Factors of differentiation and component structureof the soil cover of taiga of the ecosystems of the Tom-Yaysky interfluve .pdf Целью настоящей работы является характеристика компонентного состава почвенного покрова (ПП) и факторов его дифференциации для черневой тайги вершины Томь-Яйского междуречья. Знание строения ПП этой территории важно для раскрытия вопроса зонально-незональной дифференциации ландшафтов юго-восточной части Западно-Сибирской равнины и предгорий юга Сибири.На юго-востоке Западной Сибири рельеф представлен равнинными территориями и предгорьями Алтае-Саянской горной системы. Общая дифференциация ПП задается климатическими условиями. На равнине почвенные зоны имеют субширотное простирание. В предгорьях проявляются высотная поясность и влияние положения макросклонов относительно преобладающего направления влагопереноса. На Томь-Яйском междуречье зональный ландшафт - подтайга, но при этом она несёт провинциальные черты предгорного положения, отличаясь от равнинной подтайги резким снижением доли полу-и гидроморфных почв. Преобладающими почвами являются автоморфные серые и серые метаморфические. Почвы с элювиальным горизонтом занимают подчиненные местоположения, но при приближении к отметкам междуречья более 200 м они появляются на плакорах, фоновыми становятся дерново-подзолистые почвы [1-3]. Меняется и растительность, мелколиственные коротконожковые леса сменяются темнохвойной осиново-пихтовой высокотравной тайгой. В ряде работ освещается генетическое единство почв и растительности вершины междуречья с таковыми черневых лесов [4-6], область распространения которых продолжена [4] от широты г. Кемерова по отрогам Кузнецкого Алатау на юг Томской области.Причины высотной дифференциации ландшафтов Томь-Яйского междуречья заключаются не только в особенностях местной циркуляции воздуха, которые приводят к выпадению повышенного количества атмосферных осадков и снижению средних температур, но также и в четвертичной истории, в ходе которой произошло обособление различных литолого-геоморфо-логических комплексов междуречья. А именно - черневые экосистемы междуречья приурочены к ареалу бурых глин, которые заходят сюда с предгорий Кузнецкого Алатау и отличаются большим пространственным однообразием состава и строения [7]. Их мощность на междуречье меньше, чем в предгорьсеть. Поэтому не должны встречаться: 1) почвы, где ведущим свойством являлась бы аккумуляция вещества, вызванная внешним подтоплением либо привносом вещества; 2) постоянные водотоки с долинами, имеющими выработанное дно и пойму. В результате анализа картографических материалов, данных полевых наблюдений, космических снимков и лесоустроительных планов установлено, что изученный водораздел довольно четко выделяется по изогипсам между 220 и 200 м. Это согласуется и с данными геологического строения - фундамент залегает в среднем на глубинах около 180-200 м, реже выше [8, 9] и является относительным базисом эрозии, при достижении которого водоток начинает разрабатывать долину вширь. Поэтому выше указанных высот долины ручьев имеют узкое дно, занятое молодыми балочными почвами, ниже - днища становятся широкими, заболоченными с пере-гнойно-глеевыми и эутрофными торфяно-глеевыми почвами, поросшими низкобонитетными березово-еловыми, реже с преобладанием кедра, лесами. Для высот с отметками меньше 220 м характерно преобладание экосистем длинных, пологих транзитно-аккумулятивных склонов. Они сильно отличаются от черневых, формируя свой облик под управляющим действием склоновых, а также грунтовых вод (с областью питания на водоразделах), разгружающихся в склоновые почвы. Всё это привело к выбору диапазона высот 220-200 м для разграничения водораздела от макросклонов Томь-Яйского междуречья.На топологическомНа топологическом уровне ПП организуется преимущественно литолого-геоморфологическими условиями, которые и определяют пространственные характеристики компонентов СПП и характер генетических связей между ними. В свою очередь биоклиматический потенциал среды определяет компонентный состав ПП [11]. Литологическое строение отличается простотой, варьированию подвергается лишь глубина залегания кровли слабослоистой карбонатной глины, подстилающей бурый суглинок. В то же время состав и строение двух литогоризонтов в пространстве постоянны. Ведущая роль в организации переходит к рельефу, выступающему трансформатором факторов среды. Поэтому разнообразие компонентного состава ПП изучено в соответствии с элементарными формами рельефа, список которых составлен в результате маршрутных наблюдений, заложения почвенно-геоморфологического профиля, нивелирования элементарного водосборного бассейна.Всё разнообразие элементов рельефа изученной территории объединено нами в три группы: плоские поверхности (унаследованы от седиментацион-ных поверхностей времен формирования тайгинской свиты, через них проходят главные водораздельные линии); склоновые поверхности; потяжинно-лощинно-балочная сеть (ПЛБС). В таблице для каждого элемента рельефа приведена средняя формула профиля почв. Диагностика горизонтов проведена в соответствии с «Классификацией и диагностикой почв России 2004». Глубины горизонтов получены путем усреднения данных по индивидуальным почвенным разрезам (от 3 до 8).Из анализа строения профилей следует, что в большинстве местоположений распространены дерново-подзолистые почвы, лишь к ПЛБС приурочены серые со вторым гумусовым горизонтом глееватые темнокутанные, серые глеевые (часто с погребенными гумусовыми горизонтами), дерново-глеевые, балочные почвы и педоседименты крутых склонов.Рассмотрим более подробно дерново-подзолистые и серые почвы. Встречаются следующие подтипы этих почв: останцовые, глееватые, поверхност-но-турбированные, со вторым гумусовым горизонтом, остаточно-кар-бонатные. Наряду с перечисленными нами предложено выделять подтип темнокутанных (cn). Он выделен для обозначения почв, у которых в иллювиальном горизонте кутанный комплекс наиболее развит и представлен мощными буровато-темно-серыми, зачастую почти черными кутанами, четко отделяющимися от вмещающей массы. Толщина кутан по магистральным трещинам достигает 1 см и более («гиперкутаны», заполняющие небольшие полости) с тенденцией к утолщению и почернению к глубоким горизонтам профиля. Подтип диагностирует наличие кратковременного застойного увлажнения, вызванного либо застаиванием верховодки в элювиальных горизонтах почв плоских элементов рельефа, либо её притоком на собирающих и нижних частях длинных пологих склонов, примыкающих к ПЛБС. Кутаны сложены продуктами внутрипочвенной эрозии, а поэтому появляются там, где существует большой приток влаги и/или затруднен её отток. Именно поэтому необходимо выделить подтип темнокутанных наряду с глееватыми, так как последние могут формироваться под влиянием грунтовых вод на склонах повышенной крутизны, где нет условий для внутрипочвенной аккумуляции вещества в порах. Однако встречаются местоположения, когда интенсивности оглеения недостаточно для выделения глееватого подтипа, в то время как темные кутаны выражены отчетливо.Подтип останцовых является общим для изученных и всех дерново-подзолистых почв предгорий и гор южной Сибири, а также для части западносибирских. Остальные подтипы отвечают топологической неоднородности среды: рельефа, литологии и биоты.Темнокутанный и глееватый подтипы свойственны почвам, в которых создаются условия длительного стояния верховодки и/или грунтовых вод,топологически часто являются переходными к почвам со вторым гумусовым горизонтом. Доля почв этого подтипа увеличивается от предгорий к равнинам Западной Сибири, что соотносится со степенью дренированности.Почвы со вторым гумусовым горизонтом ([hh]) развиваются по лощинам и потяжинам, с длительным надыллювиальным застаиванием влаги, так как линии тока внутрипочвенной влаги здесь сходятся с трех сторон, а разгружаются лишь в одну, к тому же «на выходе» элювиальные горизонты лощин имеют более низкую водопроницаемость. Для этих почв характерно обилие крупных дождевых червей, особенно в засушливый период. Темнокутанный подтип и почвы со вторым гумусовым горизонтом не описаны в типичной черневой тайге.Подтип остаточно-карбонатных почв выделяется в почвах, у которых вскипание обнаруживается в пределах 130-140 см. Такое близкое залегание карбонатного экрана не характерно для почв черневой тайги и роднит почвы водораздела с западносибирским ареалом дерново-подзолистых почв. Карбонат-ность обусловлена пространственной неоднородностью залегания подстилающих карбонатных глин. О том, что это именно другой литологический слой, свидетельствуют: 1) плитчатая текстура карбонатной толщи, подчеркнутая горизонтальными кутанами; 2) появление различных форм оглеения; 3) залегание останков ископаемых животных на границе двух слоев. Ближе всего к поверхности плитчатая карбонатная глина (с журавчиками) подходит на склонах балок. Верхняя часть (10-20 см) отмыта от карбонатов, но сохраняет плитчатость и соответствует DBT либо DBC горизонту.Спорадически в ПП встречаются турбированные почвы. Максимальным морфогенетическим эффектом обладают фитотурбации, формирующие предельные структурные элементы (ПСЭ) ПП - ветровальные почвенные комплексы. Наибольшее их число приурочено к ПЛБС. В отдельных лощинах при сочетании ряда факторов наблюдались массовые ветровалы, при этом выпадали все деревья первого яруса одновозрастного пихтача с примесью осины. Участок, охваченный 70-100 см (в глубину) ветровалами, имел размеры 70x15 м. На микроводоразделах ветровалы происходят реже, но при внимательном морфологическом анализе следы ветровальных нарушений обнаруживаются во многих профилях. В поверхностно-турбированном подтипе нарушена система залегания элювиальных горизонтов, много включений морфонов выше- и нижележащих горизонтов, в иллювиальном горизонте могут встречаться сизоватые, часто извилистые заклинки с охристой каймой (образуются при вырывании якорных корней). Эти эффекты сохраняются и при нивелировании ветровального нанорельефа.Среди родов преобладают ненасыщенные почвы, лишь на крутых южных склонах появляется род насыщенных почв. На уровне вида отображается пространственное варьирование мощности AY горизонта, встречаются маломощные (45), глубокоосветленные (30-45) и неглубокоос-ветленные (20-30) почвы. Первый вид характерен для всех почв ареала чер-невых лесов, два вторых развиваются:1))на плоских поверхностях, где энергия внутрипочвенной эрозии минимальна;2))на плоских выпуклых, сильно дренированных местоположениях, где из-за отсутствия внутрипочвенного водосбора внутрипочвенная эрозия лишена действующего агента;3))в днищах лощин, где поверхностный сток денудирует элювиальную толщу;4))в нижних частях склонов балок всех экспозиций, где почвы эволюционировали в дерново-подзолистые позже, чем почвы плакоров. К тому же большие уклоны способствуют активной денудации;5))в верхних частях балочных склонов южных экспозиций, где латеральный внутрипочвенный сток осуществляется минимальное количество дней в году, большая роль поверхностной денудации сомнительна из-за отсутствия условий формирования поверхностного стока.На основании изложенного можно предположить следующие факторы дифференциации ПП водораздела:1. Рельеф, детерминирующий: а) площадь водосбора элементарного профиля; б) энергию внутрипочвенной и поверхностной эрозии/аккумуляции и, соответственно, баланс веществ; в) инсоляционную неоднородность поверхности. Рельеф также контролирует нижеозначенные факторы 2 и 3.Литологическая неоднородность:топологически часто являются переходными к почвам со вторым гумусовым горизонтом. Доля почв этого подтипа увеличивается от предгорий к равнинам Западной Сибири, что соотносится со степенью дренированности.Почвы со вторым гумусовым горизонтом ([hh]) развиваются по лощинам и потяжинам, с длительным надыллювиальным застаиванием влаги, так как линии тока внутрипочвенной влаги здесь сходятся с трех сторон, а разгружаются лишь в одну, к тому же «на выходе» элювиальные горизонты лощин имеют более низкую водопроницаемость. Для этих почв характерно обилие крупных дождевых червей, особенно в засушливый период. Темнокутанный подтип и почвы со вторым гумусовым горизонтом не описаны в типичной черневой тайге.Подтип остаточно-карбонатных почв выделяется в почвах, у которых вскипание обнаруживается в пределах 130-140 см. Такое близкое залегание карбонатного экрана не характерно для почв черневой тайги и роднит почвы водораздела с западносибирским ареалом дерново-подзолистых почв. Карбонат-ность обусловлена пространственной неоднородностью залегания подстилающих карбонатных глин. О том, что это именно другой литологический слой, свидетельствуют: 1) плитчатая текстура карбонатной толщи, подчеркнутая горизонтальными кутанами; 2) появление различных форм оглеения; 3) залегание останков ископаемых животных на границе двух слоев. Ближе всего к поверхности плитчатая карбонатная глина (с журавчиками) подходит на склонах балок. Верхняя часть (10-20 см) отмыта от карбонатов, но сохраняет плитчатость и соответствует DBT либо DBC горизонту.Спорадически в ПП встречаются турбированные почвы. Максимальным морфогенетическим эффектом обладают фитотурбации, формирующие предельные структурные элементы (ПСЭ) ПП - ветровальные почвенные комплексы. Наибольшее их число приурочено к ПЛБС. В отдельных лощинах при сочетании ряда факторов наблюдались массовые ветровалы, при этом выпадали все деревья первого яруса одновозрастного пихтача с примесью осины. Участок, охваченный 70-100 см (в глубину) ветровалами, имел размеры 70x15 м. На микроводоразделах ветровалы происходят реже, но при внимательном морфологическом анализе следы ветровальных нарушений обнаруживаются во многих профилях. В поверхностно-турбированном подтипе нарушена система залегания элювиальных горизонтов, много включений морфонов выше- и нижележащих горизонтов, в иллювиальном горизонте могут встречаться сизоватые, часто извилистые заклинки с охристой каймой (образуются при вырывании якорных корней). Эти эффекты сохраняются и при нивелировании ветровального нанорельефа.Среди родов преобладают ненасыщенные почвы, лишь на крутых южных склонах появляется род насыщенных почв. На уровне вида отображается пространственное варьирование мощности AY горизонта, встречаются маломощные (45), глубокоосветленные (30-45) и неглубокоос-ветленные (20-30) почвы. Первый вид характерен для всех почв ареала чер-невых лесов, два вторых развиваются:1))на плоских поверхностях, где энергия внутрипочвенной эрозии минимальна;2))на плоских выпуклых, сильно дренированных местоположениях, где из-за отсутствия внутрипочвенного водосбора внутрипочвенная эрозия лишена действующего агента;3))в днищах лощин, где поверхностный сток денудирует элювиальную толщу;4))в нижних частях склонов балок всех экспозиций, где почвы эволюционировали в дерново-подзолистые позже, чем почвы плакоров. К тому же большие уклоны способствуют активной денудации;5))в верхних частях балочных склонов южных экспозиций, где латеральный внутрипочвенный сток осуществляется минимальное количество дней в году, большая роль поверхностной денудации сомнительна из-за отсутствия условий формирования поверхностного стока.На основании изложенного можно предположить следующие факторы дифференциации ПП водораздела:1. Рельеф, детерминирующий: а) площадь водосбора элементарного профиля; б) энергию внутрипочвенной и поверхностной эрозии/аккумуляции и, соответственно, баланс веществ; в) инсоляционную неоднородность поверхности. Рельеф также контролирует нижеозначенные факторы 2 и 3.Литологическая неоднородность:

Скачать электронную версию публикации