ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 7, с. 792-803
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.44:551.435.122:504.53.054:553.982:550.812
ПОЧВЫ СЕВЕРО-ЗАПАДА БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОЙ ТУНДРЫ
(БАССЕЙН р. ОРТИН)*
© 2004 г. Г. В. Русанова, С. В. Денева, В. В. Канев
Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, 167610, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28
Поступила в редакцию 07.02.2003 г.
Приведена детальная характеристика почв бассейна р. Ортина (северо-запад Большеземельской тундры), определено их классификационное положение, дана оценка влияния свойств почв на состояние биоразнообразия. Отмечены различия в проявлении процессов почвообразования в почвах под реликтовыми островками елового леса и тундровыми сообществами.
ВВЕДЕНИЕ
Состояние почвенного покрова является одним из факторов, определяющих биоразнообразие растительных сообществ, сохранение которого признано главной проблемой современности. Деградация тундровых почв, имеющая тенденцию к усилению в последнее время изменение физико-химических параметров почв, вызывают исчезновение многих растений и замену их другими, адекватными изменившимся условиям. Поэтому изучение формирования криогенных почв, их физико-химических свойств, обеспечивающих условия обитания растений, является особенно актуальным.
Несмотря на длительную историю исследований почв тундровой зоны, к настоящему времени лучше изучен Азиатский сектор. Особенности почв субарктической тундры Восточно-Европейского сектора детально рассмотрены в обобщающей работе Игнатенко [8], а почв горных тундр Кольского п-ва и Полярного Урала освещены в монографии Таргульяна [19]. Более ранние работы [7, 12, 16, 18] посвящены различным вопросам генезиса и классификации криогенных почв. Особенности почвообразования в криогенном секторе в связи с экзогенезом рассматриваются в работе Соколова [15]. Автором подчеркивается, что преобладающими моделями почвообразования в этом секторе являются полигенетичные, синли-тогенные, криогенные и другие сложные генетические модели.
В ряде работ констатируется связь биоразнообразия растительного покрова с качеством почв, составом почвообразующих пород, гетерогенностью почвенных процессов, богатством ми-коризообразователей [21, 23, 24, 26]. Уменьшение биоразнообразия связано с антропогенным
воздействием как на растительный, так и почвен-
*
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ,
грант < 99-04-48621.
ный покров [4-6, 10, 28]. Главная роль в поддержании биоразнообразия принадлежит почвенному органическому веществу, благодаря многостороннему его воздействию не только на процессы почвообразования, но и на функционирование экосистем. Почва в экосистеме играет трансфор-мационно-трофическую роль, а не только субстратную роль [17].
Целью данной статьи является характеристика морфогенетических особенностей практически неизученных почв северо-западной части Большеземельской тундры (бассейн р. Ортина), определение их классификационного положения и оценка влияния свойств почв на состояние биоразнообразия растительных сообществ.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследованы почвы северной границы подзоны южных гипоарктических тундр, в западной части Большеземельской тундры (бассейн р. Ортина), вблизи дельты р. Печора (64° с.ш. и 54° в.д.). Рельеф центральной и южной частей исследуемого района холмисто-увалистый (60-80 м над ур. м.), представляет ледниковые формы, а к северу - более выровненный (20-40 м над ур. м.), отражает морские трансгрессии. В качестве почвообразующих пород служат ледниковые моренные отложения, морские и флювиогляциальные пески. Район характеризуется островным типом распространения многолетнемерзлых пород.
Естественная растительность представлена ерниковыми сообществами, распространенными как на дренированных склонах, так и плоских водоразделах. Выпуклые дренированные участки склонов и водоразделов занимают кустарничко-вые тундры, являющиеся зональным типом северных гипоарктических тундр. Шлейфы склонов и депрессии заняты болотами, а днища лощин и нижние части пологих склонов - ивняками разнотравно-моховыми. Небольшие участки заняты
пойменными лугами. Присутствуют островки еловых лесов и березовых редколесий не только на пойме, но и на плакорных местообитаниях.
Характеристика почв дается для более распространенных группировок растительности, приуроченных к исследуемому району. Названия почв даны в соответствии с "Классификацией почв России" [9] и Атласом Арктики [3]. Аналитические исследования проводились по общепринятым методикам. Качественный состав гумуса определен по укороченной схеме Кононовой-Бельчиковой с использованием пирофосфатной вытяжки [1].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
I. Альфегумусовые почвы. В условиях свободного поверхностного и внутреннего дренажа на рыхлых отложениях легкого гранулометрического состава под тундровыми и лесными формациями (в тундре) формируются почвы, относящиеся к отделу альфегумусовых, типам под-буров и подзолов.
Подбуры. На слоистых супесчано-легкосугли-нистых породах выпуклых частей и покатых склонов возвышенностей, в пятнисто-бугоркова-той, с сухими бугорками тундре, под ерниково-ив-няковой лишайниково-моховой растительностью формируются слабо дифференцированные почвы - подбуры.
Разр. 38 заложен на высокой террасе р. Орти-на, выпуклой части бугра, представляющей пят-нисто-бугорковатую ерниково-ивняково-лишай-никово-моховую тундру. Мерзлота на глубине 72 см.
О(АТ), 0-7 см. Темно-бурый, рыхлый, влажный грубогумусовый слой.
BH, 7-13 см. Светло-кофейного цвета, прогу-мусированный, пористый, комковатой структуры, влажный, супесчаный.
BI, 13-42 см. Бурый, однородно окрашенный, насыщен влагой, легкосуглинистый.
ВС§, 42-72 см. Сизоватый легкий суглинок, тиксотропный, с мелкой щебенкой.
Почва: подбур глееватый.
Подбуры глееватые, сформировавшиеся на моренных отложениях, с близким залеганием мерзлоты, имеют типичный для них морфологический профиль с иллювиальными горизонтами под органно-аккумулятивным и над оглеенным тиксотропным, над мерзлотой. Супесчано-легко-суглинистые моренные отложения характеризуются преобладанием фракций мелкого песка и крупной пыли, присутствием валунов в надмерз-лотном слое (табл. 1). Содержание ила равномерно распределено в профиле, с незначительным накоплением над мерзлотой. Соотношение фрак-
ций мелкого песка и крупной пыли, заметно изменяющееся по профилю, свидетельствует об исходной неоднородности породы. Почва характеризуется высокой кислотностью, сравнительно небольшим содержанием поглощенных оснований (табл. 2). Отмечается биогенная аккумуляция поглощенных оснований в гор. О(АТ), слабый вынос и некоторое накопление над мерзлотой. Профильная дифференциация полуторных оксидов наиболее четко видна при рассмотрении данных по содержанию их аморфных (оксалатнорас-творимых) соединений. Изменение по профилю подбура этих соединений незначительное, можно отметить тенденцию к накоплению в средней части. Гор. ВН характеризуется толстыми бурыми гумусово-Бе пленками на поверхности минеральных зерен и аморфными коричневыми скоплениями в пустотах. В нижележащих горизонтах подобных иллювиальной аккумуляции гумусово-Бе-тонкодисперсной массы не отмечено.
Изменение по профилю содержания углерода и азота является убывающим: максимальное их количество отмечено в гор. О(АТ). Затем происходит резкое убывание в верхней части минеральной толщи, представленной гор. ВН, и постепенное - с глубиной. Достаточно высокое соотношение С : N свидетельствует о грубогумусовом характере органического вещества, низкой степени его разложения.
В составе группы гуминовых кислот в подбуре преобладает фракция ГК-1 (табл. 3). Фракция ГК-2, связанная в основном с кальцием, находится в незначительных количествах. С глубиной ее содержание увеличивается, особенно в легкосуглинистом, более обогащенном обменным кальцием, гор. В1. В составе группы фульвокислот наблюдается преобладание "подвижных" фракций ФК-1а, ФК-1, фракция ФК-2 сосредоточена в гор. ВН. Величина нерастворимого остатка уменьшается вниз по профилю, в то время как сумма фракций гуминовых и фульвокислот имеет большие величины в средней и нижней частях профиля, что связано с потечным характером гумуса. Отношение С гк/С фк, близкое к 1 в гор. О(АТ) уменьшается с глубиной. Для тундровых почв характерно резкое разграничение биогенно-акку-мулятивного слоя от минеральной толщи, образование в нижней части подстилки, на границе с минеральным профилем, специфического гумусового субгоризонта криогенно-коагуляционного происхождения. В последнем закрепляются продукты преобразования органических остатков, в том числе крупнодисперсные гуминовые вещества [2]. Подтягивание растворов к фронту промерзания и образование агрегатов криокоагуляцион-ного генезиса способствует сорбции гуминовых кислот на поверхности этих агрегатов в виде бурых пленок. Часть органических веществ сосредоточена в биогенных агрегатах-копролитах.
Таблица 1. Гранулометрический состав почв
Разрез Горизонт Глубина, см
38 BH 7-13
Bl 13-42
BCg 42-72
17 BHF 7-22
BH 22-34
BC 34-51
II E 51.5-55
II BHF 55-70
28 AT 4-12
BF 12-18
BC 18-29
II E 29-39
II BF 39-61
1-K BHF 13-14
BF 14-40
BC 40-50
BC 55-60
37 E 13-21
BH 21-33
27 Bg 7-24
G 36-60
12 Eg 20-29
BH 29-40
Гигроскопическая влага, %
Потеря от обработки HCl, %
Содержание фракций в процентах (размер частиц в мм)
1-0.25 0.25-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.001 <0.001
Сумма частиц
>0.01 <0.01
1.2 1.3
0.8
0.4 0.8 0.5 0.4 1.2
0.8 0.4 0.4 0.4 0.3
Не опр.
»
»
»
0.2 1.0
2.8 2.9
Подбур глееватый
0.8 0.6 1.1
11
8 9
62 44 51
11
24 17
4 6
5
Подбур на иллювиально-железистом подзоле
0.5 0.3 0.2 0.2 2.2
13
4
5 2
10
80 84 60 91 76
2 4 30 4 7
0 1 0 0 0
Подбур на иллювиально-железистом подзоле
0.6 0.6 0.4 0.4 0.4
23 7 17 7 1
70
87 80
88 87
0 1 0 1 0
2 1 1 0 1
Подзол иллювиально-железистый
1.5 18 75 2 0
1.4 10 84 1 0
0.8 20 73 2 0
0.4 10 84 1 0
Подзол иллювиально-гумусовый
0.3 0.9
1.3 1.9
17
30
78 62
Глеезем торфянистый
20 32
20 6
1
2
12 10
Торфяно-подзол глеевый иллювиально-гумусовый
0.2 0.5
0.5 0.3
15 13
76 78
1
2
3 9
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.