ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2011, № 1, с. 61-68
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 630* 114.441.2: 631.445.11(470.1)
ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА СЕВЕРНОМ ПРЕДЕЛЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЛЕСА В ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
© 2011 г. Г. В. Русанова
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28
e-mail: kirienko@ib.komisc.ru Поступила в редакцию 18.03.2008 г.
Дана характеристика почв границы леса с тундрой на Приполярном Урале (хребет Западные Са-леды) и под сохранившимися островками елового леса в тундре, в бассейне р. Море-ю, вблизи побережья Баренцева моря. В почвенном покрове Приполярного Урала, на пределе распространения леса, сохранилась информация о предшествующих фазах развития. Формирование в горной тундре подзола относится к теплым периодам голоцена. Охарактеризованы двухъярусные почвы (подбуры на погребенных подзолах) бассейна р. Море-ю.
Приполярный Урал, оподзоленные подбуры, бассейн реки Море-ю, двухъярусные почвы (подбуры на подзолах).
Интенсификация промышленного освоения Севера, в том числе Урала, коренным образом изменяет экологическую обстановку, вызывает многообразные и трудно прогнозируемые последствия. Для оценки экологических нарушений необходимы фундаментальные знания о состоянии экосистем и, в частности, почвенного покрова. Особо чувствительными ко всякого рода изменениям являются почвы под лесами на пределе их распространения, в переходных между природными зонами полосах, испытавших неоднократные зональные подвижки в прошлом, а также под островками леса, сохранившимися в зоне тундры. Именно эти объекты сохраняют почвенно-гене-тическую информацию о предыдущих периодах почвообразования, необходимую для реконструкции прошлой среды и прогнозных разработок будущих изменений, с учетом цикличного характера климата [7].
О неоднократном смещении верхней границы леса на Полярном Урале, вследствие флуктуации климата в голоцене, отмечается в работе Кошка-ровой с соавторами [3]. Еловые леса с южнотаежными видами в напочвенном покрове произрастали на Полярном Урале 8500 лет назад. На территории Субарктики, в бассейне Хайпудыр-ской губы Баренцева моря, 7500-6500 лет назад простирались северотаежные леса [1]. Переме-
щения леса в голоцене происходили до субборе-ального периода, после которого установилась ерниковая тундра [5].
Целью настоящей работы является изучение процессов почвообразования на границе леса и тундры Приполярного Урала и под лесными островками в субарктической тундре.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
Изучались почвы западного и восточного склонов хребта Западные Саледы ( высота 1045 м над ур. моря, 65°20' с.ш.), между реками Нидысей и Индысей (притоки р. Косью). Почвообразование на Урале развивается на хрящевато-обломочном кислом элювии и элюво-делювии коренных пород: кислых кристаллических кварцито-хлори-товых и кварцито-серицито-хлоритовых сланцев, на хорошо дренируемых склонах [9, 10]. В верхней части таежного пояса Приполярного Урала, на высоте 500-600 м над ур. моря, произрастают лиственничные редколесья предтундрового типа с березой извилистой и рябиной в подлеске, ерником, кустарничками, мохово-лишайниково-травянистым покровом. В этих условиях развиваются почвы с морфологически выраженными (в виде белесых пятен) признаками оподзоливания. В пределах высот 600-700 м преобладают горные
(альпийские) тундры, субальпийские и альпийские луга. В поясе горных тундр почвы не образуют сплошного покрова, фрагментарно встречаются среди каменистых россыпей и останцов, под ерниково-мохово-лишайниковой, с примесью трав, растительностью.
Исследованы почвы нижней (67°57' с.ш., 59°50' в.д.) части бассейна р. Море-ю, на севере Большеземельской тундры. Рельеф исследуемого района в основном выровненный, отражает морские трансгрессии. В качестве почвообразующих пород служат ледниковые моренные суглинки, морские и флювиогляциальные пески, эоловые и аллювиальные отложения. Район характеризуется сплошным типом распространения многолет-немерзлых пород.
Равнинность ландшафта к северу от границы леса с тундрой обеспечивает очень постепенное изменение климатических условий вдоль широтного градиента. Это дает возможность сохранения островков елового леса в защищенных и хорошо дренированных условиях террас речных долин вплоть до побережья Баренцева моря. Лесной остров в бассейне Море-ю образован отдельными группами сибирской ели (Picea obovata Ledeb.) и березой извилистой (Betula tortuosa Ledeb.), с древовидными и кустарниковыми формами ивы (Salix dasiclados Wimm, S.glauca L.), можжевельника (Juniperus sibirica Burgsd.), жимолости (Lonicera caerulea L.), красной смородины (Ribes rubrum L.), ерника (Betula nana L.), а также кустарничками и травянистыми растениями. Господствующими растительными формациями в зональных ландшафтах являются мохово-кустарничковые тундры. В понижениях вдоль водотоков и по склонам оврагов, в местах накопления снега развиты кустарниковые заросли. Присутствие в составе островков типично таежных видов одноцветки (Moneses uniflora (L.), рамишии (Ramischia secunda (L.) указывает на распространение таежных лесов в теплые фазы голоцена до побережья Баренцева моря. Эта точка зрения подтверждается рядом исследований торфяников [1, 4, 6] и остатков древесины [3, 11]. Возраст деревьев не превышает 200 лет.
Названия почв даны в соответствии с [2, 13].
Для изучения генетических особенностей почв выбраны опорные разрезы, контролируемые рядом прикопок. В лаборатории "Экоаналит" Института биологии Коми НЦ УрО РАН определяли гранулометрический состав, физико-химические свойства почв по аттестованным методикам: гранулометрический состав с диспергацией и кипячением в присутствии NaOH по Качинскому,
несиликатные соединения Fe и Al в оксалатной и дитионитной вытяжках по Тамму и Джексону, обменные основания - в ацетатно-аммонийной вытяжке (рН 7), с последующим атомно-абсорб-ционным определением на Хитачи 180-60, рН - в водной и KCl вытяжках потенциометрически со стеклянным и хлорсеребряным электродами, С и N - на анализаторе ANA-1500, оптическая плотность - в оксалатной вытяжке, обменная кислотность - по Соколову.
Микроморфологическое исследование почвенных шлифов проводилось на поляризационном микроскопе МИН-8 (увеличение 70-80, николи параллельны).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Почвы Приполярного Урала
Редколесный предтундровый пояс, высота 570 м над ур. моря
Почвы отличаются монотонной бурой окраской. укороченностью профиля, сильной хрящеватостью, грубогумусовым органо-аккумулятивным горизонтом. Выветривание богатых первичными минералами пород способствует аккумуляции гидроксидов Fe, педогенному переоструктурива-нию.
В подбурах оподзоленных (Cambisols) A0 (0-10 см)-ВОТе (10-16 см)-ВШ (16-31 см)-ВС (31-45 см) переходной полосы предтундрового редколесья обнаруживаются диагностические признаки этого подтипа в горизонте BHFe в виде белесых пятен и линз, фиксируемых также в микростроении (осветленные, отмытые микрозоны, рис. 1а.
Хорошая агрегированность, аллохтонные пленки оксидов Fe и органического вещества обнаруживаются на поверхности агрегатов и стенках трещин горизонта BHF (рис. 16, в). Аккумулятивное распределение оксалатнорастворимых форм оксидов Fe и Al выявлено аналитически (табл. 1). Почвы склонов восточной (разрез 7) и западной (разрез 22) экспозиций характеризуются высокой актуальной и обменной кислотностью, низким содержанием обменных оснований, накоплением С около 2%. Оптическая плотность оксалатной вытяжки не выявляет подзолистого процесса, согласно системе классификации WRB [13].
Пятна горных тундр, высота 575 м над ур. моря
Характерными почвами горных тундр (Alpine heathland) WRB [13] являются подбуры глееватые оподзоленные (Cambisols) A0 (0-12 см)-BHFg
(12-15 cm)-BHF (15-18 cm)-BHF (18-31 см)-ВС (31-35 см), разрез 13. Очевидно, в результате продолжительного пребывания почвы в мерзлом состоянии в ней происходит периодический застой воды и как следствие - слабое оглеение, формируется более мощный слой подстилки. Микростроение горизонта АО характеризуется темно-серым до черного цветом с буроватым оттенком, изометричными и угловатыми агрегатами, фрагментами пород и растительных остатков (рис. 2а). Горизонт BHFg четко агрегирован, с Fe-пятнами и конкрециями, колломорфными гу-мусо-Fe пленками по стенкам агрегатов (рис. 26). В нижележащем горизонте ВС (рис. 2в) фиксируются зеленоватые фрагменты пород с бурым ободком из соединений аморфных оксидов Fe (продукт выветривания) и аккумуляции мелких агрегатов вокруг крупных (результат криогене-за). Профильное распределение подвижных оксидов железа имеет элювиально-иллювиальный характер (табл. 1). Аккумуляция аморфных форм алюминия происходит глубже и связана, по-видимому, с оподзоливанием почвы. Более глубокая миграция Al по сравнению с Fe объясняется подвижностью соединений Al в более широком интервале значений рН и связью Al с наиболее подвижными низкомолекулярными комплексами гумусовых веществ. Анализ оптической плотности указывает на наличие подзолистого процесса, согласно системе классификации WRB. Железистые пятна и хлопья - признаки слабых глеевых процессов, способствующих дестабилизации профиля. Подбур глееватый оподзоленный имеет растянутый, дифференцированный по железу профиль. Сизо-белесые пятна в верхней части являются следствием как элювиально-глеевого выноса, так и оподзоливания. Признаки подвижности тонкодисперсной массы - гумусо-желези-стые пленки на скелетных частицах и агрегатах в горизонте BHFg подтверждают проявление Al-Fe-гумусового процесса в этой почве.
В поясе горных тундр с криогенными пятнами, в которых происходит вымораживание щебня на поверхность, под редкими фрагментами растительного покрова формируются карликовые ил-лювиально-гумусовые подзолы (Dwarf Podzols). Горизонт АО (0-1.5 см), черная (10R2/1) рыхлая подстилка, пронизанная корнями. В микростроении наблюдаются округлые агрегаты, сформированные из фрагментов растительных тканей, и желто-коричневая аморфная плазма. Горизонт E (1.5-2.5 см) буровато-серый (5YR5/2) легкий суглинок, с пластинчатыми и округлыми микроагрегатами, пленками на скелетных зернах, и признаками криотурба
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.