Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка «Вепсский лес» (стр. 1 )

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка «Вепсский лес»

Магистерская диссертация

«К ЗАЩИТЕ»

Научный руководитель:

к. с.-х. н., доц.

  _________________

«___» _________2016

Заведующий кафедрой:

к. б.н., доц.

  _________________

«___» _________2016

Санкт-Петербург

  2016

Оглавление

Введение        3

Глава 1. Литературный обзор        5

Глава 2. Физико-географическое положение изучаемой территории        12

2.1 Районирование изучаемой территории        12

2.2 Климатические особенности района.        13

2.3 Геологическое строение и рельеф.        13

2.4 Гидрография и гидрогеология природного парка «Вепсский лес».        15

2.5 Почвообразующие породы.        16

2.6 Почвы и почвенный покров.        19

2.7 Растительный покров        20

Глава 3. Объекты и методы исследования        22

3.1 Объекты исследования.        22

3.2 Методы исследования.        24

Глава 4. Характеристика почв        26

4.1 Морфологическое строение        26

4.2. Почвы и растительные сообщества исследуемого участка холмисто-моренных ландшафтов Вепсского леса.        45

4.3  Химические показатели почв        54

Заключение        70

Список литературы        72

Приложение……………………………………………………………………………………..76

Введение

Объектом нашего исследования являются почвы холмисто-моренных ландшафтов природного парка «Вепсский лес». Парк находится в северной части Валдайско-Онежской возвышенности. Эта уникальная территория известна своими хвойными лесами и болотами, специфическими ландшафтами, приуроченными к конечно-моренному поясу вепсовской стадии Валдайского оледенения. Издавна внимание почвоведов привлекал почвенный покров территории конечно-моренного пояса, характеризующийся высоким разнообразием, в связи с пестротой почвообразующих пород и пересеченностью рельефа. Здесь, мы встречаем различные отделы и типы почв, часто сменяющие друг друга. Генезис и почвенная диагностика почвенных разностей этой территории долгое время считались дискуссионными.

В связи с тем, что почвенные исследования для данной территории, после появления новой классификации не проводились, то наша работа является актуальным материалом для пополнения информации о почвах северо-востока Ленинградской области и их современном состоянии.

В связи со значительной площадью, занимаемой парком, и разнообразием природных комплексов в его границах, для проведения исследований был избран конкретный участок в пределах парка – долина реки Сарки, окрестности Харагинского озера.

Территория находится в естественном ненарушенном состоянии, встречаются старовозрастные участки леса. Незначительный уровень антропогенной нагрузки на территорию дает возможность изучать почвенный и растительный покров и их естественные взаимосвязи.

Цель работы:

Изучение почв холмисто-моренных ландшафтов парка «Вепсский лес», сформированных на разных почвообразующих породах.

Для достижения поставленных целей были сформулированы следующие задачи:

изучить морфологическое строение почв, сформированных на водно-ледниковых песках, на моренных суглинках и на двучленных породах; провести типизацию  почв, встречающихся в районе исследования; определить химический, гранулометрический состав и физико-химические характеристики почв.

Актуальность работы обусловлена следующими факторами:

необходимостью актуализации информации по почвам и почвенному покрову Ленинградской области в соответствии с современными подходами к диагностике и классификации почв России; формированием базы данных по почвенным ресурсам Ленинградской области, с перспективой включения в Единый государственный реестр почвенных ресурсов России.

Новизна работы:

Впервые изучены почвы холмисто-мореных ландшафтов территории, прилегающей к Харагинскому озеру.

Выявлено генетическое разнообразие этих почв, обусловленное пестротой почвообразующих пород.

Впервые проведена типизация почв данной территории, согласно “Классификации и диагностики почв России” (2004-2008гг.).

"Исследования проведены с использованием оборудования ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества»/"Scientific research were performed at the Center for Chemical Analysis and Materials Research of Research park of St. Petersburg State University".

Глава 1. Литературный обзор

Почвенный покров Северо-Запада России отличается значительным разнообразием, которое обусловлено пестротой почвообразующих пород и форм рельефа, формирование которых связано с последним оледенением. Основной фундаментальной сводкой по почвам и почвенному покрову региона является монография «Почвы и почвенный покров Северо-Запада России» (1995), на которую мы неоднократно ссылаемся в этой работе. Специальное внимание почвам холмисто-моренных ландшафтов уделено в монографии (2004). Согласно ее данным, почвенный покров Вепсовско-Андомского округа отличается высокой пестротой, обусловленной влиянием мезорельефа, перераспределяющего влагу, двучленностью почвообразующих пород, влиянием растительного покрова. Обилие холмов, обычно небольших, создает мелкоареальный рисунок почвенного покрова. Почвенный покров характеризуется высокой контрастностью и округлой формой ареалов.

Почвы на двучленных отложениях широко распространены на севере, северо-востоке и северо-западе Русской равнины и издавна привлекали внимание исследователей, вследствие дискуссионного характера их генезиса и классификации (Апарин, Рубилин, 1975; Апарин, 1992). Среди двучленных отложений на обследованной нами территории парка «Вепсский лес» можно выделить: 1. Морены с перемытой верхней толщей (и «легкая», и «тяжелая» части содержат каменистые включения и заметной количество частиц крупного и среднего песка). 2. Отложения звонцев (верхняя часть наноса представляет собой мелкопесчаную слоистую супесь, а нижняя – пластичную глину, обе не содержат ни камней, ни крупного песка). Звонцовые отложения приурочены к наиболее высоким и крутосклонным холмам.

и (1975) в фундаментальной монографии показали основные черты строения и генезиса пород на двучленных отложениях. Так, ими отмечается, что осветленный горизонт на гранулометрическом контакте появляется в результате периодического избыточного увлажнения, приводящего к развитию восстановительных условий и процесса оглеения. Также авторы обращают внимание на типичность сильно языковатой нижней границы контактно-элювиального горизонта. Согласно современным представлениям (Турсина, 2012), эти трещины имеют палеокриогенное происхождение. В почвах они служат каналами миграции влаги и растворенных веществ. Порозность кроющего наноса значительно выше, а плотность – ниже, чем у подстилающей толщи, поэтому возникает резкая граница между двумя толщами.   (1992) делает предположение, что маломощная верхняя часть двучленных пород образовалась в результате наложения в период деградации ледника взвешенных наносов на плотную основную морену.

Почвам на двучленных породах посвящен ряд публикаций с соавторами (2011, 2012, 2015). Авторы отмечают роль процессов кислотного гидролиза, лессиважа и глееобразования в формировании профиля подзолов с двучленным строением профиля. Обращает на себя внимание сходство морфологии профилей этих почв, встречающихся в разных регионах: характерная контрастность верхней и нижней части профиля по гранулометрическому составу, белесые языки и затеки в толще красно-бурого суглинка, приуроченные к зоне литогенного контакта.

с соавторами (2015) указывают на широкую распространенность двучленных отложений в области верхнеплейстоценовых оледенений Европы. Авторы рассматривают педолитокомплексы на двучленных отложениях в области московского оледенения, однако можно увидеть много сходных черт с более молодыми осадками валдайского оледенения: высокая плотность морены, обусловленная ледниковой нагрузкой и процессами гидроконсолидации, сеть мерзлотных трещин, пронизывающих породу и т. д.

В соответствии с большинством теорий, в процессе оподзоливания происходит миграция металлоорганических комплексов, которая сопровождается формированием осветленного горизонта выноса и лежащего под ним интенсивно окрашенного иллювиального горизонта, обогащенного органическим веществом, железом и алюминием. Миграция органического вещества в иллювиальные горизонты способствует формированию пула органического углерода на глубине, где органические соединения сохраняются длительное время благодаря взаимодействию с минеральными компонентами почвы. Таким образом, количество стабилизированного органического вещества связано с количеством металлорганических комплексов и слабо окристаллизованных оксидов и гидроксидов железа и алюминия (Catoni et al., 2014). Если алюминий и железо мигрируют в составе металлоорганических комплексов, их иммобилизация в горизонте BHF может быть объяснена осаждением вследствие изменения соотношения органического углерода и металлов или микробиологическим разложением органического лиганда (Lundstrӧm et al., 2000). С 1980-х гг. существует теория неорганического коллоидного транспорта алюминия, кремния и железа, которая возникла в связи с выявлением в иллювиальных горизонтах подзолов минерала имоголита. Фармер и его соавторы (Farmer et al., 1980; Farmer and Lumsdon, 2001) полагают, что иммоголит не может осаждаться из комплексов с органическим веществом, а исключительно из протоимоголита (алюмосиликатного предшественника). В связи с этим они рассматривают протоимоголит как транспортную фазу для перемещения алюминия, железа и кремния из верхней части профиля в иллювиальный горизонт. Вместе с тем, ряд авторов отмечает, что разнообразие природных обстановок, в которых встречаются подзолы, предполагает, что процессы, которые их сформировали, не во всех случаях идентичны. Представляется более вероятным наличие нескольких процессов мобилизации и иммобилизации алюминия, железа, кремния и органического вещества, которые могут приводить к формированию подзолов, и специфическое сочетание факторов почвообразования в каждом конкретном местоположении определяет наличие и степень выраженности каждого из этих процессов (Sauer et al., 2007). Р. Гейслер с соавторами (Geisler et al., 2000) показали, что важную роль в биогеохимических циклах Al, Fe и Si играет их мобилизация в подстилке. Она происходит прямым и непрямым путем. В первом случае элементы мобилизуются за счет выветривания in situ, которому способствуют кислая реакция и высокая концентрация низкомолекулярных органических соединений, которых в постилке в 10 раз больше, чем в подзолистом горизонте. Минеральные частицы, подвергающиеся выветриванию, поступают в подстилку в результате перемешивания почвы при ветровалах, роющей деятельности фауны, а также при лесных пожарах и иногда и при участии человека.  Непрямой путь реализуется через выветривание в минеральных горизонтах и последующее поступление Al, Fe и Si в подстилку в результате капиллярного поднятия почвенных растворов и захвата корнями и гифами микоризных грибов.