ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 8, с. 932-942
= ХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.413.4(477.75)
СОСТАВ ОБМЕННЫХ КАТИОНОВ И КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВ
ГОРНОГО КРЫМА
© 2015 г. И. В. Костенко
Никитский ботанический сад, 298648, Ялта, пгт Никита e-mail: igorkostenko@ukr.net Поступила в редакцию 17.01.2014 г.
Показано, что изученные лесные и горно-луговые почвы Горного Крыма являются в той или иной степени кислыми. Количество извлекаемых из почв ионов водорода и алюминия зависело от рН экстрагирующего раствора, поэтому наибольшие значения кислотности получены при использовании сильнощелочного раствора ацетата натрия, приготовленного на 0.05 н. растворе NaOH. Применение этого экстрагента позволило определить общую обменную кислотность, общее количество экстрагируемого алюминия и общую емкость катионного обмена почв после вытеснения из нее всех кислотных компонентов. Величины этих показателей существенно превышали значения потенциальной кислотности и емкости катионного обмена, получаемых общепринятыми методами анализа. Среди кислотных компонентов в составе общей обменной кислотности гумусовых горизонтов преобладал водород, а среди минеральных — алюминий. Основными факторами, влияющими на соотношение между основаниями и кислотными компонентами в составе почвенно-поглощающего комплекса, являются гидротермические условия, состав растительности и характер почвообразующих пород.
Ключевые слова: Luvisol, Cambisols, Phaeozem, Umbrisols, обменные основания, алюминий, водород.
Б01: 10.7868/80032180Х1508002Х
Способность к обмену катионов относится к фундаментальным свойствам почв, обусловливая их физические, физико-химические, химические и агрохимические свойства [14]. Емкость поглощения и состав обменных катионов тесно связаны с основными факторами почвообразования — поч-вообразующей породой, климатом, растительностью и возрастом почвы. Влияние условий почвообразования на состав обменных катионов хорошо прослеживается в зональном аспекте на равнинах, где по мере продвижения с севера на юг можно наблюдать закономерное уменьшение в составе поч-венно-поглощающего комплекса (ППК) кислотных компонентов и увеличение удельного веса оснований по мере усиления аридности климата. В горных странах, характеризующихся наличием вертикальной зональности, следует ожидать закономерного изменения состава поглощенных катионов с увеличением высоты над уровнем моря и сменой растительных поясов. Однако на практике такие изменения трудноуловимы в связи с главенствующей ролью рельефа в горном почвообразовании. В результате денудационных процессов почвенный покров горных стран представлен сочетанием разновозрастных почв с разной мощностью профилей и соотношением горизонтов [19], что существенным образом способствует нарушению общих закономерностей зональности почвенного
покрова горных территорий. Полнопрофильные почвы, сформировавшиеся на элювиально-делювиальной коре выветривания и в наиболее полной мере отражающие в своем облике присущие конкретной территории биоклиматические условия в соответствии с принципами зональности, занимают незначительные площади в составе почвенного покрова гор [8]. Большая же часть горных склонов покрыта маломощными почвами — литосолями, развитыми на материале, относящемся к категории наносов и состоящем из смеси обломков горных пород различного литологического состава [6, 18, 19]. Все это в значительной степени нарушает закономерности пространственного распределения основных свойств горных почв, обусловливаемых влиянием биоклиматических условий, и затрудняет выявление этих закономерностей при почвенных исследованиях. Поэтому при изучении влияния биоклиматических условий на катионо-обменные свойства горных почв для закладки разрезов целесообразно подбирать наиболее развитые их виды, которые формируются на выположенных участках с крутизной склонов до 10° без явных признаков проявления склоновых процессов, с мощностью рыхлого слоя не менее 40—50 см. Если почвы сформировались на продуктах выветривания известняков, занимающих порядка 20% территории Горного Крыма [11], они должны быть
выщелочены до почвообразующих либо подстилающих пород от остаточных карбонатов, наличие которых существенно влияет на состав обменных катионов.
Горные почвы, сформировавшиеся на сиалит-ной коре выветривания, являются в той или иной степени кислыми, поэтому особое внимание при изучении состава обменных катионов уделяли определению содержания водорода и алюминия, экстрагируемых различными по силе воздействия на ППК растворами солей.
Цель работы — изучение состава обменных катионов и различных видов кислотности полноразвитых почв Горного Крыма, сформировавшихся под основными типами растительности в диапазоне высот от 100 до 1300 м над ур. м.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили в пределах макросклонов (южного и северного) и нагорий (яйл) Главной гряды, а также в западной части Внутренней гряды Крымских гор. Почвообразующими породами в местах закладки почвенных разрезов служили продукты выветривания глинистых сланцев таврической серии, верхнеюрских известняков и габбро-диабазов. Глинистые сланцы с прослоями песчаников слагают основание Крымских гор, поэтому их выходы приурочены, главным образом, к высотам до 750 м над ур. м. Верхнеюрские известняки перекрывают мощным слоем толщу глинистых сланцев и формируют основную часть хребта Главной гряды. В результате эрозионно-денудаци-онных процессов продукты выветривания известняков постоянно смещаются вниз и на значительном протяжении южного макросклона перекрывают собой выходы глинистых сланцев вплоть до береговой линии Черного моря. Из габбро-диабазов состоят лакколиты — куполообразные тела, образованные при внедрении магмы между слоями осадочных пород, что приводит к их сводообразному поднятию над интрузией. В дальнейшем слои осадочных пород разрушились и магматические породы вышли на дневную поверхность. Исследования проводили в районе выхода цепи лакколитов: гора Чамны—Бурун—хребет Урага—гора Кастель, продукты выветривания которых сформировали шлейф делювиально-пролювиальных отложений на всем протяжении южного макросклона к западу от Алушты [13].
Для закладки почвенных разрезов подбирали целинные участки пологих склонов крутизной менее 10°, мощность рыхлых отложений на которых колебалась от 40 до 150 см. Лесная растительность в местах закладки разрезов была представлена дубово-можжевеловыми и дубово-грабин-никовыми насаждениями средиземноморского типа (нижняя часть южного макросклона), сме-
шанными лесами из сосны крымской, дуба пушистого, граба, грабинника и бука в средней части южного макросклона, чистыми буковыми насаждениям в верхних частях южного и северного макросклонов и луговой растительностью на яйлах. Всего заложили около 100 разрезов, данные по которым использовали для статистической обработки результатов исследований. Материал по нескольким типичным разрезам, заложенным в контрастных гидротермических условиях на основных почвообразующих породах: продуктах выветривания известняков, глинистых сланцев и габбро-диабазов — представлен в виде таблиц и рисунков.
Климатические условия в Горном Крыму сильно варьируют, оказывая существенное влияние на интенсивность и направленность почвообразовательного процесса. В пределах обследованной территории наиболее засушливой является нижняя часть южного макросклона, характеризующаяся небольшим количеством осадков (около 600 мм/год) и средиземноморским характером их сезонного распределения с максимумом в холодное время года, а также наиболее высокой в пределах Крыма среднегодовой температурой воздуха (+12°С). Из-за малого количества осадков в теплое время года территория относится к сухой с гидротермическим коэффициентом вегетационного периода по Селянинову 0.5—0.7. С высотой количество осадков возрастает, достигая максимума на яйлах (1000—1200 мм), а среднегодовая температура снижается примерно до +6°С, что позволяет отнести горные плато к повышено и избыточно увлажненным территориям с гидротермическим коэффициентом теплого периода более 1.3. Средиземноморский тип распределения осадков характерен для всего южного макросклона вплоть до южной кромки плато, а далее на север он сменяется континентальным типом.
Территория Внутренней гряды характеризуется среднегодовой температурой около +10°С, а по количеству осадков близка к южному берегу Крыма (около 600 мм), но поскольку основное их количество выпадает в теплое время года, гидротермический коэффициент вегетационного периода здесь достигает 1.0, что несколько больше, чем в нижней части южного макросклона Главной гряды.
Таким образом, анализ гидротермических показателей территории Горного Крыма позволяет говорить о закономерном возрастании увлажненности вегетационного периода не только с увеличением высоты над уровнем моря, но и с движением на север — за счет изменения характера сезонного перераспределения осадков.
Почвенные образцы из разрезов отбирали сплошной колонкой с интервалом 5—10 см в гумусовом горизонте (в зависимости от его мощно-
Свойства лесных и луговых почв Горного Крыма
№ разреза, место закладки, высота над ур. м., растительность Глубина, см (горизонт) Ил С общ рН солевой ОК Л1 обм Нг2
% смоль(+)/кг
Почвы на продуктах выветривания известняков
1252, южный макросклон, 0-10 (ЛУ) 43 4.29 4.20 0.3 <0.1 12.6
мыс Мартьян, 112 м, дубово-грабин- 10-30 (ЛВ) 52 1.16 4.84 0.1 <0.1 6.8
никовый лес 30-60 (ВМ) 60 0.53 4.81 0.4 0.1 6.1
60-150 (ВМ) 57 0.48 6.17 <0.1 <0.1 3.5
1272, северная часть Ай-Петринской 0-10 (ЛУ) 21 4.56 4.04 1.1 0.5 16.2
яйлы, 1204 м, буковый лес 10-30 (ЛВе) 28 1.72 3.64 4.8 3.5 15.7
30-50 (Вт) 47 0.73 3.73 5.4 4.3 14.7
50-100 (ВМ) 53 0.45 3.66 6.2 4.8 14.1
100-140 (ВС) 46 0.42 3.94 1.3 0.8 6.6
1278, северный макросклон, 1118 м, 0-5 (ЛУ) 11 9.63 5.12 <0.1 <0.1 17.9
буковый лес 5-10 (ЛВе) 20 3.09 3.35 7.1 6.7 16.2
10-30 (Ве) 36 1.00 3.42 7.7 7.3 18.3
30-40 (ВМ) 50 0.85 3.84 2.9 2.2 11.3
40-70 (ВС) 35 0.55 6.84 0 0 0
1306, северная часть нижнего плато 0-10 (ЛН) 26 7.45 4.54 0.3 0.1 20.8
Чатыр-Дага, 962 м, луг 10-30 (ЛВ) 28 3.61 4.07 2.2 1.6 24.2
30-50 (ЛВт)
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.