ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 4, с. 410-423
ГЕНЕЗИС ^^^^^^^^^^^^^^
И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
УДК 631.481
СТРОЕНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ АРЕАЛА ЧЕРНЕВОЙ ТАЙГИ ЮГО-ВОСТОКА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ*
© 2015 г. С. В. Лойко1, Л. И. Герасько1, С. П. Кулижский1, И. И. Амелин2, Г. И. Истигечев1
1Томский государственный университет, 634015, Томск, ул. Ленина, 36 e-mail: s.loyko@yandex.ru 2 Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 6 Поступила в редакцию 19.03.2014 г.
Рассмотрены закономерности строения почвенного покрова северной части ареала черневой тайги, располагающейся на Томь-Яйском междуречье в диапазоне высот 170—270 м, ниже которого находятся ландшафты предгорной подтаежной провинции. Выделены три основные формы мезорельефа: плоские водораздельные поверхности, мезосклоны, преобладающие по площади, и расчленяющие их балки, а также долины ручьев. Фоновыми комбинациями почвенного покрова склонов являются мезосочетания дерново-подзолистых (светло-серых) типичных сверхглубокоосветленных почв с темно-серыми (серыми) остаточно-гумусовыми глееватыми темнокутанными почвами. С увеличением степени дренирования, при движении от водоразделов к балкам, уменьшается доля не характерных для типичной черневой тайги почв: глееватых подтипов (почти от 100% на плоских водораздельных поверхностях до 10—15% на мезосклонах) и с признаками остаточной гумусирован-ности (от 80—90 до 10—15% соответственно). Набор компонентов почвенного покрова имеет черты как типичной черневой тайги низкогорий (дерново-подзолистые сверхглубокоосветленные почвы), так и подтайги юга Западной Сибири (темно-серые и серые остаточно-гумусовые почвы).
Ключевые слова: Luvisols, черневая тайга, почвенный покров, текстурно-дифференцированные, дерново-подзолистые, темно-серые почвы, Западная Сибирь.
DOI: 10.7868/S0032180X15040061
ВВЕДЕНИЕ
В 2014 г. исполнилось 95 лет со дня рождения В.М. Фридланда, создателя учения о структуре почвенного покрова, прошедшей проверку в различных природных зонах. Несмотря на длительный период исследований структур почвенного покрова, до сих пор сохраняются обширные районы со слабой их изученностью. В одном из таких районов юга Сибири на западных наветренных макросклонах предгорий и гор Алтае-Саянской горной страны формируются своеобразные ба-рьерно-дождевые гемибореальные леса. Это оси-ново-пихтовые высокотравные бесподстилочные черневые экосистемы с реликтовыми видами растений [20, 27, 34, 53]. Они разделяются на типичные черневые леса и черневую тайгу, характеризующуюся большей ролью бореального компонента
* Исследования выполнены в рамках Госзадания Министерства образования и науки Российской Федерации (контракт № 37.901.2014/К), гранта по Постановлению Правительства Российской Федерации № 220 от 09 апреля 2010 г., по договору с Министерством образования и науки Российской Федерации № 14.В25.31.0001 от 24 июня 2013 г. (ВЮ-ОЕО-СЫМ) и при финансовой поддержке РФФИ (№ 14-04-00967_А).
во флоре. Среди бореальных и гемибореальных лесов наиболее полночленными в структурно-функциональном плане являются высокотравные леса [3, 44]. Крупнейший ареал этих лесов в России приурочен к горам и предгорьям юга Сибири.
Для черневой тайги характерна необыкновенно высокая биологическая продуктивность, а также степень преобразования почвообразующих пород [47] и микроклимата [54]. По сравнению с южной тайгой Западно-Сибирской равнины, где Abies sibirica также является одним из эдификато-ров, в черневой тайге запасы фитомассы больше в 1.5—2 раза, а запасы кальция и азота фитомассы соответственно в 1.4—1.8 и 2—2.5 раза. Ежегодно с опадом поступает в 4 раза больше кальция. Скорость разложения опада составляет 1—1.5 года [2, 45, 47]. Почвы обладают большими запасами питательных веществ, например, содержание фосфора в гумусовых горизонтах составляет 879— 1042 мг/кг, что соответствует верхнему диапазону значений для лесных почв [56].
Наибольшую долю в почвенном покрове (ПП) черневой тайги занимают дерново-подзолистые останцовые сверхглубокоосветленные почвы (по [24]), распространенные в низкогорьях и предго-
рьях. Их "особые" свойства отмечали многие исследователи, что привело к появлению региональных наименований: горно-таежные глубоко оподзо ленные; горно-таежные дерново-псевдоподзолистые; горно-лесные дерново-глубокоподзолистые лессивированные; светло-серые сильнооподзоленные; глубокооподзоленные почвы алтайской "черни" [21, 26, 38, 45, 47]. Почвы черневой тайги лишены подстилок, не промерзают зимой, важнейшей их чертой является возникновение интенсивного стока верховодки по поверхности иллювиального горизонта [18, 25-27, 36, 45, 47, 51]. По ^В [58] они относятся к Л1Ые $1а§шс Ьиу18ок (С1ау1с, Си1ашс). Этим почвам в последнее время посвящены публикации с детальным обсуждением вопросов генезиса, эволюции и классификации [57, 59, 60, 62, 63]. В нашей работе будут затронуты вопросы генезиса и строения почвенного покрова с ведущим участием этих почв.
Для почв черневой тайги решены многие общие вопросы, связанные с морфо-аналитически-ми параметрами и, в меньшей мере, функционированием [21, 25, 26, 28, 37-39, 42, 43, 45, 47]. Однако далеко не полно раскрыты причины "своеобразия" почв, не проведен межрегиональный сравнительно-географо-генетический анализ и практически отсутствуют данные о ПП. Представление о компонентном разнообразии ПП дают работы Трофимова [47] и Петрова [37, 38]. Показано, что почвообразование в черневой тайге может протекать по подзолистому и буро-земному типам. Подзолистые почвы приурочены к покровным пылевато-иловатым бурым суглинкам и глинам, доминирующим по площади и покрывающим средние и нижние части склонов. Эти отложения накапливались эоловым путем, а после переотлагались склоновыми процессами, обогащаясь обломками пород местного происхождения [4, 13, 35, 42, 52]. Буроземы тяготеют к местам распространения элювиально-делювиальных пород, лишенным покрова бурых глин.
Несмотря на распространенное мнение об однообразии ПП черневой тайги, проведенные исследования на границе Горной Шории и Кузнецкого Алатау показали значительное педоразнооб-разие: элювоземы и дерново-элювоземы, дерново-подзолистые и подзолистые, буроземы и буроземы темные, темногумусовые и серогумусо-вые почвы. В различных частях ареала черневой тайги значительно отличаются и свойства сверх-глубокоосветленных почв. Например, гумусовый профиль светло-серых почв западной части Сала-ирского кряжа имеет второй гумусовый горизонт, в котором среди гуминовых кислот доминирует первая фракция [28]. В восточной части Салаира доминирование переходит к гуминовым кислотам второй фракции [23]. Эти различия указывают на внутрирегиональную специфику генезиса
почв черневой тайги, установить которую можно путем изучения ПП экотонов, что и явилось целью данной работы. Для приближения к поставленной цели в качестве объекта исследования выбрали ПП северного экотона черневой тайги. Решали задачи по составлению факторно-генетической схемы формирования ПП, выявлению ведущих и подчиненных компонентов ПП, систематизации данных по структурам почвенного покрова и описанию их генезиса.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Почвы и ПП изучали в северной оконечности Кузнецко-Алатаусского ареала черневых экосистем, протягивающегося на север от Кузнецкого Алатау по вершине Томь-Яйского междуречья почти до 57° с.ш. [8, 30, 51]. Эта часть ареала "внедряется" по наивысшим отметкам рельефа (до 270 м) в подтаежную зону, рассекая ее и смыкаясь на севере с южнотаежными ландшафтами, формируя северный равнинно-широтный экотон между подтай-гой, южной и черневой тайгой. Сниженные части Томь-Яйского междуречья заняты зональными подтаежными сосново-мелколиственными разнотравно-злаковыми лесами на серых и темно-серых почвах в автономных условиях. При приближении к центральной области междуречья с отметками высот более 170—200 м подтаежные экосистемы сменяются черневой тайгой [8].
Почвообразующие породы представлены карбонатными покровными лёссовидными глинами и имеют регионально-выдержанную однородность свойств [35]. Для них характерно доминирование двух фракций: илистой (30—35%) и крупной пыли (40—50%). На глубине от 3—5 м и ниже залегают озерно-болотные тайгинские слабокарбонатные глины, перекрывающие продукты выветривания и дезинтеграции сланцев фундамента.
Среднегодовая температура составляет — 1.0°С, количество осадков 700—750 мм, а коэффициент увлажнения по Иванову «1.3. Почвы практически не промерзают [18], что связано с глубоким снежным покровом в 60—80 см (в многоснежные зимы >1 м). Растительность отличается от типичной черни низкогорий усилением фи-тоценотической роли Abies sibirica, уменьшением высоты и фитомассы высокотравья, обеднением комплекса неморальных реликтовых видов.
Рельеф района исследований представлен тремя основными мезоформами (рис. 1): плоскими поверхностями центральных частей междуречий первого и второго порядков; очень пологими и пологими, реже более крутыми мезосклонами, простирающимися от плоских междуречий к бровкам долин; балками и долинами ручьев с наклонными или более крутыми склонами.
Основную часть исследований выполняли на ключевом полигоне в массиве позднесукцессион-
Рис. 1. Схема ключевого полигона. Ключевые участки: I — КУ-09; II — КУ-08. Профили: АС, АВ и DE. 1 — плоские водораздельные области; 2 — мезосклоны; 3 — балки и вершины долин ручьев; 4 — контур палеоложбины; 5 — железная дорога; 6 — траншея Тр-12.
ных лесов, местами пройденных выборочными рубками последних лет. На плоском водоразделе заложили ключевой участок (КУ- 09) (100 х 100 м), для которого построили почвенно-геоморфологи-ческий профиль и создали почвенную карту с использованием цифровых методов [49, 50].
Дренируемые ложбинами верхние части ме-зосклонов изучали на участке КУ-08, для которого ландшафтно-индикационным путем составляли карту ПП. В пределах КУ-08 закладывали профиль (Пр) ЭЕ через ложбину. Для характеристики ПП нижних частей мезосклонов, залегающих между балками, проложили почвенно-геоморфо-логический профиль АС. Для детального отобра
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.