Суббореальные гумидные области

Суббореальные гумидные области характеризуются следующими климатическими показателями:

Суббореальные гумидные области характеризуются умеренно-теплым климатом с высоким увлажнением, что обеспечивает промывной тип водного режима. Почвы постоянно увлажнены, засушливые месяцы бывают не ежегодно, ливневые осадки отсутствуют. Зима мягкая, промерзание почв не ежегодное.

Для гумидных областей характерно широкое развитие хвойных, хвойно-широколиственных и широколиственных лесов, поставляющих большое количество опада, богатого зольными элементами и азотом.

Почвенный покров представлен– зоной бурых лесных почв (буроземов), на долю которых приходится 85% площади почвенной зоны, 15% занимают пойменные, гидроморфные и полугидроморфные почвы.

В современной классификации почв России (2004) они выделяются в отделе структурно-метаморфических почв на уровне типов – буроземы (AY-BM-C) и буроземы темные (AU-BM-C). Буроземы формируются в результате следующих процессов:

1. Метаморфизация (сиалитное оглинивание) – это процесс внутрипочвенного выветривания первичных алюмосиликатов с образованием и аккумуляцией вторичных глин сиаллитного состава.

Процесс сопровождается накоплением гидрослюдистых вторичных минералови иллита, а также гидроксидов железа и алюминия. Агентами этого процесса служат микроорганизмы, углекислота и, в меньшей степени, – гуминовые вещества. Особенно заметны результаты внутрипочвенного сиаллитного оглинивания в средней части профиля (имеющего бурый цвет), где на фоне положительных температур, влажность почвы поддерживается на необходимом уровне в течение наиболее длительного периода и достаточно высока биологическая активность. Освобождающиеся при выветривании железо, алюминий и вновь образующиеся глинистые минералы в основном аккумулируются на месте.

2. Процессы биогенной аккумуляции – накопление в верхней части профиля тех или иных веществ и, прежде всего органических, под непосредственным влиянием жизнедеятельности организмов. Среди этих процессов важную роль в данных почвах играют: подстилкообразование, гумусообразование и гумусонакопление.

3. Лессиваж – процесс пептизирования и выноса илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности зерен грубозернистого материала или из микроагрегатов, и перемещения их по профилю без разрушения.

Рис.2 Бурозем типичный

Буроземы ‑ (AY-BM-C)

Генетический профиль буроземов включает следующие горизонты (Классификация, 2004):

Лесная подстилка – небольшой мощности, порядка 1 см, состоит из опавших листьев, хвои, веточек.

AY – гумусово-аккумулятивный горизонт серо-бурого цвета; зернистой или зернисто-комковатой структуры с большим количеством капрогенных агрегатов, чаще всего суглинистый, пронизан корнями растений, ходами червей, рыхлый, нижняя граница ровная или слабоволнистая, переход постепенный; мощность от10- 20см.

ВМ – метаморфический оглиненный горизонт бурого или коричневато-бурого цвета, комковатой или комковато-ореховатой структуры, внизу – мелко-глыбистой; более тяжелый по гранулометрическому составу, чем верхний горизонт, заметны следы деятельности почвенных беспозвоночных, плотнее горизонта AY; постепенно переходит в почвообразующую породу; мощность до 100 см.

C – почвообразующая порода различной окраски, чаще светлее метаморфического горизонта, неясно оструктуренная или имеет глыбистую структуру; более легкая по гранулометрическому составу; может содержать повышенное количество каменистых компонентов; иногда остаточно-карбонатная.

Тип буроземы (AY-BM-C) характеризуется слабой дифференциацией почвенного профиля, интенсивным оглиниванием его средней части, отсутствием или очень слабым выносом ила, что проявляется в наличии тонких фрагментарных глинистых кутан по граням педов в метаморфическом горизонте. Для буроземов характерна кислая или слабокислая реакция среды. Емкость поглощения в верхних горизонтах составляет около 20 м - экв на 100 г почвы, но иногда может достигать 35 м–экв/100 г, степень насыщенности – 50-80 %. Среди поглощенных оснований преобладает кальций. Содержание гумуса в верхнем горизонте от 5-7 до 10-15 %, состав гумуса гуматно-фульватный (отношение Сгк/Сфк = 0,5-0,8). По химическому составу профиль практически не дифференцирован, наблюдается некоторое обеднение почвенной толщи кремнеземом по сравнению с породой и относительное обогащение алюминием и железом

Наряду с буроземами, встречаются буроземы темные (AU-BM-C). Они отличаются от первых более темным и мощным гумусовым горизонтом. Реакция среды в гумусовом горизонте – слабокислая, с глубиной становится нейтральной. Гумус присутствует в количестве 3-10% и имеет гуматный состав (Сгк/Сфк = 1,0-1,5). Буроземы темные характеризуются высокой емкостью поглощения (до 40 м-экв/100 г) и степенью насыщенности основаниями (более 60%).

Серые почвы

По подсчетам Е.В. Лобовой серые лесные(серые –AY-EL-BEL-BT-C) почвы занимают площадь 1201, 5 тыс. км². Наиболее характерными почвообразующими породами для серых лесных почв являются лессовидные, покровные или аллювиально-озерные суглинки, реже моренные наносы и элювии плотных пород. Почвообразующие породы обычно карбонатны.

Рис. 3 Аспект цветущей сныти в лесостепной дубраве.

Серые лесные почвы формируются под широколиственными травянистыми лесами, фитомасса которых достигает 4000 ц/га при приросте 90 ц/ га. Широколиственные леса дают ежегодно 35-50 ц/га наземного опада, с которым поступает до 300 кг/га и более азота и зольных элементов. В составе золы опада оксиды CaO, MgO и K₂O составляют в сумме 50-70%, SiO₂ – 10–15%, Fe₂O₃ – 2-3%.

Основные процессы, формирующие серые лесные почвы, включают процессы биогенной аккумуляции, подзолистый, лессиваж и оглинивание.

Процесс биогенной аккумуляции обусловлен богатством опада широколиственных лесов основаниями и азотом. В результате разложения такого опада формируются гуминовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот, чем в лесных почвах бореальной зоны. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опада сразу под подстилкой. В результате закрепления малоподвижных гуминовых веществ (преимущественно гуминовых кислот) под подстилкой формируется гумусово-аккумулятивный горизонт, богатый азотом, фосфором, кальцием и другими элементами минерального питания. Однако не нейтрализованные гуминовые вещества вымываются в нижележащие горизонты и, взаимодействуя с минеральными компонентами почвы, разрушают их, что приводит к развитию подзолистого процесса и способствует дифференциации профиля.

Подзолистый процесс (разрушение в верхних горизонтах кристаллических решеток минералов и вынос продуктов деструкции за пределы профиля) в серых лесных почвах протекает в более слабой форме, чем в почвах таежно-лесной зоны. Это, прежде всего, связано с отличием характера биологического круговорота веществ и условий гумификации относительно богатого основаниями опада на фоне периодически промывного типа водного режима, а иногда и с карбонатностью породы.

Генетический профиль серых лесных (серых) почв включает следующие горизонты AY-AEL-BEL- BT-C(Cca)

Лесная подстилка - светло бурого цвета, состоит из отмерших листьев, остатков трав мощностью до 3 см.

AY – гумусово-аккумулятивный, от светло- до темно-серого цвета, комковатый или ореховато-зернистый; густо переплетен корнями травянистых растений; мощностью 20-30 см.

AEL – гумусово-элювиальный, белесовато-серый или серый с гнездами белесого материала. Структура комковатая с тенденцией к горизонтальной делимости. На гранях структурных отдельностей – белесая присыпка, внутренние части агрегатов имеют более темный цвет, иногда содержат округлые конкреции железа диаметром до 1,0-1,5 мм; мощность20-40 мм.

BEL – субэлювиальный, состоит из комбинации светлых и бурых, иногда темных фрагментов, различающихся по сложению, и гранулометрическому составу. Белесые фрагменты легче по гранулометрическому составу, бесструктурные или имеют тенденцию к горизонтальной делимости. Более темные суглинисто-глинистые фрагменты сохраняют элементы ореховатой структуры, свойственной текстурному горизонту. На гранях структурных отдельностей хорошо выражена белесоватая присыпка; мощность 10-20 см.

BT – текстурный. Бурый или коричневато-бурый, чаще среднесуглинистый, ореховато-призматической многопорядковой структуры с обильными многослойными глянцевыми аккумулятивными темно-серыми, темно-коричневыми пленками разного состава (глинистые, пылевато-глинистые, гумусово-глинистые, железисто-глинистые). Кутаны часто перекрываются светлыми песчано-пылеватыми скелетанами; мощность нередко 50 см.

С (Сса) – палево-желтый или палево-бурый, глыбисто-призматический, с карбонатными образованиями в виде псевдомицелия и мелких конкреций.

Серые лесные (серые) почвы характеризуются слабокислой реакцией среды верхней части профиля, в нижней – реакция может быть нейтральной, а при наличии карбонатов – слабощелочной. Содержание гумуса обычно составляет 4-6%. Соотношение углерода гуминовых и фульвокислот около 1. Сумма поглощенных оснований составляет 20 -40 м-экв на 100 г с преобладанием обменного кальция. Химический и гранулометрический составы обнаруживают тенденцию к дифференциации профиля по элювиально-иллювиальному типу. Эта дифференциация выражена слабее, чем в дерново-подзолистых почвах, но все же достаточно четко.

Возникает эффект белесой присыпки, покрывающей структурные элементы (скелетаны). В нижележащих горизонтах, где осаждаются вмываемые органо-минеральные соединения, напротив, на структурных отдельностях появляются пленки иллювиирования, придающие поверхностям агрегатов более темную окраску, по сравнению с внутрипедной массой (гумусовая лакировка).

Вынос во влажные периоды не нейтрализованных гумусовых кислот, гидроксидов железа и алюминия приводит к ослаблению прочности структурных отдельностей, диспергации минеральных коллоидов и вымыванию их с нисходящими токами влаги в более глубокие горизонты (BT). Процесс лессиважа.

Рис. 4. Темно-серая на лессовидных суглинках.

Наряду с серыми в данной почвенной зоне встречаются темно-серые лесные (темно-серые – AU-AUe-BEL-BT-C (Cca) почвы. Они отличаются наличием темногумусового горизонта (AU) и отсутствием горизонта AEL. Темногумусовый горизонт имеет мощность 25-50 см, комковатую или зернисто-комковатую структуру. Его нижняя часть характеризуется осветлением за счет скелетан на поверхности педов. Субэлювиальный горизонт BEL также осветлен. Нижележащий текстурный горизонт (BT) имеет более темную окраску за счет меньшего присутствия скелетан.Карбонаты находятся на той же глубине, как и в серых почвах, и так же представлены псевдомицелием и конкрециями.Содержание гумуса в верхней части профиля составляет 5-8%, его состав фульватно-гуматный. Реакция среды слабокислая иногда нейтральная, в горизонте, содержащем карбонаты – слабощелочная. Дифференциация профиля по илу, по сравнению с серыми почвами, выражена слабее.

Помимо серых и темно-серых почв, встречаются темно-серые глеевые (AU-AUe-BELg-BTg-G-CG) почвы.Они диагностируются по наличию в нижней части профиля глеевого горизонта, имеющего стальной оттенок и содержащего округлые железисто-марганцевые конкреции. Почвы имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакцию среды, насыщенный основаниями поглощающий комплекс и высокую гумусированность (8-11%). Формируются в понижениях рельефа среди массивов серых и темно-серых почв в условиях повышенного поверхностного увлажнения и неглубокого залегания грунтовых вод.

Черноземы.

Значительную долю площади семигумидных областей занимают черноземы (1061,5тыс. км²). Черноземы были описаны в работе В.В.Докучаева «Русский чернозем», где он ясно показал, что эти почвы формируются в автоморфных условиях под степной растительностью.

Условия образования черноземов типичных, выщелоченных и оподзоленных (черноземов миграционно-мицелярных, глинисто-иллювиированных и глинисто-иллювиированных оподзоленных по «Классификации почв России» 2004 г.) создаются в пределах лесо-лугово-степных областей суббореального климата

В большинстве своем черноземы типичные (миграционно-мицелярные – AU-AUlc-BCAmc-Cca)также, как и серые лесные (серые) почвы, формируются на лёссах и лёссовидных суглинках, которые отличаются высокими водопроницаемостью, пористостью и карбонатностью.

Наиболее характерный рельеф в районах формирования черноземов лесостепи – равнинный, с разной степенью выраженности овражно-балочной сети.

Черноземы формируются под остепненными лугами и луговыми степями. Отличительной чертой остепненных лугов является преобладание в травостое разнотравья и корневищных злаков. В меньшем количестве представлены луговые дерновинные злаки, а ксерофитные степные дерновинные злаки (типчак, тонконог, ковыли) встречаются как примесь.

Рис. 5. Аспект цветущего шалфея в степи

Биомасса луговых степей и остепненных лугов составляет 20-30 т/га. Характерно резкое преобладание корневой массы (65-75 %)над массой живых надземных органов. В опад ежегодно поступает вся надземная масса трав и примерно одна треть запаса корней, что в сумме составляет 12-18 т/га в год, что в 2-3 раза больше, чем в широколиственных лесах. Зольность опада под степями в среднем составляет 10-12%, что в 1,5-2 раза больше, чем под лесами. В составе золы много оснований, особенно кальция и калия, содержатся сера, фосфор и другие биофильные элементы. В опаде степных трав много белка и легкоразлагаемых углеводов, меньше трудно минерализуемых компонентов, таких как лигнин, дубильные или смолистые вещества, которые характерны для лесного опада. Поэтому в разложении травянистого опада значительную роль играют бактерии и актиномицеты, а не грибы – кислотообразователи, как в лесах. Важно также то, как поступают в почву растительные остатки: преимущественно на поверхность, как в лесу, или непосредственно в почвенную толщу (корневой опад трав). В степи разложение основной массы опада происходит в тесном контакте с минеральной частью почвы, так что, если и образуются кислые продукты, то они сразу нейтрализуются основаниями, присутствующими в почве.

Активно мигрируют и перераспределяются по профилю (по его сезонно увлажняемой части) только свободные карбонаты кальция. В периоды высокой влажности и при большом содержании СО₂ в почвенном воздухе нормальный нерастворимый карбонат кальция (СаСО₃) частично переходит в растворимый гидрокарбонат – Са(НСО₃)₂, который легко переносится током влаги. Обычно в холодный период года идет его нисходящее передвижение (вынос к нижней границе профиля). Летом преобладает движение в восходящем направлении, когда почвенная влага подтягивается по капиллярным порам в зону ее расходования – к поверхности почвы или в корненасыщенную толщу. При подсыхании почвы гидрокарбонат выпадает из раствора в виде карбоната кальция и кристаллизуется в форме карбонатного псевдомицелия. Положение верхней границы «вскипания» от HCL в лесостепных черноземах от года к году и от сезона к сезону может изменяться на 20-40 см. Средняя глубина «вскипания» в типичных черноземах (черноземах миграционно-мицелярных) – 35-45 см (AUlc).

Существенное влияние на формирование профиля черноземов оказывают животные, обильно населяющие эти почвы. Их деятельность заметна по наличию многочисленных «червороин» и «кротовин». Роющие животные перемешивают верхние и нижние горизонты почвы, делая её гомогенной по вертикали. Почвообитающие животные измельчают растительные остатки, затаскивают их вглубь профиля, способствуют крошению и агрегации почвенной массы. Обилие вертикальных полых нор позвоночных приводит к сокращению поверхностного стока и переводу его во внутрипочвенный.

Очень богаты черноземы микрофлорой. В 1 г типичного чернозема(чернозема карбонатно-мицелярного) методом прямого счета по Виноградскому можно обнаружить до 5 млрд. клеток микроорганизмов: бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей.

Морфология лесостепных черноземовотражает исключительно мощное развитие процесса биологической аккумуляции (гумусообразования), который и придает этому типу почв незабываемый облик. Его главные черты: а) наличие мощного (метрового!), почти черного гомогенного горизонта с выраженной зернистой структурой; б) отсутствие осветленных элювиальных горизонтов; в) сильная перерытость животными, особенно заметная в средней части профиля; г) карбонатные новообразования в виде псевдомицелия.

Морфологический профиль чернозема типичного (миграционно-мицелярного –AU-AU_Ic-BCA_mc-C_Ca) выглядит следующим образом:

Чернозем