеаридных почв под сплошным или прерывистым плащом щебня (desert pavement) с "пустынным загаром" (desert varnish) характерен ясно дифференцированный профиль с маломощными, но отчетливо выраженными горизонтами: палевая или белесоватая пузырчатая корка, тонкослоистый подкорковый и плотный маломощный красновато-бурый срединный горизонт (рис. 2). Почвы карбонатны с поверхности и содержат гипс в верхних 30 см.
Название почв, используемое разными авторами, а также и в данной статье — крайнеаридные — следует отечественным традициям и носит ландшафтный характер. Поскольку в России отсутствуют ландшафты и почвы, более аридные, чем полупустынные, то в классификации почв России практически нет "инструментов", пригодных для
Рис. 1. Карта района исследования.
Рис. 2. Профиль крайнеаридной почвы (разр. 3-06).
диагностики крайнеаридных почв. Более того, в классификации почв СССР [15] им тоже не нашлось места, адекватного условиям и процессам их образования. Тем не менее, в "Классификацию и диагностику почв России" [14] было введено определение корково-подкоркового гор. ЛКЬ. Однако в следующем издании его статус был понижен, так как выяснилось, что в самых аридных почвах России — бурых (полупустынных) и некоторых корковых солонцах [18] обнаруживается минимальный вариант этого горизонта, соответствующий уровню признака [ак1], названного вложенным корково-подкорковым микропрофилем. Срединный горизонт в почвах засушливых областей России был отделен от других срединных ме-
Таблица 1. Характеристика условий формирования крайнеаридных почв
№ разреза Координаты, высота над ур. м., элемент рельефа, возраст Почвообразующие породы (мощность почвенных профилей) Содержание солей, гипса, карбонатов
3-06 4-06 5-06 N 43°42'53.2"; Е 79°25'29.1"; Н 615 м, фаналлювиальная поздне-голоценовая равнина, гаммада N 43°42'44.8"; Е 79°22'21.1"; Н 595 м, фаналлювиальная средне-голоценовая равнина, гаммада N 43°43'33.8"; Е 79°16'49.2"; Н 622 м, останец раннеголоценовой террасы в нижней части подгорной равнины, гаммада Пролювиальные засоленные щебнисто-суглинистые (25 см) Пролювиальные незасоленные суглинистые с шестоватым гипсом (25 см) Пролювиально-делювиальные, подстилаемые неогеновыми отложениями (15 см) Засоление с поверхности. С02 карб. 3—5%; гипс от 0.1 до 8.9% Не засолена по профилю. С02 карб. 3%, гипс от 0.2 до 27% Сильное засоление с поверхности. С02 карб. 1—3%, гипс от 12 до 34%
таморфических горизонтов как ксерометаморфи-ческий ВМК [14, 30]. Он характеризуется определенным набором свойств, но генезис его остается не вполне ясным.
В легенде к карте ФАО [47] аридные почвы были разделены на Ксеросоли и Йермосоли (yermo — пустыня, исп.), в последующих и последнем вариантах международной классификации WRB [59, 60] собственно "аридные" свойства почв отражаются на более низких уровнях: в первом и втором изданиях ([57] и [58]) имелись горизонт йермик и признак аридик; в третьем варианте [59] горизонт переведен на уровень признака. Поскольку почвы самых аридных регионов содержат гипс, как правило, в количествах, достаточных для выделения горизонта гипсик, то они отнесены к Гипсисолям, которые в варианте 2014 г. характеризуются дополнительными квалификаторами (суффиксами) йермик или аридик. Напомним, что горизонт или признак йермик диагностируются по наличию пузырчатой корки и пустынной мостовой в сочетании с признаком аридик, отражающим эоловые процессы, низкую гумусированность и насыщенность основаниями.
Целью исследования было выявление основных особенностей крайнеаридных почв Восточного Казахстана как примера проявления почвообразования в экстремальных условиях.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Крайнеаридные почвы гаммад изучались в высотном интервале 590—650 м над уровнем моря на подгорной равнине хребта Улькен-Богутты (рис. 1, табл. 1), на относительно низких фанал-лювиальных равнинах (разр. 3-06 и 4-06) и на более высокой поверхности, сложенной засоленными неогеновыми глинами и перекрытой гра-вийно-галечниково-песчано-суглинистым пролювием (разр. 5-06).
Почвы отличаются малой мощностью профиля (15—25 см), чрезвычайно низким содержанием
гумуса, повышенной карбонатностью в верхних горизонтах, значительной загипсованностью нижней части профиля. Поверхность покрыта слоем щебня разного состава, размера и степени окатанности, с темными матовыми пленками "пустынного загара" и частично погруженного в мелкоземистую массу.
При полевых исследованиях оказались возможным провести диагностику биологической и биогеохимической деятельности микроорганизмов на стеклах обрастания по методу наблюдения активных сообществ микроорганизмов [35]. Экспозиция стекол в почве составила 24 ч, что совпало с периодом поверхностного переувлажнения за счет обильных кратковременн
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.