Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

На суше земного шара существует чрезвычайно большое разнообразие природных факторов, создающих условия для формирования пестрого почвенного покрова.

Большой интерес в контексте познания многообразия почвенного покрова имеет исследование горных почв или почв горных областей.

Следует отметить, что почвенный покров горных регионов, до сих пор остается мало изученным.

Вместе с тем, большой научный интерес представляют красноцветные почвы, сформированные в горных условиях Центрального Кавказа. Исследование их представляет определенный интерес для выявления генезиса горных почв, сформированных на древней красноцветной коре выветривания, локально встречающихся среди горно-луговых и горных лугово-степных почв Центрального Кавказа [1, 5].

Эти почвы формируются на выщелоченных продуктах выветривания плотных пород, занимая вершины и верхние части склонов хребтов и гор всех экспозиций. Климатические условия развития этих почв характеризуются большим количеством выпадающих осадков, достигающим 1000-1500 мм и более в год. Осадки превышают испаряемость в 2-3 раза и более, что обусловливает промывной водный режим почв. Растительный покров представлен сообществами среднетравных субальпийских и низкотравных альпийских лугов.

Трансформация горной породы в кору выветривания происходит под действием зональных биоклиматических и азональных геолого-тектонических факторов. Зональные факторы через основные процессы выветривания обусловливают характер и интенсивность воздействия непосредственных агентов преобразования горной породы в ее элювий. Они направляют процесс возникновения современных кор выветривания определенного типа.

Уже в процессе выветривания горные породы приобретают ряд свойств, существенных для формирующихся из них почв. В процессе почвообразования эти свойства получают дальнейшее развитие. Рухляк выветривания (элювий горной породы) служит благоприятным субстратом для поселения низших и высших растений и связанной с ними фауны и, соответственно, для интенсивного развития почвообразования.

В процессе почвообразования каждая почва проходит ряд последовательных стадий, направление, длительность и интенсивность которых определяются конкретным комплексом факторов почвообразования и их эволюцией в каждой точке земной поверхности.

Профиль горно-луговых почв отличается слабой дифференцированностью и небольшой мощностью, редко превышающей 60-70 см. Профиль имеет следующее строение: Ad-A-AC-C. Иногда в нем обособляется горизонт В. Для горно-луговых почв характерно наличие мощной, плотной, прочно скрепленной корнями травянистой растительности дернины мощностью до 10 см и более. Под дерниной располагается гумусовый горизонт А, имеющий мощность обычно в пределах 10-20 см, темно-бурого или коричневато-бурого цвета. Структура его мелкокомковатая, часто с элементами порошистости. В нем часто содержатся каменистые включения. Переход в нижележащий горизонт АС постепенный.

Переходный горизонт АС имеет мощность 15-25 см. Его окраска светлее, чем у гумусового горизонта, в ней присутствуют бурые тона. Структурные отдельности здесь также представлены мелкими комками и реже зернами, но выражены менее отчетливо. Количество каменистых включений в этом горизонте возрастает. Переход в горизонт С заметный.

Горизонт С - почвообразующая порода - представляет собой элювий, делювий (или, чаще, их сочетание) коренных пород. В значительной своей части он сложен каменистыми отдельностями (до 80% и более по объему) различного размера. Бесструктурный мелкозем часто окрашен в различные оттенки желто-бурого цвета. Горизонт С, обычно мощностью 20-30 см, переходит в коренную породу.

Горно-луговые почвы имеют малую плотность верхних горизонтов, для них характерны большая влагоемкость, уменьшающаяся книзу, и высокая водопроницаемость, также обычно уменьшающаяся от верхних горизонтов к нижним. Они содержат большое количество гумуса, при этом в его составе много слабогумифицированных соединений, придающих ему «грубый» характер. В гумусе преобладают фульвокислоты. В минеральной части почвы часто высокое содержание свободных оксидов железа, вплоть до образования конкреций.

Почвы имеют кислую реакцию. Кислотность горно-луговых почв обусловлена в основном алюминием. Эти почвы имеют невысокую емкость катионного обмена и слабо насыщены основаниями.

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.

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.

Таковы наиболее общие свойства горно-луговых почв. Однако определенные различия в их свойствах, связанные с биоклиматическими особенностями альпийского и субальпийского поясов, дают основания для их подразделения на горно-луговые альпийские и горно-луговые субальпийские почвы.

Основные массивы данных почв распространены на территории Ирафского административного района РСО-Алания, в районе селения Задалеск и урочища «Сурх», а также на территории Алагирского административного района в районе селения Дзуарикау. Следует отметить, что по настоящее время рассматриваемые почвы в научной литературе практически не освещены.

Для выявления их генезиса и физико-химических свойств нами были заложены несколько опорных почвенных разрезов и ряд почвенных прикопок и отобраны образцы почв для химического и механического анализов.

В результате проведенных исследований установлено, что почва, которая сформировалась на элювиально-делювиальных отложениях известняков и сланцев, имеет схожие морфолого-генетические черты с горными луговыми почвами сформированными на красноцветной коре выветривания [3].

Для выявления влияния древних красноцветных кор выветривания на валовой состав и распределения валовых форм химических элементов в профиле рассматриваемых почв нами проведен анализ красноцветных почв сформированных в разных экологических условиях (табл.1)

Таблица 1

Валовой химический состав горной лугово-степной почвы, сформированной на элювио-делювии красноцветной коры выветривания

Результаты анализов показывают, что горные лугово-степные почвы даже на идентичных красноцветных почвообразующих породах имеют разные показатели валового химического состава. Следует отметить, что в первом случае (разрез №1), горная лугово-степная почва развивается в условиях промывного, а во втором (разрез №6) в условиях непромывного водного режима, то есть в аридных условиях.

Результаты анализов показывают, что горные лугово-степные почвы в зависимости от почвообразующих пород имеют неодинаковые показатели валового химического состава. Почвы, сформированные на древней красноцветной коре выветривания, содержат меньшее количество оксидов кремния и алюминия в сравнении с почвами, сформированными на элювио-делювии глинистого сланца и известняка (табл. 2).что находится в прямой зависимости от экологических условий [2, 4].

Таблица 2

Валовой химический состав горной лугово-степной почвы, сформированной на элювио-делювии глинистых сланцев и известняков

Общеизвестно, что для элювия характерна тесная связь с исходной горной породой, как по физическим, так и по химическим показателям. Так, древняя красноцветная кора выветривания содержит от 5,6 до 36,6% оксида кремния, тогда как в известняках и сланцах его от 6.8 до 53%., то есть несколько больше. Следовательно, в верхних дерновых горизонтах почв на красноцветной коре выветривания SiO₂ содержится 35,0 (Разрез№2, условия промывного водного режима) и 36,6% (Разрез №6, условия непромывного водного режима), тогда как аналогичные горизонты почв на глинистых сланцах и известняках содержат соответственно 53,9 и 41,2

В почвах на красноцветных корах выветривания содержание Al₂O₃ небольшое и составляет в горизонте Ад - 10,9% и 4,2%; А 9,5 и 4,4%; В 3,7 и 4,5% и С 1,7 и 2,9., тогда как например в почвах на глинистых сланцах в Ад-15,9%; А-17,0%; В-18,8% и С-19,%. Обращает на себя внимание различное содержание данного элемента в красноцветных почвах, сформированных в разных экологических условиях. Так, красноцветные почвы развитые в более влажных условиях содержат большее количество Al₂O₃, чем другие аналогичные почвы [1, 6].

В почвах на глинистых сланцах и известняках Fe₂O₃ в горизонте А_д содержится соответственно 6,9 и 4,4%, тогда как в почвах на красноцветных корах выветривания 5.9 и 9,9%. В почвообразующих породах на почвах на сланцах и известняках 8,5 и 0.,46%. В аналогичных горизонтах сравниваемых почв количество железа колеблется от 4,2 до 27.5% _.

Содержание TiO₂ в почвах, сформированных на сланцах и известняках одинаковое и составляет 0,6%, 0,7% соответственно. В красноцветных почвах его значительно меньше - 0,4% и 0,1%.

Большое содержание кальция выявлено нами в почвах на красноцветных корах выветривания сформированных в условиях промывного водного режима: Ад-13,0%; А-13,5, В-26,5%; С 30,1%. В почвах на сланцах и известняках этот показатель несколько ниже и варьирует в среднем от 3,7 до 25,5%

Несколько большие показатели подвижного магния зафиксированы в почвах на красноцветных корах выветривания. В почвенном профиле их содержание составляет соответственно от 6.5% и далее до 11,5% в горизонте С, тогда как в почвах на сланцах MgO содержится соответственно от 0,53% в горизонте Ад до 2,38 в горизонте С и известняках от 3,8 до 13,8%

Содержание марганца во всех рассматриваемых почвах небольшое (0,01-0,21%). Больше всего МnO зафиксировано в красноцветных почвах. Так, содержание его в Ад составляет 0,21%, тогда как на известняках и сланцах марганца в Ад содержится от 0.03 до 0,1% [7].

Таким образом, результаты валового химического анализа горной луговой почвы сформированной на разных почвообразующих породах показывают определенную закономерность содержания в горизонтах почвенного профиля в зависимости от содержания их в почвообразующей породе. Горная лугово-степная почва на красноцветной коре выветривания развивающаяся в более сухих условиях в целом содержит большее количество элементов, нежели аналогичная почва, развивающаяся в аридных условиях. Содержание их в материнской породе наследуется почвой с небольшими изменениями, которые вносят процессы почвообразования. Это относится к биологическому накоплению и миграции микроэлементов в условиях кислой реакции почвенной среды и промывного водного режима, характерных для горных почв.

Черчесова С.К., д.б.н., профессор, Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, г.Владикавказ;

Бекузарова С.А., д.с.-х.н., профессор, Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, г. Владикавказ.