Структура почвенного покрова

История изучения структуры почвенного покрова.Характер дифференциации почвенного покрова, закономерности его строения, смена или чередование почв в пространстве всегда были важной темой изучения географии почв. Еще в трудах В. В.Докучаева отмечались две группы закономерностей строения почвенного покрова. Одна была обусловлена биоклиматическими факторами, их вариабельностью в педосфере. На обширных пространствах это приводило к образованию широтной и вертикальной поясности почвенных зон и подзон, фаций, провинций и других крупных или глобальных закономерностей строения почвенного покрова.

Вторую группу закономерностей, определяющую смену почв на небольших пространствах и обусловленную главным образом рельефом, меняющимся на территориально ограниченных пространствах, В.В.Докучаев назвал «топографией почв».

Глобальным закономерностям строения почвенного покрова В.В.Докучаев и его ученики уделяли большое внимание, поскольку это было время почвенно-географических открытий и этап мелкомасштабной инвентаризации почвенного покрова. Период крупномасштабных и детальных почвенных исследований еще не наступил.

Последующие инвентаризационные крупномасштабные и детальные почвенные исследования в нашей стране и за рубежом развили и уточнили многие положения о почвенных комбинациях, комплексах, сочетаниях, катенах, цепях и рядах почв (Ж. Булей, 1966, Ж.Обер, 1967).

Весь этот теоретический и практический генетико-картографический материал был обобщен, развит и оформлен В.М.Фридландом в новое направление географии почв — учение о структуре почвенного покрова (СПП), имеющее важное теоретическое и прикладное значение. Впервые им был предложен термин «элементарный почвенный ареал» (ЭПА), рассматривавшийся как исходная единица почвенно-географической таксономии. По определению Фридланда, ЭПА — это почвы, относящиеся к какой-либо одной классификационной единице наиболее низкого ранга {разряда), занимающие пространство, со всех сторон ограниченное другими ЭПА или непочвенными образованиями. Были введены понятия: гомогенный и гетерогенный (спорадически пятнистый и регулярно-циклический) ЭПА, определено их внутреннее строение, содержание, геометрия, характер границ и экология. Понятие о почвенных комбинациях было расширено за счет введения новых дополнительных терминов — мозаика и ташеты, пятнистости и вариации почв; была разработана иерархическая система — уровни организации почвенного покрова.

Впервые в почвоведение широко вошли такие термины, как сложность и контрастность почвенного покрова, отражающие картографическую и внутреннюю (по свойствам) неоднородность почвенного покрова. Были разработаны многочисленные количественные параметры СПП.

С развитием представлений об уровнях организации почвенного покрова выяснилось, что его структура включает не только закономерности, связанные с топогенным фактором на уровнях микро- и мезонеоднородностей — «топографии почв». Представление об уровнях организации почвенного покрова (от ЭПА до мегаструктур почвенного покрова) позволило комплексно оценить все виды неоднородностей почвенного пространства во взаимосвязи друг с другом и в зависимости от факторов дифференциации. Оказалось, что разным закономерностям формирования почвенного покрова, например глобальным (зоны, провинции и т.д.) или региональным, отвечает структура определенного уровня.

Таким образом, структура почвенного покрова, кроме «топографии почв», отвечает всем неоднородностям педосферы независимо от уровня ее организации.

Уровни организации почвенного покрова.Применительно к рельефу ЭПА соответствует различным микро- и мезоформам. Чередование этих форм в пространстве формирует комплексный почвенный покров, состоящий из сменяющих друг друга ЭПА. Такая неоднородность, обусловленная закономерной сменой ЭПА в почвенном пространстве, образует первый уровень организации почвенного покрова — микроструктуру. ЭПА в микроструктурах — исходный компонент, тот кирпичик, из которого строится вся педосфера.

Микроструктура в общем виде представляет собой любые генетические типы повторяющихся форм микронеоднородностей почв, состоящих из ЭПА. Природа микроструктур может определяться различными факторами дифференциации. Однако в их формировании климатическая компонента и компонента времени не играют существенной роли. Эти факторы на уровне микроструктур не являются дифференцирующими, так как не имеют выраженного климатического и/или временного тренда на ограниченных пространствах, порой измеряемых несколькими квадратными метрами.

Среди почвенных микронеоднородностей наиболее распространены микроструктуры топогенной природы, обусловленные микроморфоскульптурами (западины, ложбины, борозды выпахивания, бугорки навевания, микроповышения, прирусловые валы и др.), которые объединяются терминами «нанорельеф» и «микрорельеф». Этим образованиям в почвенном покрове отвечают почвенные комбинации типа комплексов (контрастные почвенные микрокомбинации) и пятнистостей (слабоконтрастные почвенные микрокомбинации). Примером служат комплексы и пятнистости разнообразных по генезису микроструктур поименно-долинного рельефа р. Вахш, характеризующего пространственный и временной срез почвообразования на территории, достаточно ограниченной по площади.

На втором уровне организации почвенного покрова микроструктуры объединяются в мезоструктуры.

Мезоструктуры — любые генетические типы повторяющихся форм мезонеоднородностей почвенного покрова, которые состоят из различных комбинаций микроструктур и приурочены к определенным комплексам форм рельефа. Этот уровень определяется морфоскульптурами или морфосистемами, слагающимися из комплексов форм экзогенного рельефа — мезорельефа. К ним относятся: комплекс слившихся конусов выноса, наземные дельты, морские и речные террасы, поймы, замкнутые равнины, дюнный и карстовый рельеф и т.д.

Наиболее модальная мезоструктура — топогенная. Она представлена мезокомбинациями почв — сочетаниями (контрастные комбинации) и вариациями (слабоконтрастные комбинации). На рис. 24 топогенная мезоструктура характеризует слабоконтрастный почвенный покров, представленный вариацией красновато-бурых аридных почв и континентальных дюнно-грядовых песков. Более контрастный почвенный покров типа сочетаний почв характеризуют полигенетические тополитогенные мезоструктуры (рис. 25 и 26). Фоновым компонентом почвенного покрова в данных мезоструктурах являются описанные микроструктуры в сочетании с почвами эрозионных ложбин в качестве второго компонента. На следующем третьем уровне организации выделяются мезо-макроструктуры.

Мезомакроструктуры представляют собой любые генетические типы повторяющихся форм мезомакронеоднородностей почвенного покрова, состоящих из различных комбинаций мезострук-тур, приуроченных к определенным типам рельефа. Мезомакроструктуры, как и структуры первого и второго уровней организации, едины по происхождению и составу почвенного покрова на всей площади, занимаемой данной структурой. Мезомакроструктуры формируются на аккумулятивных и останцовых равнинах, в условиях холмисто-моренного и других генетических типов рельефа и имеют в основном топогенную природу. Все почвы структуры формируются в сходных биоклиматических условиях, причем доминирует обычно тот тип почв, который соответствует био-климатическим показателям данного региона или пояса в структуре вертикальной зональности. Аналогом понятия мезомакро-структура можно считать «сложную мезоструктуру» по В. М. Фрид-ланду.

Фрагмент мезомакроструктуры дан на блок-диаграмме. Почвенный покров состоит из чередования в пространстве мезоструктур, относящихся к комплексам форм рельефа и состоящих из различных комбинаций почв грядово-дюнного и эрозионного рельефа.

На четвертом уровне организации СПП мезомакроструктуры объединяются в макроструктуры.

Макроструктуры представляют собой любые генетические типы повторяющихся форм макронеоднородностей, состоящих из различных комбинаций мезомакроструктур. Они приурочены к определенным комплексам типов рельефа. Это полигенетические поверхности выравнивания, педиплены, пенепленизированные равнины, структурно-денудационные поднятые равнины морской аккумуляции и другие крупные формы земной поверхности, обусловленные тектоническими процессами.

Макроструктуры отличаются от мезомакроструктур тем, что у них не столь отчетливо прослеживается единство истории формирования и состава почвенного покрова. Тектонические процессы обусловили дислокацию осадочных толщ, излияние базальтовых лав, поднятия, горообразования, что отразилось на организации почвенного покрова в целом. Макроструктуры по своему строению более сложные, а состав почвенного покрова неоднородный.

На примере структурно-денудационной равнины (плато Дже-бель аль-Нефус) того же региона Северной Африки (рис. 28) видно, насколько макроструктура сложнее по строению почвенного покрова. Комбинация полигенетических поверхностей отражает разнообразие почв, представленных комбинацией коричневых си-аллитных почв разной мощности и литосолей разного генезиса.

На пятом уровне организации почвенного покрова выделяются макромегаструктуры как комбинации макроструктур.

Макромегаструктуры представляют собой любые генетические типы повторяющихся форм макронеоднородностей почвенного покрова типа провинций, фаций, зон, подзон и т.д. Примером

Мегаструктура представляет собой сочетание любых генетических типов повторяющихся форм макронеоднородностей почвенного покрова, состоящих из разных комбинаций макромегаструктур. Рельефообразующими территориальными единицами служат платформы, горные страны (рис. 30). В почвенном покрове территориально им близки почвенно-геохимические пояса М. А. Глазовской. Основное разнообразие почв в структурах создается вертикальной и в меньшей степени горизонтальной климатической составляющей, литологией и рельефом.

ЛЕКЦИЯ 6 ПОЧВЫ И СТРУКТУРЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПЛАНЕТЫ

Описание почв планеты будет рассмотрено на примере биоклиматических областей, для которых М. А. Глазовской и А. Н. Геннадиевым (1995) разработана схематическая почвенная карта, наиболее полно отражающая строение и характер зональности почвенного покрова. Последовательное описание наиболее типичных почв областей включает характеристику их пространственной взаимообусловленности на низких уровнях организации СПП — микро- и мезоструктур.

Арктические и тундровые области.Почвообразование в полярных и субполярных областях достаточно специфично и проявляется в доминировании физического выветривания над химическим разрушением пород, которое происходит при достаточно пассивном участии живых организмов, деятельность которых лимитирована суровыми климатическими условиями. В совокупности это приводит к формированию маломощных примитивных почв и господству криогенных микроструктур. Существует определенное сходство почвообразования в полярных и тропических пустынях, чему способствуют близкие биоклиматические параметры, характеризующие экстремальные условия почвообразования: мало осадков, сухость климата, скудная растительность (лишайники, литофильные мхи, зеленые и синезеленые водоросли). Пустынное почвообразование в арктических областях, как и в тропических, проявляется в формировании Fe-Mn корочек (пустынного загара) и солевых корочек карбоната кальция, гипса, хлоридов и сульфатов натрия (из-за привноса солей с океана).

Основная зона формирования почв — арктические и антарктические побережья и внутриконтинентальные тундровые области. Кроме наиболее распространенных почв арктических и тундровых областей, основные свойства которых подробнее описаны в табл. 18 и 19, в арктической зоне формируются арктические пустынные — Арп и арктические почвы — Ар. Арктические пустынные — наиболее слаборазвитые, примитивные почвы, распространены в северной части арктической зоны и имеют недифференцированный неоглеенный, обычно карбонатный профиль без гумусового горизонта — С(Ср) — Cca, но с типичным для данных почв «пустынным загаром» и корочкой из водорослей. Обычно они содержат менее 1 % легкорастворимых солей. Локально при содержании солей в мелкоземе более 1 % развиваются почвы аналогичные солончакам.

Большая часть субполярных областей представлена в основном тундровой зоной, которая отсутствует в Южном полушарии. Осадки в тундре выпадают преимущественно в виде снега, который сдувается сильным ветром в западины (так же, как в полупустынных и пустынных зонах Устюрта). Это приводит к перераспределению осадков, глубокому промерзанию почв, образованию морозобойных трещин. Повсеместны вечная мерзлота и криогенные формы микрорельефа: каменные многоугольники, пятна, бугры пучения, термокарст, являющиеся основными топо- и литогенными факторами формирования микроструктур почвенного покрова криогенных областей почвообразования.

Особенность тундровой зоны — доминирование альфегумусовых почв (подбуров и подзолов) и глееземов (тундровые глеевые почвы разной степени оторфованности). Альфегумусовые почвы приурочены к хорошо дренированным, а глееземы — к слабо дренированным поверхностям. Скорость поступления органического вещества с опадом в глееземах выше, чем гумификация и минерализация органических веществ. В летний период вечная мерзлота создает водоупор, вследствие чего почвы переувлажняются, что способствует оглеению.

В арктических и тундровых областях господствуют микроструктуры, представленные в основном криогенными комплексами трех основных форм: полигональными, пятнистыми и каменно-многоуголъниковыми. Полигональные комплексы встречаются повсеместно, пятнистые преимущественно в тундровой зоне с наименее выраженными континентальными условиями и каменно-многоугольниковые во всех зонах. Полигональный комплекс почв обычно трехкомпонентный и состоит из примитивных арктических пустынных почв, составляющих фон, глееземов и глееземов торфянистых (Ар^п Г Гт).

Пятнистые комплексы типичны для зон формирования термокарстовых форм рельефа. Глееземы разной степени оторфованности, торфяники и болотные почвы обычно формируются по периферии термокарстовых озер. Общий фон составляют арктотундровые почвы. Каменно-многоугольниковые комплексы с альфегумусовыми почвами типичны для наиболее дренированных территорий и особенно для безлесных (гольцовых) частей хребтов и нагорий. В подзоне типичной тундры широко представлены также пучинно-бугорковые комплексы с тем же набором почвенных компонентов, типичным для криогенного рельефа разного генезиса.