Особенности почвообразования и почвенный покров. Горные почвы
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное
Учреждение высшего профессионального образования
“Пермская государственная сельскохозяйственная академия
имени академика Д.Н.Прянишникова”
Кафедра почвоведения
Реферат
по почвоведению на тему:
”Горные почвы”
Выполнила:
студентка группы Аэ-31
специальности “Агроэкология»
Дудина И.П.
Руководитель: профессор
Дьяков В.П.
Пермь 2008
| Введение | 3 | |
| 1. | Вертикальная зональность | 4 |
| 2. | Условия почвообразования | 5 |
| 3. | Особенности почвообразовательного процесса | 7 |
| 4. | Особенности типов горных почв | 11 |
| 5. | Почвы отдельных горных областей | 21 |
| 6. | Использование и охрана | 25 |
| Заключение | 27 | |
| Библиографический список | 28 | |
Введение
Горные территории, по-видимому, осваивались первыми на земле и горное земледелие является одним из самых древних. Современное горное земледелие (включая горные долины и расчлененные низкокогорья) во многих странах имеет весьма существенное значение. Почвы горных территорий несмотря на их частую маломощность и каменистость освоены в среднем в тропическом поясе на 9%, в субтропическом поясе на 14% и в суббореальном поясе на 8%.
Целью данной работы является изучение особенностей процесса почвообразования горных почв, а также изучение их физических, физико-химических свойств. Также в данной работе рассмотрены вопросы о закономерностях распространения, классификации и диагностике горных почв.
Рассмотрены основные задачи, соответствующие данным целям:
1)Изучена закономерность формирования и распространения горных почв.
2)Рассмотрены условия почвообразования в горах, а также особенности почвообразовательного процесса горных почв.
3)Изучена классификация и основные свойства (как физические так и физико-химические) горных почв.
4)Приведены конкретные примеры горных почв различных территорий.
5)Рассмотрен вопрос об использовании горных почв и их охране.
1.Вертикальная
зональность
Особое значение в вопросах строения почвенного покрова имеют закономерности вертикальной зональности в горах. Впервые на эти закономерности обратил внимание В.В.Докучаев, который в статьях, опубликованных в 1898-1899 гг, посвященных учениям о зонах природы, выдвинул представление на примере Кавказа о вертикальной зональности почв в горах.
Под вертикальной зональностью следует понимать смену почв в зависимости от высоты местности, что связано с изменением климата и растительности.
Подобно тому, как на равнине в широтном направлении происходит смена почвенных зон, в горных районах с изменением высоты местности почвенные зоны располагаются в виде поясов.
Вертикальные почвенные зоны не являются простым повторением широтных почвенных зон. Они сильно укорочены, сжаты, а отдельные из них нередко выпадают. Это явление получило название интерференции зон. Примером интерференции может служить отсутствие в Южном Закавказье между горно-степными каштановыми почвами и горно-луговыми почвами не только горно-лесных, но и горных черноземов.
Всем горным почвам присуща укороченность профиля и его генетических горизонтов. Отличительным признаком горных почв является их скелетность – каменистость или щебнистость.
Иногда с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Примером инверсии может служить Южное Закавказье, где горные черноземы (например, Лоийской степи) залегают выше горно-лесных почв.
Случается,
одна почвенная зона внедряется в
другую, что обусловлено или экспозицией
склона, или проникновением почвенных
зон по долинам горных рек. Такое смещение
одной зоны в другую называется миграцией
почвенных зон. Примером подобной аномалии
является значительное продвижение вверх
по склонам северной экспозиции горно-лесных
почв, а по южным склонам – горно-степных.
(Герасимов И.П., 1986)
2.Условия почвообразования
Условия почвообразования в горных областях отличаются большим многообразием.
Высотная поясность характеризуется прежде всего закономерной сменой климата.
С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5° С на каждые 100 м. С увеличением высоты возрастают количество выпадающих атмосферных осадков, суммарная солнечная радиация, повышается относительная влажность воздуха.
В горном климате отмечаются более резкие контрасты в суточном и сезонном циклах, чем у соответствующих почв равнин.
Рельеф горных областей сложный. Он связан с геологической историей горных систем и особенностями слагающих их пород. Общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность и разнообразие форм. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции.
Рельеф обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации, формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимических оттоков. Процессы денудации постоянно удаляют верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, с другой – постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока. (Богатырев, Владыченский, 1988)
Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность , под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий.
С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако количество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.
Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах , что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.
В горах формируются коры выветривания в основном элювиального и реже транзитного типов ; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. В процессах выветривания возрастает, по сравнению с равнинными областями, роль физического выветривания, являющегося в горах, особенно в высокогорных районах, ведущим процессом формирования элювия.
В горных условиях, при преобладающем формировании почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах выветривания, почвообразование и выветривание неотделимы друг от друга ни во времени, ни в пространстве, толщи почвообразования и выветривания физически совпадают.
Роль рельефа в горном почвообразовании чрезвычайно велика . Ее прекрасно охарактеризовал В. В. Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах. Характер рельефа различных горных систем связан с их геологической историей и особенностями слагающих их пород, однако общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчлененность, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа.
Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции . Такой характер рельефа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравнительно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в том числе элементами питания растений, с другой - постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.
На процессы почвообразования в горах большое внимание оказывает экспозиция склонов . В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготаяние более бурное. На южных склонах в северном полушарии сильнее проявляются процессы денудации. Ниже приведена зависимость интенсивности денудации от экспозиции склонов.
Основной чертой растительности горных стран, так же как и других природных факторов, является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности . Для большинства горных систем наиболее общей закономерностью высотной поясности является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвойных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субальпийских лугов. Еще выше находится пояс низкотравных альпийских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова; выше расположен нивальный пояс - пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников.
Почвы горных областей
Горные территории характеризуются большим разнообразием природных условий, в которых развиваются различные типы почв. Для почвенного покрова гор типична быстрая и часто резкая смена в пространстве в связи с изменением биоклиматических условий. Формирование и распределение почв в горах подчиняется закону вертикальной зональности (поясности) В.В. Докучаева. Под вертикальной зональностью понимают закономерную смену почв с изменением высоты (от подножий гор к их вершинам). Нижний пояс горных почв соответствует условиям той природной зоны, на площади которой находятся горы. Число и последовательность расположения поясов в разных горных системах различны. Если горы расположены в таежно-подзолистой зоне, то образуются зоны горно-подзолистых и горно-тундровых почв. При расположении горной системы в пустынной зоне на ее склонах от подножий к вершине могут сформироваться горные сероземы, горные каштановые почвы, горные черноземы, горно-лесные и горно-луговые почвы.
Основная причина отличий климата гор от климата прилегающих равнин -- увеличение высоты местности над уровнем моря. Значительное влияние на климат оказывают широтное расположение гор, их удаленность от морей и океанов, рельеф, наличие ледников и фирновых полей. Температура воздуха с высотой падает в среднем на 5...6°С при подъеме на 1 км. Суровость климата усиливается при наличии ледников и фирновых полей на больших высотах. Количество осадков в горах увеличивается до определенной высоты, а затем уменьшается. Больше всего осадков выпадает на склонах, обращенных к влагонесущим ветрам. Особую роль играют горно-долинные и ледниковые ветры, температурные инверсии.
Горный рельеф -- рельеф с абсолютными высотами более 500 м над уровнем моря. Положительные формы рельефа -- горные хребты и цепи, нагорья, плоскогорья, плато и др., отрицательные -- межгорные впадины, котловины, долины, седловины. В горах распространены и более мелкие формы рельефа -- холмы, гряды, гребни, овраги, уступы, террасы. Для вулканических гор характерны вулканические конусы, плато. На процессы почвообразования влияют степень расчленения, относительная высота, направление горных хребтов и цепей, экспозиция склонов, ширина и ориентировка долин и др.
Основные группы горных почв по рельефу: горно-склоновые (на склонах крутизной более 10°), нагорно-равнинные (на относительно выровненных участках с уклонами менее 10°, они иногда используются в земледелии), межгорноравнинные и горно-долинные (на равнинах и склонах крутизной не более 4...5°, используются в сельском хозяйстве).
Почвообразующие породы -- элювиальные, делювиальные, коллювиальные, пролювиальные и аллювиальные отложения различного гранулометрического состава. Для них характерны каменистость, часто невысокое содержание мелкозема и небольшая мощность. В вулканических горах распространены осадки вулканического пепла, лавы и продукты их выветривания. При наличии древних и современных оледенений наблюдаются ледниковые, водное - и озерно-ледниковые наносы.
В горах выделяют пояса пустынной, степной, лесостепной, лесной, тундровой растительности. На Кавказе, Памире, Тянь-Шане, Алтае, в Саянах в высокогорьях выделяется горно-луговая зона с субальпийскими и альпийскими лугами.
Зоны и пояса горной растительности зависят от географической широты, направления хребтов, экспозиции склонов и других условий. Нижний пояс растительности близок к зональному типу прилегающей равнины, а пояса, расположенные выше, сходны с более северными равнинными. Однако полного совпадения в связи с различными гидротермическими условиями в горах и на равнинах не отмечается.
почва гора широтный пояс
Почвы гор
Особенности почвообразования в горных системах обусловлены в основном контрастами климата (изменением его в зависимости от рельефа, высоты и экспозиции склонов), денудацией, приводящей к непрерывному обновлению почв, материнскими породами. Большинство почв каменистые, маломощные, часто неполнопрофильные; преобладают примитивные почвы.
В горных системах наблюдаются различные структуры вертикальной зональности, которые объединены в 14 типов. Наиболее полно вертикальные пояса почв представлены на северных склонах Большого Кавказа. У подножья склона располагается пояс полупустынного субтропического климата, в котором преобладают сероземы. На высоте 100...200 м над уровнем моря он сменяется степным поясом с горными каштановыми почвами и горными черноземами. Примерно с высоты 300 м выделяется лесной пояс. В пределах высот 300...800 м распространены лиственные леса, под которыми развиты горные серые лесные почвы; на высоте 800...1200 м растут буковые леса с горными бурыми лесными почвами; на высоте 1200... 1800 м --хвойные леса с горными подзолистыми почвами. Выше этот пояс сменяется субарктическими (1800...2200 м) и альпийскими лугами (2200...3500 м). Под травами здесь формируются горно-луговые почвы. Горы выше 3500 м покрыты вечными снегами и льдами.
На западных склонах Кавказа, где задерживается большая часть влажных воздушных масс с Черного моря, прослеживается определенная смена почвенных зон (рис. 17).
В Южно-Сибирской горной области (горные системы Алтая, Кузнецкого Алатау, Салаира, Прибайкалья, Забайкалья, Станового хребта) выделяют степной, лесостепной, лесной (таежный), луговой и тундровый пояса. Степной и лесостепной пояса отсутствуют в горах Станового хребта и Северного Забайкалья, горно-луговой пояс встречается лишь на Алтае и в Саянах. Основные почвы -- горные черноземы, горные мерзлотно-таежные, горные луговые, горные лугово-степные, горные тундровые.
На большей части Северного Урала в поясе тундры большие площади занимают арктические пустыни, каменистые россыпи, выходы горных пород; почвы -- арктотундровые, горные тундровые, ниже -- маломощные торфянистые или перегнойные иллювиально-гумусовые почвы, а еще ниже (в таежно-лесном поясе) доминируют горные таежно-мерзлотные и своеобразные кислые неоподзоленные почвы; встречаются рендзины (дерново- и перегнойно-карбонатные почвы). Лесные кислые неоподзоленные почвы более характерны для Среднего Урала, по многим свойствам они аналогичны подбурам. В нижнем поясе на восточных склонах появляются магнезиальные солоди на элювии змеевиков. За пределы лесного пояса выходят лишь отдельные вершины с дерновыми субальпийскими почвами крупнотравных лугов. В южной части Среднего Урала появляются дерново-подзолистые почвы. На восточных склонах в полосу низкогорий по долинам заходят серые лесные почвы. На Камчатке и Курильских островах распространены преимущественно горно-лесные вулканические, горно-луговые вулканические и горно-тундровые вулканические почвы.
В горных массивах тундры преобладают лишенные почвенного покрова каменистые поля. На мелкоземистом сильнощебнистом субстрате распространены маломощные торфянисто-дерновые почвы -- аналоги арктотундровых, в средней тундре -- аналоги дерновых субарктических почв без оглеения, а в южной подзоне -- тундровые подборы. Арктотундровый тип горной зональности встречается в горах Таймыра и Северной Чукотки.
Горные подзолистые почвы маломощны? Так, под еловым лесом на Урале развиты горные подзолистые почвы следующего строения: А 0 (1...2 см)-- лесная подстилка из опади хвойных пород; А 1 -- серый горизонт мощностью до 10 см; с корнями и растительными остатками, комковатый, с дресвой и щебнем местных горных пород; А 2 -- чаще светло-серый, бесструктурный горизонт, с дресвой и щебнем, мощностью до 5 см; В или ВС -- буроватый, комковатый горизонт мощностью до 15 см, много дресвы и щебня. Мощность профиля горной подзолистой почвы редко превышает 20 см, а подзолистые почвы на равнинах имеют мощность в 10 раз больше.
Территории с горными тундровыми, горно-луговыми и горными подзолистыми почвами находятся преимущественно под пастбищами и лесами.
Горные бурые лесные почвы обеспечены питательными элементами, имеют зернисто-комковатую и комковатую водопрочную структуру, обеспечивающую им хороший водно-воздушный режим, довольно высокую емкость поглощения (30...40 мг экв / 100 г почвы), насыщены основаниями, содержат 6... 12% сульфатно-гуматного гумуса. В связи с этим продуктивность лесных насаждений на бурых лесных почвах высокая. Однако при неправильном лесопользовании (рубка сплошными лесосеками, трелевка вдоль склона) или сведении леса возникает водная эрозия. Эти почвы используются и в сельском хозяйстве, на них выращивают зерновые, овощные, технические и плодовые культуры.
Горные коричневые, горные черноземы и горные каштановые почвы выборочно, но интенсивно осваивают под земледелие. На них выращивают зерновые и овощные культуры, сады. На коричневых почвах в основном возделывают цитрусовые, виноград и плодовые. На горных красноземах и желтоземах размещают те же культуры, а также чайные плантации. Горно-луговые почвы, формирующиеся на высотах в основном в пределах 1800...2000 м и выше, в условиях короткого и холодного лета, продолжительной и очень холодной зимы, имеющие в горизонте А слаборазложившийся «сырой» гумус (10...20%), крайне редко используют в сельском хозяйстве, главным образом в качестве пастбищ для овец.
Освоение горных почв ограничивается сложной структурой рельефа, фрагментарным распространением почв, каменистостью, малой мощностью многих почв. К тому же при хозяйственной деятельности резко усиливаются смыв почв, селевые потоки, оползни, снежные лавины. Следовательно, при освоении горных почв обязательно следует предусматривать особую противоэрозионную организацию территории. В низкогорьях и предгорьях рекомендуются плантажная обработка почв, террасирование склонов, почвозащитные севообороты, полосное земледелие. Особую роль приобретают упорядочение лесозаготовительных работ, строгое регулирование рубок, запрещение рубок на крутых склонах, посадка леса. На пастбищах необходимо регулирование выпаса скота.
Равнинные внутригорные и подгорные территории успешно используют в сельском хозяйстве. В благоприятных климатических условиях для выращивания ценных пищевых и технических культур удаляют камни и щебень из мелкозема.
Вопорс 83
Лекция 26. Почвы горно-лесных ландшафтов и речных пойм.
1. Особенности почвообразования.
2. Зональность почвенного покрова.
3. Строение и свойства, особенности морфологии горных почв.
4. Специфические почвы горных стран.
5. Особенности использования и охраны.
Горные территории занимают более пятой части общей площади суши земного шара – 30,65 млн. км 2 или 21% (в нашей стране 1 / 3). Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является их поясность (вертикальная зональность), под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности (т.е. смену почв с высотой местности, что связано с изменением климата и растительности).
Почвенные зоны в горных странах, подобно равнинным территориям располагаются в виде поясов. Однако отмечаются случаи, когда с высотой местности последовательная смена почв нарушается.
Явление обратного, или «неправильного», залегания почв называется инверсией почвенных зон. Нередко одна почвенная зона внедряется в другую, что может быть обусловлено экспозицией склона или проникновением почвенных зон по долинам рек. Такое смещение одной зоны в другую, известно как миграция почвенных зон. В ряде горных стран в системе нормальных рядов зон отдельные почвенные зоны выпадают совсем.
Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий. С увеличением высоты уменьшается средняя температура воздуха (в среднем на 0,5 о С на каждые 100 м). С высотой изменяется влажность воздуха , хотя общее количество осадков с высотой возрастает до определённого предела, а затем уменьшается. Возрастает с высотой суммарная солнечная радиация , но при этом увеличивается доля прямой радиации и уменьшается рассеянной. Поглощённая радиация и радиационный баланс с высотой закономерно уменьшаются.
Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обуславливает малую мощность профиля, в сравнении с почвами равнинных территорий, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу. В горах формируются коры выветривания элювиального и реже транзитного типов, лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры выветривания аккумулятивного типа.
В горах ведущим процессом формирования элювия является физическое выветривание. При формированиии почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах выветривания, почвообразование и выветривание неотделимы ни в пространстве, ни во времени, толщи почвообразования и выветривания физически совпадают.
Чрезвычайно велика роль рельефа в горном почвообразовании, который В.В. Докучаев образно назвал «вершителем почвенных судеб».
Общими чертами горного рельефа являются очень сильная его расчленённость, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа (горные хребты, цепи, нагорья, плоскогорья, плато; межгорные впадины, котловины, долины, седловины; холмы, гряды, гребни, овраги, уступы, террасы; вулканические конусы, плато, кальдеры, маары и др.).
Господствующими видами поверхности являются склоны, крутизны и экспозиции, что обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации (размыва) и формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации определяют малую мощность почвенного профиля вследствие постоянного удаления верхних слоёв продуктов выветривания и почвообразования. При этом в процессы выветривания и почвообразования постоянно вовлекаются новые слои почвообразующих пород.
Горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются элементами питания растений, и в то же время постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.
На процессы почвообразования в горах большое влияние оказывает экспозиция склонов. В северном полушарии склоны южных и близких к ним экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, снеготаяние более бурное. На этих склонах сильнее проявляются процессы денудации. Различия в водном и тепловом режимах сказываются на растительности, а следовательно, и на почвах.
Солярная экспозиция не во всех системах влияет одинаково. Наибольшие различия в почвенном покрове склонов отмечается в горных системах умеренного или недостаточного увлажнения. В горных системах сильноувлажнённых или засушливых районов действие экспозиций затушевывается. Существенное влияние на пестроту почвенного покрова оказывает экспозиция склона по отношению к сухим или влажным, холодным или тёплым ветрам (ветровая экспозиция).
Основной чертой растительности горных стран является её распределение в соответствии с высотной поясностью. Для большинства горных систем характерна смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще всего луговых растительных сообществ.
Пояс лиственных лесов сменяется поясом тёмно-хвойных лесов, выше располагается пояс среднетравных субальпийских лугов, выше пояс низкотравных альпийских лугов, выше – субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова, выше – нивальный пояс, пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников. По мере увеличения сухости и континентальности климата на горных склонах преобладают сухостепные и полупустынные растительные сообщества.
Отличительной чертой почвообразования в горах по сравнению с равнинными территориями является неравнозначность факторов почвообразования. Резко возрастает роль рельефа , так как он определяет интенсивность процессов денудации, бокового стока, гидротермический режим почв в соответствии с экспозицией склона. Он формирует климатические особенности, а также распределение растительности. Высотная поясность обусловлена большими перепадами высот, что характерно для горного рельефа.
Влияние материнской породы в горах проявляется сильнее , так как постоянное вовлечение в почвообразование новых слоёв породы, высокая щебнистость профиля приводит к тому, что почва наследует многие свойства почвообразующей породы. Из почвообразующих пород широко распространены продукты выветривания меловых, третичных (известняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также породы магматического происхождения.
По межгорным долинам и впадинам коренные породы часто перекрыты чехлом четвертичных скелетных отложений различной мощности и мехсостава. Встречаются почвообразующие породы, содержащие водорастворимые соли, на которых формируются засолённые почвы.
Баланс почвообразования в горах формируют три составляющих : биогенная аккумуляция, механическая аккумуляция или вынос, и геохимическая аккумуляция или вынос.
Характерной чертой горного почвообразования является отсутствие участия грунтовых вод в почвообразовательном процессе. Это обуславливает интенсивный геохимический вынос веществ за счёт поверхностного стока, а также внутрипочвенного и подпочвенного бокового стока.
Общий баланс веществ в горном почвообразовании отрицательный , так как все три составляющих его сопровождаются постоянной потерей продуктов биогенеза. Специфический тип баланса веществ определяет характерные черты горных почв: почвы маломощные, имеют высокую щебнистость, плохую сортированность почвенного материала; они обогащены первичными минералами, доля вторичных минералов невелика; почвы содержат значительное количество органического вещества (15…20%) в верхней части гумусового горизонта, однако в его составе преобладают слабогумифицированные вещества, много слаборазложившихся растительных остатков.
Почвы имеют слабую дифференциацию почвенного профиля.
Почвенный покров горных стран слагается из большого многообразия почв. Здесь встречаются почвы характерные только для гор (не встречаются на равнинах) и почвы, имеющие аналогов на равнинных территориях.
К первым относятся горно-луговые, горные лугово-степные, горные тундровые.
В южных горных областях распространены несколько типов почв, характерных только для гор. Это бурые лесные почвы, коричневые почвы сухих субтропиков, краснозёмы и желтозёмы влажных субтропиков.
Бурые лесные почвы не образуют сплошной зоны. Они распространены на склонах гор южных районов под широколиственными (дуб, граб, каштан) и хвойными (ель, пихта, кедр, лиственница) лесами в умеренно тёплых и влажных приокеанических областях суббореального пояса (на предгорных равнинах) при 700…1000 мм осадков в год, занимая 0,9% территории России. Почвы образуются на продуктах выветривания известняков и глинистых сланцев, на песчаниках, реже на изверженных породах.
Профиль: А о – лесная подстилка; А 1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, тёмно-бурого цвета, с прочной зернисто-комковатой структурой и рыхлым сложением; В – переходный горизонт, бурого или светло-бурого цвета, комковато-зернистый, глыбистый с включениями камней, хряща; мощностью от 10 до 30-35 см (могут выделяться горизонты В 1 , В 2); С – кора выветривания разного механического состава (жёлтая или бурая глина или щебень и хрящ).
В настоящих бурозёмах нет признаков оподзоливания и иллювиального горизонта. Существенная черта – оглинивание профиля и биологическое накопление гумуса и некоторых оснований. Отсутствие оподзоливания при промывном водном режиме можно объяснить прочной структурой бурозёма, обеспечивающей хорошую водопроницаемость, а условия рельефа способствуют быстрому оттоку влаги. Это исключает возникновение избыточного увлажнения и, следовательно, восстановительных условий и обеспечивает сохранность в профиле железа, которое способствует прочности структуры.
При изменении растительности могут возникнуть условия переувлажнения, ведущие к восстановлению железа, а следовательно, к проявлению процесса оподзоливания. Основные процессы почвообразования: гумусонакопление, оглинивание и лессиваж.
Выделяют четыре подтипа бурых лесных почв: типичные, оподзоленные, глеевые и оподзоленные глеевые. На карбонатных породах образуются бурые рендзины – почвы аналогичные дерново-карбонатным почвам лесной зоны.
Лесорастительные свойства бурых лесных почв зависят от мощности их профиля, экспозиции склона и высоты над уровнем моря. Они очень плодородны, а насаждения на них высокопродуктивны. Они используются подсады и виноградники.
Коричневые лесные почвы развиваются в горных областях в засушливых условиях на хорошо увлажнённых склонах на высоте 1000…2000 м под лугово-степным разнотравьем с кустарниками (терновник, грабинник), под лесами из граба, дуба, арчево-фисташковыми лесами на массивно-кристаллических, плотных и рыхлых осадочных материнских породах.
Морфологический профиль : А – гумусовый горизонт, 30…40 см, тёмно- или светло-коричневы с мелкокомковато-зернистой структурой; В – оглеенный, коричневый или буро-коричневый с ореховато-комковатой структурой.
Содержание гумуса в горизонте А – 4-5%, в гор. В – 2%. Реакция по всему профилю щелочная. Выделяют типичные коричневые – с глубины 50 см наблюдается карбонат кальция; выщелоченные коричневые – карбонат кальция обнаруживается с глубины 2-го метра; карбонатные коричневые - карбонат кальция с поверхности. Максимум ила концентрируется в средней части профиля, где концентрируются и полутораоксиды. Средняя часть профиля является горизонтом интенсивного оглинивания за счёт выветривания первичных минералов. В илистой фракции присутствуют монтмориллонит и гидрослюды. Оглинивание более интенсивно идёт в типичных и выщелоченных коричневых почвах. Водный режим непромывной.
Почвы, имеющие аналогов на равнинах (им присуще меньшая мощность профиля и широкое развитие каменистых почв, чем равнинным):
Горные подзолистые и мерзлотно-таёжные;
Горные мерзлотно-таёжные карбонатные;
Горные дерновые субарктические;
Горные серые лесные;
Горные дерново-карбонатные;
Горные бурые лесные;
Горные желтозёмы;
Горные коричневые;
Горные чернозёмы;
Горные каштановые;
Горные серозёмы;
Высокогорные пустынные;
Выходы горных пород.
По условиям рельефа почвы подразделяются на три группы:
Горно-склоновые, формируются на склонах крутизной более 10 о;
Нагорно-равнинные, развиты в горах на относительно выровненных участках с уклонами менее 10 о и нередко используемые в земледелии (чернозёмы выщелоченные нагорно-равнинные);
Межгорно-равнинные и горно-долинные, развиты на равнинах и склонах с крутизной не более 4-5 о (речные террасы, делювиальные шлейфы; чернозёмы выщелоченные межгорно-равнинные).
Горно-тундровые почвы . Характерными чертами их образования являются господство низких температур, малая продолжительность безморозного и вегетационного периодов, долго сохраняющийся снежный покров.
Высшая растительность плохо развивается в таких условиях, в растительном покрове преобладают мхи и лишайники, могут встречаться мелкие кустарники. Низкие температуры обуславливают малую биологическую активность почвы и накопление слабогумифицированного органического вещества, иногда образующего сухотравяной горизонт небольшой мощности.
Почвенный профиль маломощный, 50…60 см. Почвы имеют кислую реакцию, вследствие накопления кислых продуктов разложения растительного опада, слабо насыщены основаниями. В составе гумуса преобладают фульфокислоты.
Горно-луговые и горные лугово-степные почвы образуются в условиях большого количества осадков (1000…1500 мм) под луговой разнотравной растительностью альпийского и субальпийского типов на выщелоченных продуктах выветривания плотных пород на вершинах и верхних частях склонов хребтов и гор всех экспозиций. Осадки превышают испаряемость, что обуславливает промывной тип водного режима.
Для горных лугово-степных почв почвообразующие породы менее выщелочены, тип водного режима периодически промывной.
Интенсивность проявления дернового процесса и степень гумусированности горно-луговых почв определяются характером растительности и почвообразующих пород. На карбонатных породах развиваются более мощные и гумусированные почвы. На бескарбонатных – горно-луговые почвы менее гумусированы. Развитие дернового процесса и формирование профиля в значительной степени зависит от рельефа местности.
Горно-луговые почвы альпийской зоны занимают верхний пояс низкотравных лугов, субальпийской зоны – в нижнем поясе горных лугов с высокостебельным красиво цветущим разнотравьем и составляют 0,7% территории России, и образуются при значительном количестве осадков, высокой влажности воздуха и мощной травянистой растительности. Эти условия способствуют накоплению органического вещества в почвах. Преобладание термического выветривания обусловливает формирование мелких, сильноскелетных, слаборасчленённых на горизонты почв Профиль горно-луговых почв слабо дифференцирован, маломощный, 60…70 см.
А d – оторфованная дернина, 10 см и более, бурого цвета;
А - гумусовый горизонт, тёмно-серый, 10…20см (от светло- до тёмных; в субальпийском поясе мощность до 50 см, могут быть каменистые включения и железо окисное), структура порошисто-зернистая;
В– переходный горизонт, переход постепенный 15…25 см, окраска светлее, количество каменистых включений возрастает, сильноскелетный, переходящий в кору выветривания;
С - почвообразующая порода (элювий, делювий коренных пород), жёлто-бурого цвета, 20…30см, переходит в коренную породу.
Почвы имеют малую плотность верхних горизонтов, большую влагоёмкость, высокую водопроницаемость; содержат от 8 до 20% гумуса, в составе которого много слабогумифицированных соединений, придающих ему «грубый» характер. В гумусе преобладают фульвокислоты.
В минеральной части почвы много свободных оксидов железа, образующие конкреции; имеют кислую реакцию, обусловленную наличием алюминия; слабо насыщены основаниями. Горно-луговые почвы не имеют признаков оподзоленности. Кремнекислота и полуторные окислы равномерно распределены по профилю.
Среди горно-луговых почв наиболее распространены горно-луговые типично дерновые, горно-луговые торфянистые и горно-луговые торфянисто-глеевые.
Среди многообразия горных лугово-степных почв заслуживают внимания горные лугово-степные чернозёмовидные почвы. Развиваются под субальпийской остепнённой растительностью на продуктах выветривания карбонатных пород; имеют более мощную дернину и сильнее развитый гумусовый горизонт; содержание гумуса до 20%. Они разделяются по мощности гумусовых горизонтов, оторфованности, выщелоченности, скелетности. В профиле этих почв встречаются копролиты.
Профиль :
А d – дернина, 5…10 см;
А - гумусовый горизонт, 15 см, от серовато-бурого до серовато-коричневого; содержит каменистые включения;
АС – переходный горизонт, 15…20 см, более светлый, каменистых включений больше;
С - почвообразующая порода, 20…30 см, элювий, делювий, элюво-делювий коренных пород, бурого или коричневого цвета.
Горные лугово-степные почвы имеют менее кислую реакцию (рН 5,5…7,2). Кислотность обусловлена как ионами водорода, так и ионами алюминия, более высокую ёмкость катионного обмена (от 30-35 до 70 мг-экв.), содержание гумуса в горизонте А до 10% с преобладанием гуминовых кислот.
В зоне влажных субтропиков в условиях расчленённого рельефа холмистых предгорий и низких гор (высота до 600 м) формируются краснозёмы и желтозёмы , занимая 0,6 млн. га на территории России (побережье Чёрного моря и на Ленкоранской низменности – Азербайджан).
Почвы образуются в районах с влажным и тёплым климатом со среднегодовой температурой +13-15 о С, относительной влажностью воздуха 75-80% и среднегодовым количеством осадков 2000…2500 мм. Почвообразующие горные породы представлены продуктами выветривания изверженных горных пород (андезитов, базальтов, порфиритовых туфов) и осадочных третичных отложений (глинистых и песчано-глинистых сланцев).
Растительный покров представлен широколиственными лесами из дуба, бука, каштана, граба. В подлеске - лавровишня, рододендрон. Деревья переплетены лианами.
Высокая влажность и среднегодовая температура, большое количество осадков способствуют быстрой и полной минерализации почти всего опада, распаду алюмосиликатов и выносу оснований и кремнезёма. В результате формируются почвы богатые полуторными окислами и бедные основаниями.
Профиль краснозёмов : А о – лесная подстилка или дернина, мощностью от 2-3 до 10 см; А 1 – перегнойно-аккумулятивный горизонт, серовато-тёмно-коричневый, комковато-зернистый, рыхлый с большим количеством корней, мощностью 20…25 см; В 1 – переходный, серовато-красный, комковато-ореховатый, уплотнённый; В 2 – переходный, буровато-красный с тёмными и жёлтыми пятнами, ореховатый, общая мощность переходного горизонта В 35…40 см; С – материнская порода красного цвета с железисто-марганцевыми конкрециями, светло-жёлтыми пятнами кремнезёма.
Краснозёмы содержат 40…60% окислов железа и алюминия, поэтому обладают высокой анионной поглотительной способностью (до 10-15 мг-экв/100 г почвы). Илистая фракция состоит преимущественно из каолинита и галлуазита, что обусловливает их низкую катионную поглотительную способность (10-20 мг-экв/100 г почвы). Доля обменных катионов Са 2+ и Mg 2+ составляет 15…40%, остальная часть представлена Al 3+ и H + , поэтому почвы кислые (рН 4,3-5,4). Содержание гумуса – 4…8%, в составе преобладают фульвокислоты. Почвы содержат 0,2-0,4% азота и очень бедны подвижными формами фосфора, который связывается Fe 3+ и Al 3+ .
По мощности горизонта А почвы классифицируются на слаборазвитые (мощность до 10 см), маломощные (10…20 см), обычные (более 20 см).
Желтозёмы близки к краснозёмам, но формируются на кислых продуктах выветривания сланцев и на различных суглинистых и глинистых отложениях под широколиственными лесами с участием вечнозелёных растений. Водный режим промывного типа. Желтозёмы отличаются сиаллитным характером выветривания, в составе глинистых минералов кроме каолинита встречаются иллиты и монтмориллонит. Они содержат меньше окислов железа и алюминия (25-30%), больше кремнезёма (55-65%), поэтому анионное поглощение у них небольшое (5-7 мг-экв/100 г), а катионное может достигать 20-30мг-экв/100 г. Почвы кислые, ненасыщенность основаниями колеблется от 7 до 70%, содержание гумуса от 2 до 7%, реакция почвенного раствора слабокислая (рН 5-6).
Различают желтозёмы обычные, остаточно-карбонатные (в нижних горизонтах из-за присутствия карбонатов реакция нейтральная) и неполноразвитые (каменистые, щебнистые почвы с укороченным профилем).
Лесорастительные свойства этих почв вполне удовлетворительные. Из древесных пород растут самшит, эвкалипт и др.
Эти почвы имеют большое народнохозяйственное значение, так как на них выращивают ценные субтропические культуры: чай, цитрусовые, ароматические растения. Однако почвы бедны доступными формами элементов питания растений, поэтому здесь необходимо внесение высоких доз азотных и фосфорных удобрений, калийные и органические удобрения применяют в нормальных дозах. При сельскохозяйственном использовании почвы известкуют.
Особенности использования горных почв . Горные почвы чрезвычайно подвержены процессам разрушительной водной эрозии, поэтому непременным условием их использования является проведение соответствующих противоэрозионных мероприятий .
1. В предотвращении развития эрозионных процессов важная роль принадлежит лесам , выполняющим почвозащитную функцию регуляторов стока. Поэтому в горных районах, в первую очередь, необходима постоянная охрана и систематический уход за лесными насаждениями, а также строгое нормирование и правильная организация рубок, т.е. изреживание горных лесов до полноты 0,5-0,6 не обеспечивает их почвозащитной и водоохранной роли.
2. При использовании горных почв необходимо применение агротехнических противоэрозионных мероприятий и соответствующих севооборотов. На склонах крутизной 10-12 о возможно возделывание многолетних кормовых культур, зерновых, в меньшей степени пропашных.
3. Террасирование крутых склонов под высокорентабельные культуры (цитрусовые, виноград, плодовые, чай, лавр, табак, хлопок, овощи, кукурузу, пшеницу и др.; в Южном Китае террасы создавались для рисосеяния).
4. Применение специальной почвообрабатывающей техники (тракторов, плугов, специальных комбайнов).
5. При использовании высокогорных лугов и степей, которые являются прекрасными пастбищными и сенокосными угодьями необходимо проводить:
Нормирование выпаса, чтобы не допускать перегрузки пастбищ, так как при неумеренном выпасе нарушается почвенный покров и возникает опасность развития эрозионных процессов, снижается продуктивность пастбищ, нарушается видовой состав растительных сообществ, снижается кормовая ценность угодий;
Необходимо проводить улучшение пастбищ, особенно нарушенных, путём внесения органических и минеральных удобрений, подсев трав; при коренном улучшении полностью меняют видовой состав, улучшают свойства почв.
Основная часть пастбищных угодий находится в горно-тундровой, горно-луговой и горно-степной зонах. Хорошими летними пастбищами являются альпийские луга.
Наименее освоены почвы горно-тундровой зоны (3% занято пашней, остальная территория покрыта лесом). Наиболее интенсивно используются в земледелии горные бурые лесные, горные коричневые, горные чернозёмы и горные каштановые почвы. В горно-степной зоне пашней занято10-12% территории.
Вся система рационального использования пахотных и сенокосно-пастбищных угодий горных территорий должна опираться на материалы почвенных и почвенно-геоботанических обследований (почвенные карты, картограммы эродированности, геоботаническое состояние травостоя), что позволит разрабатывать профилактические и активные мероприятия по охране и восстановлению плодородия почв конкретных участков с учётом структуры почвенного покрова, состава почвенных комбинаций.
Почвы пойм . Часть территории речной долины, периодически заливаемая талыми водами рек, называется поймой .
Главная особенность почвообразования в поймах рек – развитие поёмных и аллювиальных процессов
Поёмный процесс – это периодическое затопление почв пойменной террасы паводковыми водами. Эти процессы имеют сезонный характер и связаны с весенним снеготаянием, весенне-летним таянием ледников, выпадением ливневых муссонных дождей, которые могут затоплять пойму от нескольких часов до нескольких недель. Он оказывает разностороннее влияние на почвообразование:
Ежегодное природное орошение – важный дополнительный источник увлажнения почв к атмосферному и грунтовому;
Поёмность влияет на уровень и состав грунтовых вод; смягчает почвенный климат; влияет на направление и интенсивность микробиологических процессов в почве, что сказывается на составе и продуктивности природной растительности, солевом, биохимическом и окислительно-восстановительном режимах почв и почвенно-грунтовых вод.
Аллювиальный процесс – это принос в пойму с паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и переотложение на её поверхности взвешенных в воде частиц в виде наилка, или аллювия.
Особую роль в речных долинах играют дельтовые области, так как в них вследствие естественного развития дельтово-аллювиального процесса и накопления огромных масс аллювия, происходит постоянное мигрирование дельты, которая смещается в стороны на десятки и сотни километров.
Для аллювиального почвообразования в поймах и дельтах рек характерен ряд экологических особенностей, связанных с общей биогеохимией этих специфических ландшафтов суши:
Формирование аккумулятивной, наносной, переотложенной коры выветривания за счёт подвижных продуктов выветривания и почвообразования, поступающих со всей площади водосбора в пойму реки в виде механических и химических осадков, как из паводковых вод, так и выклинивающихся в пойме грунтовых вод;
Накопленный аккумулятивный баланс почвообразования: с речным аллювием и из грунтовых вод в пойму поступают и аккумулируются в аллювиальных почвах глинистые минералы, гумус, СаСО 3 , соединения фосфора, калия, азота, железа, марганца, микроэлементы;
Поёмный амфибиальный водный режим – при периодическом затоплении поверхности и постоянном участии грунтовых вод в почвообразовании;
Уравновешенный тепловой режим; благодаря высокой обводнённости в жарких аридных районах в поймах прохладнее, а в холодных северных районах в поймах теплее, чем на окружающей территории;
Постоянное омолаживание почвы в результате систематического вовлечения в почвообразование новых порций свежеотложенного аллювия, сопровождаемое ростом почвы вверх;
Развитие почвообразования одновременно с осадконакоплением и формированием материнской породы;
Одной из черт, отличающих почвообразование в горах, является неравнозначность факторов почвообразования в горных странах по сравнению с равнинными территориями. В горах резко возрастает влияние рельефа. Рельеф оказывает непосредственное влияние на почвообразование, определяет интенсивность процессов денудации, бокового стока, определяет гидротермический режим почв в соответствии с экспозицией склона и т.п. Он формирует климатические особенности как горной страны в целом, так и отдельных ее частей. Своеобразное распределение растительности в горных странах также тесно связано с рельефом. Наконец, вся высотная поясность, главная, определяющая черта природы горных стран, обусловлена большими перепадами высот, характерными для горного рельефа.
Влияние материнской породы на почвообразование в горах также проявляется сильнее. Относительная молодость почв, постоянное вовлечение в почвообразование новых слое породы, высокая щебнистость профиля приводит к тому, что почва наследует многие свойства почвообразующей породы.
Генезис. Горные породы маломощны, для них характерна высокая щебнистость и плохая сортированность почвенного материала. Они обогащены первичными минералами, доля вторичных минералов в них невелика. Своеобразно их гумусовое состояние. Содержание органического вещества в них велико и может достигать 15-20% и более в верхней части гумусового горизонта, однако в его составе преобладают слабогумифицированные вещества, много слаборазложившихся растительных остатков.
Характерной для горных почв общей чертой является слабая дифференциация почвенного профиля.
В горных условиях буроземы являются господствующими почвами во всем лесном поясе – и под лиственными, и под хвойными лесами. В горах процессы выноса, как было отмечено выше, компенсируются за счет поступления в почву элементов при выветривании плотной почвообразующей породы, что способствует развитию буроземообразования; интенсивность выветривания постоянно поддерживается процессами денудации.
Преобладание в верхних поясах гор гумусных слабодифференцированных почв под луговой и степной высокогорной растительностью также связано с отрицательным балансом горного почвообразования, который обусловливает маломощность, слабую дифференцированность профиля и определенную близость всех почв, формирующихся в условиях высокогорий за пределами распространения лесной растительности.
Во всем многообразии почв, слагающих почвенный покров горных стран, присутствуют как почвы, характерные только для гор и не встречающиеся на равнинах, так и почвы, имеющие аналоги на равнинных территориях. К первым относятся горно-луговые, горные лугово-степные, а также горно-тундровые почвы. В высоког8орьях особенности горных ландшафтов выражены наиболее полно и ярко, в максимальной степени проявляется специфичность горного почвообразования.
