ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 5, с. 515-529
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
ОСОБЕННОСТИ СОЛЕВОЙ ДИНАМИКИ В ДЛИТЕЛЬНО-СЕЗОННО-МЕРЗЛЫХ ЗАСОЛЕННЫХ ПОЧВАХ
ЮЖНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ*
© 2014 г. Т. В. Королюк
Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 109017, Москва, Пыжевский пер., 7
e-mail: korolyuktv@akado.ru Поступила в редакцию 25.07.2013 г.
Режимные наблюдения за динамикой промерзания/оттаивания почв, процессами соленакопления и солевой миграцией в почвах Иволгинской котловины Бурятии показали, что в годовом цикле солевой миграции выявлены два периода: кратковременного рассоления и длительного соленакопления. Последний фактически представляет собой слияние двух фаз: осенне-зимнего перемещения растворов к фронту промерзания и весеннего подтягивания оттаявших растворов к подсыхающей поверхности с последующей их концентрацией за счет десукции и испарения. Летнее рассоление в связи с незначительным количеством осадков охватывает лишь поверхностный слой и проявляется не каждый год. Таким образом, солевой режим почв котловины относится к длительно-сезонно-мерзлотному типу со сдвоенным периодом осенне-весеннего засоления и кратковременным периодом промывания в конце лета.
Ключевые слова: миграция солей, коэффициент сезонной аккумуляции солей, химизм засоления, солевой режим, деградация.
Б01: 10.7868/80032180X14050098
ВВЕДЕНИЕ
Засоленные почвы в южном Забайкалье имеют ограниченное и фрагментарное распространение. Среди таежных ландшафтов Забайкальского среднегорья они встречаются в межгорных котловинах, в которых сформировались степные и су-хостепные ландшафты с черноземными и каштановыми почвами. В соответствии с почвенно-гео-графическим районированием эти почвы относятся к фации умеренных длительно промерзающих [15].
Большая часть котловин дренируется речными долинами. В этих котловинах, в условиях резко континентального климата с большими амплитудами температур (от —27.5 в январе до 19.0°С в июле), малым количеством (около 300 мм) и ливневым характером осадков и формируются полугидроморф-ные и гидроморфные засоленные почвы.
Первые сведения о засоленных почвах в Забайкалье приведены Коротким в почвенно-бота-ническом очерке о Еравнинских степях Забайкалья [10]. Первое упоминание о солончаках в Иволгинской котловине Бурятии обнаруживается в работе Прасолова [21]. Последующие иссле-
* Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 13-0400107.
дования засоленных почв носили региональный характер. Так, в трудах Комплексной Бурят-Монгольской экспедиции СОПС и Бурят-Монгольской экспедции ВНИИГиМ приводились сведения о почвах в бассейнах рек Селенги и Уды, в работах Николаева [16, 17] и Макеева [11] — о почвах в долинах рек Иркута и Джиды, Семеновой [22] — в Еравнинской котловине. В 50-60-е годы на территории Бурят-Монгольской АССР проводились работы экспедиции Росгипроводхо-за, которые имели почвенно-мелиоративную направленность. Во второй половине 60-х годов прошлого столетия в Иволгинской котловине проводились исследования географии, характера и генезиса засоления в природных водах и почвах Иволгинской котловины, на стационарных площадках проводились наблюдения за сезонной и годичной динамикой солей в почвах и грунтовых водах [7—9, 11—13]. Было установлено, что соле-накопление в почвах котловины относится преимущественно к континентальному типу. Оно формируется в результате многолетнего накопления солей, приносимых с атмосферными осадками и выщелачиваемых из окружающих горных пород, при участии подземных минерализованных источников в зонах тектонических разломов. В 1976 г. засоленные почвы котловин Забайкалья
нашли отражение на "Карте типов химизма засоления почв СССР", составленной под редакцией Базилевич [5]. В последующие годы исследования на этой территории носили в основном эко-лого-агрохимическую направленность [22].
Вопрос о своебразии солевого режима почв Сибири был поднят в работах Н.М. Голякова, П.И. Сребрянской, Н.В. Орловского, П.И. Шав-рыгина, изучавших это явление в 1950—1960-е годы в Барабинской низменности на территории Убинской опытно-мелиоративной станции. Его особенности, отмечал Орловский [19], являются следствием длительного сезонного промерзания почв. Они проявляются: 1 — в увеличении глубины промерзания почв с севера на юг с уменьшением мощности снежного покрова; 2 — в зависимости глубины и скорости промерзания от мощности снежного покрова, осенней влажности почв и глубины грунтовых вод; 3 — в увеличении влажности мерзлого горизонта, если он находит-
1
ся в зоне капиллярной каймы ; 4 — в связи интенсивности соленакопления со скоростью и глубиной промерзания (чем быстрее и глубже идет промерзание, тем слабее соленакопление, которое сводится к перемещению солей из нижней толщи в верхнюю). Ранней весной соленакопление сменяется вымыванием солей из почвы, интенсивность которого зависит от продолжительности оттаивания. При этом в оттаявшей почве увеличивается количество карбонатов, что Вернер связывал с активизацией деятельности сульфатреду-цирующих бактерий в оттаявшей почве [3].
По характеру изменения солевых процессов в годичном цикле Орловский выделил три типа солевых режимов: 1 — безмерзлотный (Средняя Азия, юг Украины, Закавказье и др.); 2 — длитель-но-сезонно-мерзлый — для районов с глубоким промерзанием и оттаиванием в начале лета (Бара-бинская низменность); 3 — переходный тип (Алайская степь, Хакассия и др.).
Длительно-сезонно -мерзлый тип соленакопле-ния характеризуется двумя максимумами: весенним (март—апрель) и летним (июль—сентябрь), наибольшим, которые разделяет период сокращения запасов солей в почвах.
Исследования водно-солевого режима Якутии (Л.Г. Еловская, А.К. Коноровский, Д.Д. Савинов), проводившиеся в 60-е годы, показали, что этому региону свойственны специфические черты, связанные с климатическими и почвенно-географическими особенностями территории. Это, прежде всего, постоянное присутствие мерзлоты в почве, сокращающей активный слой до
1 В почвах легкого гранулометрического состава с высокой пористостью и низкой предельной полевой влагоемкостью процесс намерзания капиллярной влаги значительно уступает по интенсивности передвижению влаги в парообразном состоянии.
двух метров. Вторая особенность — приуроченность засоленных почв к долине р. Лена и Якутской древнеаллювиальной равнине, к так называемым аласам.
Своеобразие водно-солевого режима в засоленных почвах Якутии проявляется, прежде всего, в более значительном влиянии термоградиента, который вызывает зимой в лугово-чер-ноземных почвах подтягивание солей к промерзающему горизонту и их перемещение летом к горизонту мерзлоты. В результате интенсивность засоления почв летом оказывается равной или даже ниже зимней. Исследования указывают также на проявление внутрисезонной миграции, то есть на встречные потоки в профиле на фоне общей тенденции. Принимая во внимание эти особенности солевого режима почв, исследователи Якутии относят его к мерзлотному типу, сезонно-об-ратимому подтипу [4].
В соответствии с "Картой почвенно-географи-ческого районирования России" М 15 млн [15] Барабинская низменность и равнины южного Забайкалья относятся к одной почвенно-климати-ческой фации — умеренных длительно промерзающих почв, а Якутия — к фации холодных мерзлотных.
Сопоставление основных климатических показателей по Барабе, южному Забайкалью (ст. Улан-Удэ) и Якутии (табл. 1) показывает, что в этом ряду наблюдается понижение среднегодовых температур воздуха, уменьшение количества осадков и нарастание континентальности: коэффициент увлажнения уменьшается от 1.04 в Бара-бинской низменности (фация нормального увлажнения) до 0.42 в Якутии (аридная фация). Бурятия по этому показателю относится к семиаридной фации, то есть занимает промежуточное положение. Работ, посвященных изучению солевого режима почв Забайкалья, практически нет. Поэтому наши исследования в изучении динамики почв этого региона можно назвать уникальными.
Проведенные исследования показали, что засоленные почвы южного Забайкалья обладают ярко выраженным своеобразием, что проявляется в особенностях их географии, генезиса, химизма засоления и сезонно-годовой динамике солей. Последние и являются предметом обсуждения данной статьи.
Подобно солевому режиму почв Барабинской низменности солевой режим почв Забайкальских котловин относится к длительно-сезонно-мерз-лому типу, но отличаются спецификой, особенности которой были раскрыты на примере полу-гидроморфных и гидроморфных почв Иволгин-ской котловины. Отсутствие публикаций по этой проблеме побуждает нас вновь вернуться к полученным результатам и их обсуждению [7]. Знание природы и механизмов засоления почв в этих
Таблица 1. Сопоставление климатических показателей по станциям Барабинск, Улан-Удэ, Якутск (данные по [23] и расчетные)
Я
О
л и
о и
и й и
м
К
и %
Показатель Месяц Год
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII среднее сумма
Барабинск
Относительная влажность, % Осадки, мм Температура воздуха Испаряемость*, мм Коэффициент увлажнения**
Относительная влажность, % Осадки, мм Температура воздуха Испаряемость, мм Коэффициент увлажнения
82 28 -20.2 1
81 82 74 61 66 72 76 76 79 84 83 76
20 22 26 41 54 72 58 39 41 44 36
-18.4 -11.9 -0.2 9.8 16.1 18.3 15.8 9.8 1.2 -9.8 -17.1 -0.6
2 6 29 65 103 95 72 52 26 7 2
1.04 — фация нормального увлажнения (0.7—1.2) по [6] Улан-Удэ
78
6
-27.5 0
0.55 — семиаридная фация (0.5—0.7) Якутск
481
460
76 70 57 55 62 70 73 74 70 76 77 70
5 3 6 15 41 84 63 32 12 19 16
-23.5 -12.3 0.7 8.6 15.8 19.0 16.0 8.1 -0.9 -13.2 -22.9 -2.7
0 9 52 98 115 105 82 46 31 7 0
302
545
Относительная влажность, % 73 73 68 59 53 55 59 66 70 77 77 74 67
Осадки, мм 11 9 6 11 18 33 43 42 26 20 16 12 247
Температура воздуха -43.2 -35.9 -22.2 -7.4 5.7 15.4 18.7 14.8 6.2 -7.9 -28.0 -39.8 -10.3
Испаряемость, мм 16 6 1 23 80 132 141 37 53 12 0 10 571
Коэффициент увлажнения 0.43- аридная фация (0.3—0.5)
*Et = 0.0018 (25 + t) (100 —J) — эмпирическая формула H.H. Иванова, связывающая испаряемость Ет, понимаемую как испарение с открытой поверхности крупного пресноводно
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.