Тема II. Общие закономерности ландшафтной дифференциации (стр. 5 )

Во влажных тропиках и субтропиках химическое выветривание охватывает слои земной коры в десятки метров и завершается полным разложением минералов, так как почвенные воды, обогащенные углекислым газом и большим количеством органических кислот, образующихся при быстром разложении обильных растительных остатков, обладают большой разрушительной силой. Из почв вымываются и переходят в раствор большая часть оснований и почти вся окись кремния. Накапливаются наименее подвижные продукты разложения гидроокислы железа и алюминия, которые образуют коллоидные осадки, сохраняются в почве и придают ей красный цвет. Тропические коры выветривания имеют сиаллитно-ферралитный и аллитный состав, типоморфными элементами являются - Н+, алюминий, железо, типоморфными соединениями - гидраты алюминия, железа, латериты, бокситы, каолины.

Зональность почвенного покрова и процессов почвообразования. Под почвой понимают поверхностные рыхлые накопления состоящие из минеральной части (мелкораздробленных горных пород в различной стадии выветривания) и органических масс образующихся от разложения преимущественно растительных остатков. Минеральная часть почв является источником легко растворимых (подвижных) минеральных солей, необходимых для жизнедеятельности растений. Органические остатки после своего распада, образуют специфические органические соединения (гумусовые кислоты), в том числе и растворимые в воде. Между продуктами распада неорганических и органической части происходят обменные реакции, приводящие к образованию новообразований, сохраняющихся в почве в виде твердых веществ, растворов и коллоидных смесей (органо-минеральные комплексы). Процессы разрушения как минеральной так и органической частей и обменные реакции происходят только в воде и их интенсивность определяется количеством, температурой и интенсивностью циркуляции воды. Поэтому характер почв в плакорных (водораздельных) условиях определяется средним количеством атмосферных осадков при определенных температурных условиях, т. е. является зональным. При дополнительном увлажнении (поступлении грунтовых вод вследствие их близкого залегания) возникают интразональные почвы.

Неорганическая часть почв является результатом распада горных пород, содержащих соли кремниевой кислоты - силикатов (алюмосиликатов - полевых шпатов и железомагнезиальных силикатов - оливинов, пироксенов и биотитов) и окислов кремния (80% и 20 % неорганической части почвы соответственно). К ним нужно прибавить растворимый углекислый кальций (известняковый шпат), имеющий органическое происхождение. В зависимости от конкретных климатических условий минеральная часть почв подвергается выщелачиванию. Поэтому растворимая часть почв отражает зональные условия, а нерастворимая - азональна и одинакова во всех природных зонах.

Интенсивность химического выветривания минеральной части почв зависит от длительности теплых (с температурой более 00С) и холодных периодов, от длительности сухих и влажных периодов и общего количества поступающих осадков, ибо при равных температурах разные соединения требуют разного количества воды (разных объемных соотношений). Например, для растворения единицы объема карбоната кальция при температуре 00С требуется 104 частей воды, водного сернокислого кальция (гипса) - 103 частей воды, а хлористого натрия (поваренной соли) - 3 части. Так как поступающее количество воды (осадков) зонально, зональны и процессы растворения, определяющие химических состав почвенных горизонтов. При малых количествах осадков (аридная зона) растворяются легкорастворимые хлориды (NaCl), при увеличении количества осадков - растворяются среднерастворимые соединения, например гипс (зона умеренного и достаточного увлажнения), а при систематическом увлажнении начнется вымывание труднорастворимых соединений, например углекислого кальция (зоны достаточного и избыточного увлажнения). Поэтому в гумидных зонах из верхних почвенных горизонтов вынесены все растворимые соединения, в том числе и CaCO3, и в коллоидных соединениях лесных почв преобладает водородный ион (из диссоциированной воды) и отсутствует кальций. Образующиеся при разложении растительных остатков органические кислоты придают почвенным растворам кислый характер. Агрессивные кислые почвенные воды интенсивно разрушают как минеральную часть почв, в том числе и силикаты, так и органическую. Коагуляция мелких частичек почв в этих условиях очень слабая и почвы бесструктурны или имеют мелкоплитчатую структуру, неустойчивую в воде. Почвы зон обильного увлажнения различаются повышенным содержанием гидратов окислов железа разной степени гидратации. В зависимости от степени гидратации, эти гидраты придают почвам разную окраску: от бурой (подзолистые почвы таежной зоны), желтоватой (почвы зоны широколиственных лесов умеренного пояса и субтропических лесов) до красной (красноцветные почвы тропической зоны).

Влияние разной растворимости на характер почвенного профиля отчетливо выражен в лесостепной зоне. Осадков в этой зоне выпадает меньше, чем в лесной, промываемость почв ниже, поэтому в нижних горизонтах почвенного профиля (на глубине 1.2-1.3 м) скапливаются труднорастворимые углекислые соли. На суглинистых материнских породах в почвенном поглощающем комплексе появляется кальций, который препятствует вымыванию и, тем самым, способствует накоплению органических соединений. В результате, формируются почвы, сходные с черноземами (деградированные черноземы). На песчаных отложениях сохраняются геохимические условия лесной зоны (дефицит кальция и углекислых солей, наличие в почвенном поглощающем комплексе водородного иона). Обильный растительный опад листьев и луговых трав приводит к накоплению гумуса в верхней части почвенного профиля. Но малое количество кальция, которое содержится в минеральной части почв, не хватает для нейтрализации кислот, образующихся при разложении органических остатков. Почвенные растворы кислые, происходит выщелачивание и формируются выщелоченные серые лесные почвы, сходные как с подзолистыми почвами, так и с деградированными черноземами.

По мере увеличения засушливости происходит уменьшение выщелоченности углекислого кальция и постепенный подъем горизонта его накопления к поверхности. В более низких горизонтах начинают скапливаться среднерастворимые соли (гипс). В аридных условиях, в почвах пустынь (сероземах) гипсовый горизонт может лежать на глубине 15-20 см.

В почвенном поглощающем комплексе черноземов, темно-каштановых, светло-каштановых и сероземных почв преобладает кальций. Но, по мере аридизации, его значение в накоплении органических веществ уменьшается. Это объясняется ослаблением выщелачивания легкорастворимых солей (NaCl) и диссоциированный в растворах натрий замещает в почвенном поглощающем комплексе кальций. Он способствует появлению щелочной реакции, которая наиболее выражена в сероземах. В случае почти полного замещения в почвенно-поглощающем комплексе кальция натрием почвообразование идет по солонцовому типу. Происходит ухудшение условий произрастания растительной массы, снижается ее объем и возрастает интенсивность распада органических соединений. В тех участках пустынной и полупустынной зон, где наблюдается близповерхностное залегание грунтовых вод, подъем солей, в том числе и легко растворимых, происходит интенсивнее и почвообразование идет по солончаковому типу.

Аналогичная картина зональности наблюдается в тропической зоне. От пустынь к саваннам происходит увеличение увлажнения, рост биомассы и поступления органических веществ в почву. Наличие засушливого сезона позволяет органическим веществам накапливаться в верхних горизонтах почв, и формируются сильногумусированные темные почвы саванн. При приближении к экваториальной зоне и увеличении количества осадков, несмотря на увеличение биомассы, почвы саванн постепенно переходят в слабогумусные выщелоченные ферраллитные почвы зоны влажных тропических лесов.

Таким образом, тип почвы определяется климатом и количеством поступающей органической массы, и, в соответствии с зональностью этих факторов, зонально и почвообразование. Выделяют следующие области почвообразования: полярная, бореальная, суббореальная лесная, суббореальная лугово-степная и степная, субтропическая и тропическая переменно-влажная ксерофитных лесов и саванн, субтропическая и тропическая полупустынь и пустынь, тропическая и экваториальная влажных лесов.

Область полярного почвообразования включает зоны арктических и тундровых почв.

Арктические и пустынно-арктические почвы, зональные для арктической зоны, очень маломощные (первые десятки см) со слаборазвитым гумусовым горизонтом, красновато-коричневого или оранжевого цвета, связанного с присутствием гидроокислов железа. Сформированы они под мохово-лишайниковым разреженным покровом и развиты локально, в понижениях рельефа, где может накапливаться мелкоземистый материал. Минеральная часть почв представлена грубозернистым песчано-щебнистым материалом. В составе гумуса преобладают фульвокислоты. Реакция почв нейтральная, в почвенном поглощающем комплексе преобладает кальций, он насыщен основаниями. Для этих почв характерно накопление подвижного железа, вызванного его криогенным подтягиванием и закреплением в форме малоподвижных комплексных железоорганических соединений, которые под воздействием замерзания и высыхания необратимо коагулируют. Водный режим почв непромывной. Суровый климат определяет малую роль микроорганизмов в почвообразовании, а малое количество осадков - локальное развитие солончаковых явлений.

Тундровые почвы - более влажные, торфянистые, для них характерно оглеение всего деятельного слоя. Зональными почвами тундровой зоны являются – тундровые глеевые почвы, которые подразделяются на 4 подтипа: арктундровые, тундровые глеевые типичные, собственно тундровые глеевые и тундровые глеевые оподзоленные. Верхние горизонты почвы грубогумусные и торфянистые во влажном климате и гумусовые в более континентальном. Реакция почвенного раствора меняется от кислой до слабокислой (рН 5-6). В почве содержится много полуторных окислов, особенно оксидов железа. Для этих почв характерна слабая дифференциация почвенного профиля, низкая проницаемость и слабая аэрация. Микрофлора тундровых почв близка по составу к арктической, но более обильна. Численность микроорганизмов в 1 г почвы колеблется от сотен тысяч до нескольких миллионов. Микробные процессы отличаются слабой биохимической активностью, поэтому растительные остатки разлагаются очень медленно, что ведет к их накоплению и формированию грубогумусных и оторфованных горизонтов. Невысокая зольность опада, малое содержание в нем оснований, особенно оснований кальция, неблагоприятный температурный режим, слабая аэрация определяют замедленное разложение органических остатков и образование большого количества водорастворимых органических веществ с преобладанием в составе гумусовых соединений фульвокислот.