Предмет, задачи и цели почвоведения

  Характерная особенность тундрово-глеевых почв — проявление глеевого процесса". Наиболее оглеены самая верхняя часть почвы на контакте с гумусовым горизонтом и нижняя часть профиля на контакте с горизонтом вечной мерзлоты. Такой характер оглеения связан с миграцией влаги к холодным фронтам: в зимнее время — к поверхности почвы, сильно переохлажденной, в летнее время — к горизонту постоянной мерзлоты. Оттаивающий за лето верхний слой почвы, при относительно слабом испарении, оказывается насыщенным влагой. В нем в анаэробных условиях идут процессы восстановления различных соединений и, в первую очередь, превращение окисных соединений железа в закисные формы, Внешне это выражается в появлении сизой или зеленоватой окраски, связанной с выделением фосфорнокислого закисного железа—минерала вивианита. В лучше аэрируемых участках профиля в более сухие годы частично идет окисление железа и появление гидратов окислов железа  ржавого   или  охристого  цвета. Поэтому профили тундровых почв пестры, с частым чередованием сизых и ржавых пятен, неясных — «облаковидных» очертаний. Профиль тундровой почвы включает горизонты А_о — А_g — G, С (часто с вечной мерзлотой).

  Для тундровых почв характерно повсеместное развитие криогенных явлений (мерзлотные трещины, вспучивание грунтов и др.). Вспучивание и излияние грунтов связаны с наличием в почве горизонта сохраняющейся в течение года или вечной мерзлоты, над которым создается переувлажненный слой талой почвы. Осенью, когда почвы начинают замерзать с поверхности, насыщенный водой талый слой оказывается заключенным между двумя мерзлыми слоями: нижним — постоянным и верхним — сезонным. По мере замерзания почвы сверху и увеличения в связи с этим объема верхнего горизонта талый слой оказывается в условиях все более возрастающего давления. Под влиянием давления талая жидкая почва в наиболее слабом месте (по старым корневым ходам, трещинам или в местах, где верхний мерзлый слой относительно тоньше) прорывает верхний слой и расплывается по поверхности почвы. По мере высыхания талый грунт растрескивается на полигоны, в пределах которых происходит дифференциация крупных и мелких частиц. Повторение процессов излияния грунтов приводит к периодическому перемешиванию всей массы почвы, находящейся над горизонтом вечной мерзлоты, и препятствует образованию сколько-нибудь выраженного профиля.

  Болотные  почвы. В подзоне южной тундры, лесотундры и северной тайги наряду с процессами оглеения на слабо дренированных равнинах развивается процесс торфонакопления. Основные условия развития торфонакопления (как и оглеения) — более продолжительный и теплый летний период, обеспечивающий прирост мхов, и более или менее продолжительный застой в почвенной толще влаги атмосферных осадков или близкое стояние к поверхности уровня грунтовых вод. При этих обстоятельствах большая часть пор и полостей в почве заполнена водой, проникновение воздуха внутрь почвенной толщи затруднено.

Анаэробные  условия в почве сказываются  прежде всего на характере микронаселения: исчезает группа аэробных микроорганизмов, развиваются одни анаэробы и общее количество микроорганизмов резко уменьшается.

  Господство анаэробных форм и малая численность микроорганизмов определяют особенности превращений органических и минеральных веществ в этих почвах и прежде всего торфообразова-ние, т. е. накопление на поверхности почвы вследствие замедленной гумификации и минерализации органических веществ, полуразложившихся растительных остатков.

  С изменением состава микрофлоры при  торфонакоплении изменяется и характер наземной растительности. Лишь немногие растения способны существовать в условиях затрудненного доступа в почву воздуха и при избытке влаги. Поэтому развитие болотного процесса сопровождается поселением специфической болотной растительности, приспособленной к существованию в анаэробных условиях. Так, травяно-осоковая растительность болот обычно имеет вокруг корней воздушный чехлик — аэренхиму, по которой в глубь почвы может проникать воздух.

  Почти весь кислород воздуха расходится в  поверхностном слое на разложение органических остатков, поступающих на поверхность почв при отмирании дернин и мохового покрова. Незначительное проникновение его в глубь почвы ограничивает жизнедеятельность группы аэробных микроорганизмов. Болотная растительность отличается особым химическим составом— органические вещества болотных растений богаты трудно разлагаемыми компонентами, такими, как лигнин, воска, смолы. Это также замедляет процессы гумификации и минерализации органических остатков.

  Содержание  золы в большинстве типичных болотных растений верховых болот очень низкое. В составе золы болотных растений преобладает кремнезем и очень мало оснований. Разложение растительных остатков в анаэробной среде, бедной основаниями, идет очень медленно.

  Бедность  болотных почв микрофлорой и трудная  разлагаемость растительных остатков приводят к тому, что часть ежегодно поступающих в почву органических веществ остается в полуразложившемся состоянии. Постепенно на поверхности почв образуется горизонт торфа Т. Мощность торфянистого горизонта непрерывно растет.

  При торфонакоплении значительная часть  органических соединений и входящих в состав золы минеральных элементов не возвращается в почву: биологический круговорот веществ все более и более замедляется. При интенсивном торфообразовании мощность торфяного горизонта может достигать 1,0 м и более. В таком случае нижние слои торфяной толщи выходят из сферы почвообразования и начинают выступать как органогенная почвообразующая порода (по отношению к верхним горизонтам).

  Наиболее  типичные кислые торфяно-глеевые почвы  свойственны верховым болотам таежной зоны. Верховые болота образуются за счет атмосферной влаги в условиях слабо расчлененного равнинного рельефа, на плоских водоразделах или во впадинах рельефа, на тяжелых по механическому составу породах, в условиях превышения количества осадков над испаряемостью. Иногда верховые болота имеют антропогенное происхождение: формируются на месте изреженных или вырубленных лесов.

  По  мере развития болота и увеличения мощности торфяного горизонта скорость прироста мхов возрастает, особенно в центре болота, где воды, удерживаемые в торфяном горизонте, не соприкасаются с минеральным субстратом и поэтому наименее минерализованы. За счет более быстрого прироста мхов и слоя торфа центр болота часто имеет выпуклую форму.

  Генетический  профиль торфяно-глеевой почвы  простой и состоит из двух горизонтов: торфяного Т, представленного более или менее мощным слоем бурого торфа в различных стадиях разложения (от 10 до 30%), и глеевого Г с глубины 50 см и более. Он имеет сизую окраску.

  По  мощности торфяного горизонта почвы  верховых болот делятся на торфянисто-глеевые (торфянистый горизонт Т меньше 25 см), торфяно-глеевые — с торфяным слоем мощностью 25—50 см и торфяники, в которых мощность слоя торфа более 50 см. Часто мощность торфа достигает нескольких метров. В таком случае приходится говорить уже не о почве, а об особой органогенной породе и рассматривать торфяник как геологическую породу, на которой образуется своеобразная торфяная почва, в которой в верхних горизонтах протекает гумификация и минерализация торфянистой массы.

ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ БОРЕАЛЬНЫХ

И СУББОРЕАЛЬНЫХ ЛЕСНЫХ ОБЛАСТЕЙ        

  Хвойные и смешанные леса образуют в северном полушарии широкий пояс, протягивающийся в широтном направлении через Евразию и Северную Америку. На севере он граничит с лесотундрой, на юге во внутриконтинентальном-секторе на 57—58° с. ш. — с лесостепью,  а в приокеанических секторах — с хвойно-широколиственными и широколиственными лесами суббореального пояса.

  В пределах бореальных хвойных и смешанных  лесов как в Северной Америке, так и особенно в Евразии во внутриконтиненталь-ных секторах распространена вечная мерзлота и имеются настолько засушливые области, что среди тайги появляются участки холодных степей. В этих резко континентальных- условиях формируются особые криоаридные почвы. 

  Во  влажных бореальных и суббореальных лесных областях среднегодовой коэффициент увлажнения превышает 1 . Максимум осадков выпадает летом.

  На  водопроницаемых породах и при  хорошо дренированном рельефе водный режим почв промывной. В условиях плоского рельефа, особенно на породах тяжелого механического состава, а также в понижениях рельефа легко создается временное или постоянное переувлажнение, с которым связано широкое распространение заболоченных и болотных почв.

В зависимости  от механического и минералогического  состава пород и условий дренажа в бореальных и суббореальных лесных областях формируются существенно различные типы почв . На породах легкого механического состава, богатых первичными железосодержащими минералами, распространены подбуры . На породах легкого механического состава, бедных основаниями, подбуры сменяются  железисто-гумусовыми (альфегумусовыми) подзолами.

  На  суглинистых породах, бедных основаниями, распространены подзолистые почвы: глеево-подзолистые — наиболее встречающиеся в северной тайге, типичные подзолистые — в северной й особенно в средней тайге и дерново-подзолистые — преимущественно в южной тайге. На суглинистых породах, богатых основаниями, в условиях хорошего дренажа в подзоне южной тайги и в широколиственных и хвойно-широколиственных лесах суббореального пояса появляются бурые лесные почвы (или буроземы).

  На  породах, содержащих карбонаты кальция, как в бореальных, так и в суббореальных лесах распространены дерновые остаточно-карбонатные почвы.

  В континентальных и резко континентальных  областях бореального и суббореального лесного пояса под широколиственными, а в экстраконтинентальных областях и мелколиственными лесами появляются особые почвы — серые лесные.

 Подбуры Эти почвы с альфегумусовым типом почвообразования образуются на песчаных, хрящевато-песчаных и щебневатых' породах, богатых первичными, слабо выветрелыми минералами в условиях хорошего дренажа!7 Альфегумусовый процесс проявляется наиболее ярко на продуктах выветривания пород основного состава, базальтах, т. е. на породах, богатых железосодержащими минералами. Альфегумусовый процесс развивается 
и на древних ферраллитных корах выверивания с большим содержанием гидроокислов железа в условиях прохладного влажного климата. В отличие от кислых дерновых почв, образующихся под травянистыми   растительными сообществами, подбуры образуются под сухими кустарничковыми равнинными тундрами, стланниками и хвойными лесами равнин и гор холодного и умеренно-холодного поясов Северной Америки и Евразии. Они встречаются на хорошо дренированных крутых горных склонах, в областях с легким механическим составом ледниковых и водно-ледниковых наносов.

 В условиях прохладного климата растительные остатки разлагаются медленно, часть опада находится в полуразложившемся состоянии и образует на поверхности почвы слой подстилки или грубого гумуса (А_о). Полуразложившийся опад является источником растворимых органических веществ, проникающих с осадками в почву. Образующиеся растворы имеют кислую реакцию так как в опаде хвойных пород и кустарничков недостаточно оснований для полной нейтрализации выщелачиваемых из опада и вновь синтезированных при гумификации органических кислот, которые реагируют с железо- и алюминийсодержащими почвенными минералами, частично растворяют их и образуют менее растворимые органо-металлические комплексы. Последние оседают на поверхности минеральных частиц в виде тонкой пленки. Органо-железистые соединения, оседая на поверхности минералитах частиц, склеивают их и способствуют образованию   непрочнокомковатой   или   непрочнозер-

нистой  структуры.

  Менее подвижные гуминовые кислоты  накапливаются в верхней части профиля, а более подвижные фульваты железа и алюминия перемещаются в нижнюю часть и образуют на определенной глубине гумусово-иллювиальный горизонт, который выделяется по цвету и увеличению содержания гумуса. Высокая емкость поглощения подбуров обязана большому количеству органических коллоидов.

  При невысокой зольности органических остатков, бедности их азотом, калием и сильном промачивании почв биогенные элементы (фосфор, калий, кальций) даже в наиболее сильно гумусированном горизонте накапливаются мало.

  Горизонт подбуров Ао (мощность от 3 до 20 см) сухоторфянистый, темно-коричневого цвета, сложенный полуразложившимися остатками хвои, мхов, часто густо переплетен корнями.

  А_f В_h — аккумулятивно-иллювиальный гумусовый горизонт темно-бурого или темно-коричневого цвета, с непрочной комковатой структурой, механический состав легкий — песчаный, супесчаный мощность от 15 до 30 см.

 В_h - иллювиальный альфегумусовый горизонт мощностью 20-40 и более: цвет более яркий, чем вышележащего, Коричнево-бурый, иногда охристо-бурый, структура плохо выражена, непрочная комковатая, механический состав обычно легкий.

С глубиной окраска становится все более  светлой, ржаво-охристой. На глубине около 1 м этот горизонт постепенно сменяется песчаной или хрящевато-щебневатой, бескарбонатной почвообразующей породой.