geolike.ru

Факторы образования серых лесных почв

Климат

Климат зоны серых лесных почв умеренно континентальный; континентальность возрастает с запада на восток.

Лесостепь представляет собой зону, переходную от влажного климата таежно-лесной зоны к засушливому климату степей. На севере осадки и испаряемость сбалансированы (КУ>1), на юге испаряемость превышает осадки (КУ=0,77). Водный режим — периодически-промывной [Ганжара].

В таблице 1 приведены климатические показатели природно-сельскохозяйственных провинций зоны. Коэффициент годового атмосферного увлажнения убывает с 1,2 в западных районах зоны до 0,8 в восточных; преобладает периодически промывной тип водного режима. Основное количество осадков (до ²/₃ годовой суммы) выпадает в теплое время года. Особенностью климата восточных территорий зоны, начиная с Предуралья, является наличие засушливого периода со второй половины мая до середины июня, оказывающего неблагоприятное влияние на молодые всходы сельскохозяйственных культур, их рост и развитие [Ковриго].

Таблица 1 – Значение климатических показателей природно-сельскохозяйственных провинций зон серых лесных почв

Климатические условия зоны благоприятны для роста и развития естественной деревянистой и травянистой растительности и для возделывания широкого ассортимента сельскохозяйственных культур.

По обеспеченности влагой западные провинции относятся к влажным, а центральные и восточные — к полувлажным. В связи с нарастанием континентальности климата постепенно к востоку уменьшается общая обеспеченность теплом, зима становится холодной, вегетационный период короче. Поэтому западные провинции относятся к полосе среднеспелых культур, а восточные — к полосе ранних культур [Кауричев].

Климатические условия существенно изменяются с запада на восток в пределах зоны: сумма активных температур выше 10°С — 2400-3200° на западе, 1400-1800° — на востоке; температура самого холодного месяца, соответственно, -4-8°С и -18-25°С; годовое количество осадков — 550-700 мм и 300-350; длительность вегетационного периода — 150-180 и 90-120 дней.

Таким образом, общей закономерностью климата лесостепи является снижение влагообеспеченности с севера на юг и усиление похолодания и континентальности с запада на восток. Это обусловливает подзональные и фациальные особенности почвенного покрова [Ганжара].

Общий характер рельефа зоны серых лесных почв — равнинный. На европейской территории — это волнистая и увалистая равнина, а в азиатской части — плоская, увалистая и волнистая равнина с хорошо выраженной (кроме Западной Сибири) овражно-балочной сетью, что наряду с многочисленными долинами рек способствует естественной дренированности территории. Особенностью Западносибирской равнины является ее заболоченность [Ковриго].

В европейской части России рельеф зоны волнистый, сильно и глубоко расчлененный эрозией. Территория зоны здесь простирается в пределах Волыно-Подольской, Среднерусской, Приволжской возвышенностей, Пермского и Уфимского плато.

На западе преобладающими породами являются лёссы и лёссовидные суглинки, в Среднерусской провинции — покровные суглинки и местами морена. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, Приуралье и др.) серые лесные почвы развиты на элювиально-делювиальных продуктах выветривания коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного периодов. Равнинный рельеф имеет Западно-Сибирская провинция. Наиболее дренированы и расчленены приречные территории. Междуречья слабо дренированы. Из почвообразующих пород преобладают лёссовидные суглинки и глины. Восточная часть зоны (Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские провинции) более расчленена и дренирована. Западно-Присаянская провинция характеризуется полого-увалистым рельефом в предгорных равнинах (Мариинская и Ачинская лесостепи) и широким развитием бугристого микро- и мезорельефа в межгорных котловинах восточной части провинции (Красноярская и Капская лесостепи), Восточно-Присаянская провинция представляет собой сильноувалистую равнину. Почвообразующие породы на территории этих провинций представлены в основном четвертичными лёссовидными суглинками и глинами [Кауричев].

Изучение генезиса серых лесных почв связано с именами В. В. Докучаева, С. И. Коржинского, И. В. Тюрина, В. Р. Вильямса, В. И. Талиева и других ученых.

В. В. Докучаев рассматривал серые лесные почвы как самостоятельный зональный тип, сформировавшийся под травянистыми широколиственными лесами в условиях лесостепной зоны. Светло-серые и серые почвы, по В. В. Докучаеву, в большей мере претерпевали воздействие лесной растительности и в меньшей — травянистой; темно-серые образовались под ослабленным влиянием леса и при более интенсивном воздействии травянистой растительности.

С. И. Коржинский (1887) развивал гипотезу о вторичном образовании серых лесных почв из черноземов в результате их изменения под влиянием поселения леса. Он считал, что лесной растительности свойственно формирование подзолистых почв. Поэтому поселение леса на черноземах приводит к их существенным изменениям (деградации): гумус постепенно разрушается, структура утрачивается. Согласно представлениям С. И. Коржинского, оподзоленные черноземы, темно-серые, серые и светло-серые почвы представляют собой последовательные стадии деградации черноземов.

Южная граница распространения лесов на территории современной зоны серых лесных почв действительно претерпевала колебания, однако они не были столь значительными.

Изучение свойств черноземных почв под искусственно созданной лесной растительностью показывает некоторое понижение линии вскипания, однако в большинстве случаев в результате посадок леса на черноземах лесостепи и степных районов происходит улучшение всего комплекса важнейших свойств почв: увеличивается содержание гумуса, повышается сумма обменных оснований, улучшаются физические и водные свойства, усиливается микробиологическая деятельность в почвах.

Теорию проградации развивали В. И. Талиев и П. Н. Крылов, предполагавшие, что серые лесные почвы возникли из дерново-подзолистых при смене таежно-лесной растительности на широколиственные леса и лугово-степную растительность.

Близкие к этой точке зрения положения развивал В. Р. Вильямс. Он рассматривал серые лесные почвы как результат природного сочетания дернового и подзолистого процессов в лесостепной зоне.

Экспериментальные данные по изучению биологического круговорота веществ и развития дернового и подзолистого процессов в основном подтверждают правильность взглядов В. В. Докучаева о генетической самостоятельности серых лесных почв и показывают, что процессы, которые рассматривались в гипотезах С. И. Коржинского и В. И. Талиева, имеют ограниченное значение. Первые (деградация) характерны для южных районов лесостепи и луговых обсыхающих территорий, вторые (проградация) — для северных районов лесостепной зоны.

Подзолистый процесс в лесостепной зоне протекает в более слабой форме, чем в таежно-лесной, а для дернового процесса создаются лучшие условия. Эти особенности в развитии подзолистого и дернового процессов связаны прежде всего с заметным отличием характера биологического круговорота веществ и условий гумификации на фоне ослабленного промывного режима.

В широколиственных лесах с хорошо развитым подлеском и травяным покровом ежегодно поступает в почву и на ее поверхность большая масса опада (70—90 ц на 1 га), богатого азотом (50—90 кг на 1 га) и основаниями, особенно кальцием (70—100 кг на 1 га и более).

Отсутствие или слабое появление сезонного анаэробиозиса и лучший тепловой режим усиливают разложение богатой основаниями и азотом отмирающей растительности. Образуются более сложные гумусовые вещества с большим содержанием гуминовых кислот. Значительная часть этих кислот нейтрализуется основаниями опадав поэтому процессы разрушения почвенных минералов выражены слабее, чем в таежно-лесной зоне.

Отмеченные особенности биологического круговорота веществ и гумификации способствуют накоплению в почвах гумуса.

Светло-серые и серые лесные почвы формируются преимущественно в северной части зоны, где комплекс биоклиматических условиий почвообразования (меньшее участие в опаде остатков травянистой растительности, более выраженный нисходящий ток воды, больший вынос оснований из опада и т. д.) приводит к заметному развитию подзолистого процесса. Далее на юг преобладают темно-серые почвы в сочетании с оподзоленными и выщелоченными черноземами, а светло-серые и серые почвы встречаются лишь на легких породах или на участках рельефа с повышенным увлажнением.

При движении с запада на восток в связи с нарастанием суровости и континентальности климата ослабляется энергия превращения органических веществ в почве, сокращается период их активного разрушения. Поэтому в том же направлении в серых лесных почвах увеличивается содержание гумуса, уменьшается мощность гумусового профиля, ослабляются признаки оподзоливания и увеличивается доля черноземов в составе почвенного покрова территории.

В условиях резко континентального климата восточных провинций (Приалтайская, Западно- и Восточно-Присаянские) широко распространены серые лесные сезонномерзлотные почвы. Низкие температуры зимы при относительно маломощном снеговом покрове вызывают промерзание почв до 120—150 см при длительном сохранении мерзлоты (октябрь—июнь).

Позднее оттаивание и медленное прогревание почв сокращают срок активных биохимических и биологических процессов, ухудшают водно-тепловой и питательный режимы серых лесных почв этих провинций. В нижней части профиля образуется надмерзлотная верховодка, вызывающая развитие процессов оглеения [Кауричев].

Наиболее распространенными материнскими породами являются карбонатные и бескарбонатные лёссовидные суглинки и глины, покровные желто-бурые суглинки. В отдельных районах европейской территории России они представлены элювиально-делювиальными отложениями дочетвертичных пород, лёссами и моренными суглинками, в Средней Сибири — коричнево-бурыми и бурыми суглинками и глинами, в Забайкалье — легкими по гранулометрическому составу некарбонатными породами озерно- и пролювиально-делювиального происхождения [Ковриго].

Почвообразующими породами на большей части территории Средне-Русской провинции являются покровные суглинки. К югу они сменяются лессовидными карбонатными суглинками и лессами. Водораздельные понижения, шлейфы, нижние части выположенных склонов заняты делювиальными отложениями. В долинах рек распространены древнеаллювиальные отложения. В отдельных районах (Приволжская возвышенность, Приуралье) почвообразующими породами являются элювиально-делювиальные продукты выветривания коренных пород пермского, юрского, мелового и третичного периодов [Ганжара].

Целинная растительность зоны представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками луговых степей. Последние в основном распаханы, на западе (Украинская провинция) преобладают буковые, буково-грабовые и дубово-грабовые леса.

В Среднерусской провинции господствуют дубовые леса с примесью липы, клена, ясеня и других широколиственных пород. Далее к востоку в лесах заметное место занимает береза, часто с примесью хвойных пород (пихта, сосна).

В Западно-Сибирской провинции преобладают березовые травянистые леса с примесью осины. На востоке зоны распространены березово-осиновые и сосново-березовые леса с примесью лиственницы. На территории всей зоны на песчаных террасах рек часто произрастают сосновые боры.

Травянистая растительность лесов разнообразна и обильна.

В Западно-Сибирской и Приалтайской провинциях широко распространены сосново-гипновые и осоково-тростниковые болота [Кауричев].

Природная растительность представлена травянистыми лесами, чередующимися с безлесными участками, с характерным набором растений северных луговых степей, среди которых ковыль перистый, тимофеевка степная, келерия тонкая, овсяница желобчатая и др. В составе древесных пород Среднерусской провинции господствуют дубовые леса (дубравы) с примесью липы, клена, ясеня, в Предуральской — широколиственно-хвойные леса из пихты, ели сибирской, сосны, березы, липы, осины, клена, вяза (дуб встречается редко). Для лесных массивов Западно-сибирской и Северопредалтайской провинций для древостоя наиболее, характерны береза, осина, сосна, для Средней Сибири и Забайкалья – береза и лиственница [Ковриго].

На территории всей зоны на песчаных террасах произрастают сосновые боры, а в замкнутых плохо дренируемых понижениях — осоково-тростниковые и сосново-гипновые болота.

Количество опада составляет 7-9 т/га в год, в том числе 4-5 т/га в виде корней травянистых растений. С опадом возвращается 250-300 кг/га зольных элементов и 60-90 кг/га азота [Ганжара].

Микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, простейшие) первыми поселяются на материнской породе, усваивают атмосферный азот, переводя его в форму сложных белковых тел, разлагают органические остатки, минерализуя их до простых, доступных растениям солей. Они участвуют в образовании гумуса, разрушении и синтезе многих минералов. Следовательно, это такая группа организмов, без которых невозможны существование растительности и формирование плодородия почв. Животные организмы (черви, землерои, насекомые) также участвуют в почвообразовании. Черви в процессе жизнедеятельности пропускают через пищеварительный тракт органические остатки и почву. Она пропитывается их выделениями, приобретает форму склеенных комочков и становится структурной. Таким образом черви улучшают физические свойства почвы.

Землерои (суслики, кроты и др.) образуют в почве большое количество нор, а на поверхности — бугорков различных форм и размеров. Тем самым они перемешивают почву, изменяют ее сложение и влияют на формирование микрорельефа местности [Лыков].

Осадки определяют водный режим почвы, ее влажность, скорость и характер превращения органических остатков, минерализацию гумуса, разрушение минеральной части почвы.

Они обусловливают также скорость и направление процессов передвижения водорастворимых солей по профилю. При одном гидротермическом режиме преобладает вымывание солей, при другом — подъем их с грунтовыми водами. Например, в районах с влажным климатом происходит вымывание органических и минеральных веществ в нижнюю часть профиля или в грунтовые воды. В условиях жаркого сухого климата в пониженных формах рельефа, где близко к поверхности залегают грунтовые воды, происходит их подъем по капиллярам, а вместе с ними и растворенных солей, которые накапливаются в верхней части профиля [Лыков].

Ветер способствует процессу физического выветривания горных пород и вызывает ветровую эрозию почв. Под влиянием ветра происходит опесчанивание верхних горизонтов почвы, развитие каменистых и щебнистых почв. Ветер способствует также засолению почв в результате приноса солей с поверхности засоленных водных бассейнов на сушу [Лыков].