научная статья по теме ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ, ОБОГАЩЕННЫЕ ОРГАНИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВОМ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ, ОБОГАЩЕННЫЕ ОРГАНИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВОМ»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2010, № 11, с. 1334-1340

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

УДК 631.48

ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ, ОБОГАЩЕННЫЕ ОРГАНИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВОМ

© 2010 г. С. В. Губин, А. А. Веремеева

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, 142290, Пущино, ул. Институтская, 2 e-mail: gubin@issp.serpukhov.su Поступила в редакцию 09.03.2010 г.

Рассмотрены закономерности формирования, распространения и некоторые свойства основных осадочных почвообразующих пород северо-восточного сектора Российской Арктики и Субарктии. Большие площади здесь заняты отложениями ледового комплекса, накопившимися в позднем плейстоцене и ныне находящимися в вечномерзлом состоянии. В формировании отложений ледового комплекса активное участие принимали процессы синлитогенного почвообразования, которые привели к накоплению в материале С орг. Основные объемы органического вещества представлены в виде мелкого растительного детрита. В голоцене, в ходе термокарстовых процессов и оттаивании этих отложений, содержание С орг в их материале несколько снижается, изменяется качественный состав органического вещества. Материал профилей большинства современных почв, формирующихся на этих отложениях в условиях близкого залегания к дневной поверхности многолетней мерзлоты, унаследуют это реликтовое органическое вещество.

ВВЕДЕНИЕ

Слабая биохимическая составляющая почвенных процессов, вызванная низкой теплообеспе-ченностью, является основной причиной лито-генности многих почв Арктики и Субарктики. Высокая унаследованность свойств пород почвенными профилями здесь также связана с продолжительностью процесса почвообразования, как правило, не превышающего 10 тысяч лет, и суммарным временем развития почв, протекающего в режиме положительных температур. В оттаявшем состоянии верхние части профилей многих почв тундры и севера таежной зоны находятся менее чем 2—3 месяца в году, а их нижние надмерзлотные горизонты — менее месяца. Практически весь период оттаивания минеральные части профилей почв с мощными органогенными горизонтами развиваются в режиме температур ниже 5°С, то есть за пределом теплообеспеченно-сти, определяющей активность почвенной фауны, микрофлоры, роста корней. В этих режимах крайне медленно протекают процессы биохимической трансформации органических остатков, низка активность большинства химических процессов, минеральных трансформаций. В подобных условиях исходные показатели строения и свойств почвообразующих пород приобретают одно из ведущих значений в формировании морфологии и химических свойств развивающихся здесь почв, становятся определяющими при решении вопросов их генезиса, географии и классификации. Эти же свойства, наряду с климатиче-

скими условиями, играют решающую роль в формировании и развитии биоты районов крайнего Севера, ее реакции на изменение окружающей среды.

ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ РАЙОНА

Обширные территории Северо-Востока России занимают приморские низменности Севера Якутии. К важнейшим свойствам слагающих их отложений в тундре и на севере таежной зоны, следует отнести исходное присутствие в их материале растительного органического вещества и гумусовых соединений. Присутствие органического углерода, определение его запасов в рыхлых отложениях, почвообразующих породах, почвах полярных регионов широко рассматриваются в литературе [13—17, 19, 20]. В большинстве работ вопросы происхождения органического углерода в осадочных породах, состав органического вещества, его изменение в процессе оттаивания пород остаются слабо исследованными.

Поверхность рассматриваемых территорий, за исключением отдельных небольших горных поднятий, сложена осадками позднеплейстоценового или голоценового возраста. Последние представлены озерно-аласными отложениями — материалом плейстоценовых толщ, трансформированным в процессе термокарстовой переработки, или отложениями речного аллювия.

Таблица 1. Содержание и характеристика С орг в осадочных отложениях и почвообразующих породах различного генезиса Северо-Востока России

Возраст отложений Тип отложений С орг, % С гк/С фк С : N Морфологические формы гумуса и грубого органического вещества

МИС 1 Покровный слой 0.4- 0.8 0.5- -0.8 7.2-9.6 Мулль-модер, Модер, торф

МИС 1 Озерно-аласные 12- 0.4 0.5- 0.7 11.0-12.5 Мулль, мулль-модер, торф, древесина

МИС 1 Речной аллювий 0.6- 1.2 0.4- 0.6 Не опр. Мулль, мулль-модер, модер, торф

МИС 1 Морские 0.8- 1.5 0.5- 0.7 Не опр. Мулль, мулль-модер

МИС 2 Криопедолит 0.7- 1.5 0.5- 0.8 8.0-9.2 Мулль-модер, модер, корни

МИС 3 Криопедолит 0.6- 2.3 0.5- 1.0 8.4-9.3 Мулль-модер, модер, корни

МИС 3 Погребенная почва 1.2- 4.5 0.6- 1.1 12.4-14.5 Торф. раст. остатки, модер, мулль-модер

МИС 3 Аллювий 0.4 - -0.9 0.4- 0.7 Не опр. Модер, мулль-модер

Q2-3 Озерные 0.4- 0.8 0.5- 0.7 Не опр. Мулль-модер, модер, торф

Важной особенностью экзогенеза на рассматриваемой территории в позднем плейстоцене и голоцене является его протекание в условиях присутствия в подстилающих толщах многолетней мерзлоты и сурового климата [1, 3, 9, 10]. Это определило краткость периодов сезонного оттаивания в ходе годовых циклов, низкие положительные температуры в накапливающихся слоях в теплые периоды года, а также длительный режим низких положительных температур в таликах. В случае формирования толщ осадка в условиях развития на дневной поверхности растительного покрова, почв или привноса органического материала со стороны, эти факторы значительно сдерживали активность биохимической трансформации. Важными моментами являлись форма и скорость накопления осадка. Они определяли как состав и свойства захороняемого органического материала, так и скорость перехода его в много-летнемерзлое состояние, криоконсервацию.

Подавляющая часть приповерхностных осадочных толщ приморских низменностей сложена позднеплейстоценовыми пылеватыми или опес-чаненными суглинками с мощными полигонально-жильными льдами — отложениями ледового комплекса (ЛК), часто именуемыми едомными толщами. Общая их льдистость, включая тексту-рообразующий лед, может достигать 60—80%. Мощность толщ ЛК колеблется от 3—4 до 60—80 м, часто они залегают глубже вреза современной гидросети и являются исходной толщей, на которой протекает современное почвообразование. Отложения ЛК имеют сложные строение и генезис. Большая часть их толщ представлена криопе-долитом — материалом криосинлитогенных почв, находящимся в многолетнемерзлом состоянии. Из них полностью состоят отложения ЛК, сформированные в наиболее холодные периоды позднего плейстоцена, соответствующие морской изотопной стадии (МИС) 2 [18]. Отложения стадии МИС 3 наряду с криопедолитами включают

прослои погребенных аллохтонных, автохтонных торфяников, погребенные почвы, слои аллювия, пачки озерных отложений [3]. Содержание С орг, характеристики органического вещества, морфологические формы гумуса, присутствующие в различных по генезису слоях ЛК и других отложениях представлены в табл. 1. Особо следует подчеркнуть, что в составе криопедолитов содержание С орг, в первую очередь, определяется высоким содержанием в их материале мельчайшего (фракции пыли) полуразложившегося детрита осоково-злаковой растительности — переходные формы гумуса мулль-модер.

В начале голоцена в результате резкого увеличения глубин сезонно-талого слоя, затронувшего головы ледяных жил, произошло оттаивание верхнего слоя отложений ЛК и формирование покровного слоя. Ныне этот высокольдистый слой, достигающий мощности 2.5 м на севере таежной зоны и до 1 м в тундре, вновь находится в многолетнемерзлом состоянии. Он обладает сложным криолитологическим и морфологическим строением и включает как органическое вещество, унаследованное от позднеплейстоцено-вых отложений, так и более свежее, привнесенное в результате криогенного массообмена и миграции с растворами из профилей почв в ходе этапов раннеголоценового почвообразования. В эти периоды толща покровного слоя выполняла роль надмерзлотных горизонтов. Покровный слой как почвообразующая порода преимущественно распространен на высоких водораздельных поверхностях низменностей. На склонах, где он чаще всего удален, современное почвообразование идет непосредственно на отложениях ЛК или озерно-аласных отложениях.

В ряде районов низменностей отложения ледового комплекса подстилаются суглинистыми осадками среднего плейстоцена с мощными псевдоморфозами по вытаявшим ледяным жилам, песками или суглинками озерного или мор-

1336

ГУБИН, ВЕРЕМЕЕВА

ского происхождения. В предгорных районах толщи ледового комплекса залегают на дериватах коренных пород. Как правило, среднеплейстоце-новые и более древние осадочные породы на дневную поверхность в рассматриваемом регионе выходят редко и лишь в крутых береговых обрывах рек, озер и морских побережий. Их роль как почвообразующих пород здесь весьма ограничена. Вместе с тем их материал как составная часть принимает участие в формировании современного речного аллювия, толщ озерных осадков, отложений обширных зон морской осушки и шельфо-вой зоны арктических морей. Во всех этих отложениях также обнаружено присутствие как органического углерода, принадлежащего гумусовым соединениям, так и спорадически встречаемого грубого органического материала — прослоев или пятен торфа, растительного детрита, древесных остатков.

В значительной степени за счет трансформации материала ЛК, в условиях подозерных таликов или его переотложения при термоэрозии берегов рек или озер, формируются озерно-аласные толщи. Подозерные талики представляют толщу талых пород с температурами немного выше 0°С, в которой вытаивает как жильный, так и исходный текстурообразующий лед. В ней идет частичная трансформация свойств материала отложений ледового комплекса, в том числе и органической составляющей. Мощность подозерных таликов определяется целым комплексом условий — климатической обстановкой, составом отложений, их льдистостью, объемом содержащейся в озере воды, глубинами озера, наличием и длительностью этапов его развития. После схода озер, промерзания осадка и дальнейшего расчленения термоэрозионными процессами поверхностей днищ

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.

Показать целиком