ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 5, с. 517-526
УДК 631.4
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
О ПОЧВАХ ПОЛЯРНЫХ ПУСТЫНЬ
© 2004 г. Дж. Тедроу
Университет им. Г. Рутгерса, Нью-Джерси, США Потупила в редакцию 13.03.2002 г.
Почвы полярных пустынь подвержены интенсивному воздействию криогенных процессов. В ряде случаев, эти процессы сильно нарушают генетический профиль почвы или полностью препятствуют его формированию. Основными процессами, протекающими в почвах полярных пустынь, являются образование пустынной мостовой, побурение (ожелезнение) профиля, иллювиирование пыле-вато-глинистого материала, относительно слабое внутрипочвенное выветривание минералов; в ряде почв фиксируются образование достаточно сложной многопорядковой почвенной структуры, аутигенных карбонатов, засоление почв и образование солевых поверхностных корок, а также формирование щелочных условий.
ВВЕДЕНИЕ
Существование пустынно-подобных условий (холодных пустынь) в высоких широтах - хорошо известный феномен, уже более века назад установленный работами геоботаников, геологов, климатологов и других ученых-натуралистов. История их изучения в почвенном отношении существенно короче. Основные исследования были проведены в последние десятилетия.
Большинство современных почвоведов отмечает, что в стабильных хорошо дренированных условиях высоких широт действует группа почвенных процессов, приводящая к формированию особого типа полярно-пустынных почв. Однако некоторые ученые придерживаются более старой концепции, выработанной в трудах Хогбома [30], Бланка [7], Мейнардуса [44], Кубиены [39], Смита [56] и Мак-Миллана [43], согласно которой хорошо дренированные позиции в высокоарктических широтах рассматриваются как область крайне слабого примитивного почвообразования на мелкоземистом субстрате, при котором генетический профиль почв фактически отсутствует. Эта концепция вполне справедлива для большинства свободных ото льда территорий высокой Арктики, однако наряду с такими примитивными полупочвами, в этих районах можно встретить и достаточно хорошо сформированные почвы с отчетливыми генетическими горизонтами.
ГРАНИЦЫ ВЫСОКОЙ АРКТИКИ
Данная статья посвящена прежде всего описанию процессов почвообразования в стабильных хорошо дренированных, сложенных мелкоземис-тым субстратом местообитаниях высокой Арктики. Однако прежде чем перейти к этой теме, сле-
дует определить границы высокоарктической зоны, точнее - положение ее южной границы.
В литературе описаны различные методологические подходы к определению положения этой границы. В некоторых работах высокая Арктика определена с точки зрения ее географического положения (например, вся территория к северу от 75°с.ш.). В других работах основное внимание уделено специфическим характеристикам растительных сообществ (крайняя разреженность растительного покрова или отсутствие сосудистых растений), климата, и общего пустынного вида свободных ото льда ландшафтов [1, 2, 8, 50, 53, 75 и др.]. Сложность проблемы заключается и в том, что в литературе можно встретить самые разные термины, использовавшиеся при характеристике наиболее северных участков суши Земного шара: высокая Арктика, высокий полярный пояс, полярная пустыня, холодная пустыня, холодная степь, арктическая пустыня, арктические пустоши, щебнистая пустыня, полярная тундра, пустынная тундра, пустынное каменистое поле, пус-тынно-гляциальная зона, нивальная зона, зона льда, зона вечного снега, сухая перигляциальная зона и др. Границы вышеназванных природных образований, естественно, не совпадают. Однако большинство исследователей, по-видимому, имеют сходные представления о том, что такое высокая Арктика или полярная пустыня.
Вероятно, самым первым ученым, указавшим на почти полное отсутствие растительности на Крайнем Севере, был Иджид [19], описавший в 1741 г. северную, непокрытую льдом часть Гренландии. Уорминг [75] в 1888 г. охарактеризовал эту территорию как каменистую открытую местность с единичными сосудистыми растениями. Поул [49] в 1910 г. отделил высокую Арктику от основной части тундровой зоны, проведя границу по северному пределу распространения кустарни-
180°
90
90°
0°
Рис. 1. Карта северной циркумполярной области с показом южной границы зоны полярных пустынь согласно различным авторам: 1 - [47], 2 - [38], 3 - [64], 4 - [2].
ковых зарослей. Пассарж [48] в 1921 г. выделил арктические пустыни или холодные степи к северу от основной части тундровой зоны. Первая попытка выделить наиболее северную часть суши в самостоятельный пояс на основании термического критерия была сделана в 1928 г Норденшель-дом и Мекингом [47], которые предложили выделять в качестве высокого полярного пояса территории к северу от положения изотермы 5°С для самого теплого месяца (рис. 1). Берг [4] выделил особую ледяную зону (зону вечного льда) к северу от изотермы 0°С для самого теплого месяца. Тролл и Паффен [71] разделили области высокого полярного пояса с ледниковым климатом (Гренландия, Шпицберген, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские о-ва, о. Врангеля) и области с собственно полярным климатом в пределах Канадского Арктического Архипелага (до
островов Земли Виктории и Баффиновой Земли на юге). Бовис и Барри [12] рассчитали климатические параметры для территории полярных пустынь с использованием формулы Турка (Commonwealth Agr. Bur., Tech. Commun. 53, Harpenden, UK. 1963) для определения испарения и показали, что рассчитанные показатели хорошо "укладываются" в границы полярных пустынь, выделенные Александровой [1].
Географическое разделение высокоарктических территорий в пределах североамериканского сектора проводилось Полуниным [50], Поршил-дом [51] и Бешелем [5]. Согласно этим авторам, основная часть непокрытых льдом земель к северу от 75°с.ш. может быть отнесена к полярным пустыням (или каменистым пустошам в понимании Поршилда.
Выделение зоны полярных пустынь во всей циркумполярной области было проведено Корот-кевичем [38] и Тедроу [64, 67]. Рассматриваемые ими варианты проведения южной границы этой зоны в целом совпадают. Зона полярных пустынь охватывает о-ва Королевы Елизаветы, Северную Гренландию, Шпицберген, Землю Франца-Иосифа, Северную Землю и некоторые другие острова в Сибирской части Арктики. Глазовская [24] проводит южную границу зоны полярных пустынь по 73-76° с.ш. Граница, проведенная Чарлье [14] примерно совпадает с границей, предлагаемой Глазовской (для североамериканского сектора). Согласно Александровой [1, 2], зона полярных пустынь в западном полушарии охватывает лишь северную часть о-вов Королевы Елизаветы и самую северную оконечность Гренландии. Однако границы этой зоны в евроазиатском секторе, выделенные Александровой, практически совпадают с границами, предложенными Корот-кевичем и Тедроу. Согласно Александровой [1], южная граница зоны полярных пустынь совпадает с июльской изотермой 2°С.
Особое место в истории изучения почв и растительности полярных районов занимают работы Иванова [32], Ливеровского [40] и Городкова [25]. Этими учеными было существенно расширено ранее существовавшее представление о территории к северу от лесной зоны как об области исключительно тундрово-болотного почвообразования и каменистых земель. Городков выделил пустынный почвообразующий процесс в высокой Арктике и предложил название "полярные пустыни" для этой зоны.
Климатические границы в пределах Крайнего Севера нестабильны. Еще Тихомиров [70] отмечал, что в постледниковый климатический оптимум северная граница тундровой зоны проходила значительно дальше к северу, чем в настоящее время. Реликтовые черты тундровой почвы могут присутствовать в профиле современных полярно-пустынных почв.
В книге "Разнообразие естественных экосистем..." Горячкин с соавт. [26] выделяют три широтных зоны в пределах евроазиатского сектора Арктики: полярная пустыня, тундра и лесотундра. Полярные пустыни выделены в основном в пределах островов Ледовитого океана и по северной периферии Таймырского п-ова. В этой работе показано, что состав животных сообществ зоны полярных пустынь существенно отличается от состава животных сообществ тундры. Более детально вопросы генезиса и географии почв высокой Арктики обсуждаются в работе Горячкина, Караваевой и Таргульяна [27], в которой они выделяют зону (или подзону) арктических пустынь совместно с арктической тундрой, а также зоны типичной и южной тундр и лесотундру.
В данной статье рассматриваются почвы зоны полярных пустынь. Следует отметить, однако, что в работе Тедроу [64] предложено выделять также зону субполярных пустынь, которая охватывает прибрежные территории в средней части Гренландии, части Канадского Арктического Архипелага к югу от залива Ланкастера, северный Таймыр, Новую Землю, Новосибирские о-ва и некоторые другие острова Сибирской части Арктики. Зона субполярных пустынь выделяется как переходная между высокоарктической зоной полярных пустынь и низкоарктической зоной тундр.
ДИНАМИКА ХОЛОДНЫХ (МЕРЗЛОТНЫХ) ПОЧВ
Почвы холодного климата подвержены воздействию широкого спектра криогенных процессов, связанных с низкими температурами и не встречающихся в других районах Земного шара. Разнообразие мерзлотных условий северной циркумполярной области достаточно полно отражено на недавно изданной циркумполярной карте мерзлоты и подземных льдов [11].
Одним из мощных факторов, нарушающих нормальное строение почвенного профиля в мерзлотных районах, является массовое смещение почвенного материала вниз по склону под действием комплекса криогенных процессов, включая солифлюкцию [17]. В результате перемешивания почвенного материала образуются мелкоземистые чехлы без ясных признаков генетических почвенных горизонтов. Скорость перемещения материала оценивается величинами порядка 2-10 см/год на склонах крутизной 3°-10° и зависит от крутизны склона, природы (состава) перемещаемого материла, его водонасыщеннос-ти и других факторов. Подробные описания механизмов этого смещения даны в работах Джана [34], Кинга [36], Уошборна [76], Вильямса и Смита [78], в Перигляциальных бюллетенях, публиковавшихся Географическим Институтом в г. Лодзь (Польша), трудах Международных конферен
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.