При вовлечении естественных ландшафтов всельскохозяйственное пользование скорости итренды преобразования почв претерпевают значительные, порой катастрофические изменения. Антропогенное воздействие может не только непосредственно трансформировать почвенный профиль, но иизменять характер взаимодействия почвы сабиотическими факторами среды, кардинально преобразуя сами факторы почвообразования [3, 6]. Встатье рассмотрен конкретный случай агрогенной трансформации мерзлотной палевой слабоосолоделой почвы Центральной Якутии.
Материалы иметоды исследования
Полевые работы проводились вконце июля 2010г. на слабонаклонном пологоволнистом приводораздельном склоне южной экспозиции коренного берега р.Лена вокрестности с. Синск. Объектом натурного изучения был выбран массив раскорчеванного в1970г. лиственничного леса, естественный почвенный покров которого представлен мерзлотной палевой слабоосолоделой почвой. Полевые исследования проводились по принципам системного подхода методом ключевых участков, путем заложения почвенно-растительной катены, морфологического описания почвенных профилей, отбора образцов. Почвенные образцы проанализированы общепринятыми впочвенной лабораторной практике физико-химическими методами [1].
Почвенная катена представлена тремя разрезами мерзлотной палевой почвы, заложенными на 150-тиметровом отрезке ихарактеризующими 3 разные растительные сообщества. На месте первого почвенного разреза (разрез 1-Син10) выращивался картофель до 80-тых годов, после стал залежью, на котором внастоящее время произрастает сенокосный полидоминантный разнотравно-злаковый луг сгустым травостоем. Второй разрез (разрез 2-Син10) заложен на участке, где после раскорчевки провели лишь вспашку, который постепенно зарос кустарниково-травянистым березняком спримесью сосны, лиственницы ибольшим количеством подроста ели. Проективное покрытие напочвенного покрова березняка составляло 50-60 %. Место заложения третьего разреза (разрез 3-Син10)– нетронутый биоценоз– кустарниково-зеленомошный лиственничник спримесью березы иподростом ели. Вкустарниковом ярусе лиственничника встречаются ольха кустарниковая, шиповник, голубика, багульник, спирея, внапочвенном покрове преобладают зеленые мхи, грушанка, боровая матка, брусника, редко встречаются злаки, лишайники.
Результаты исследования иих обсуждение
Палевые осолоделые почвы приурочены большей частью ксреднему инижнему уровням (100–170 мнад ур. м.) древней аллювиальной равнины, сложенной лессовидными суглинками, исклонам денудационной равнины, где они развиты на элювии плотных пород [4]. Ниже приведем координаты, характеристики морфологического строения исследованных почв (см. рисунок).
Разрез 3-Син10.Данные GPS: N– 61°08.452’ с.ш., E– 126°50.499’ в.д., Н– 177 над ур. м. Строение профиля: О(0– 3 см)– Аh (3– 9см)– AJe (9– 14 см)– BPLt (14– 25(41) см)– ВСаt (25(41)– 63(78) см)– ССа (63(78)– 120 см). Мерзлота наблюдается сглубины 126 см. Почва: мерзлотная палевая слабоосолоделая. Данная почва имеет хорошо дифференцированный по цвету профиль сполным набором почвенных горизонтов. Наличие перегнойного горизонта говорит озамедленных процессах гумификации, апроявления миграционных процессов илистой фракции обусловлены развитием процессов осолодения-осолонцевания. Аккумуляция карбонатов сглубины носит миграционно-мицелярную форму. Включения древесных углей иотмерших древесных корней на глубине свидетельствуют омногократных пирогенных циклах данной территории, амелкие охристые пятна (с диаметром примерно 0,5 см) внижней части профиля– опроцессе надмерзлотного оглеения. Неровные границы горизонтов свидетельствуют опроцессах криотурбации, полигонально-трещиноватый микрорельеф выражен слабо. Почвообразующей породой является карбонатный лессовидный суглинок спрерывистыми прослойками более темного цвета итяжелого гранулометрического состава.
Строение почвенных профилей дерново-луговой постагрогенной глееватой (разрез 1-Син10), палевой слабоосолоделой поверхностнотурбированной (разрез 2-Син10) ипалевой слабоосолоделой почв (разрез 3-Син10)Условные обозначения: разными цветами выделены уровень мерзлоты вмомент исследования ипочвенные горизонты; сбоку– индексы горизонтов, белыми точками обозначено наличие свободных карбонатов, черными точками– включения древесных углей, серыми короткими волнистыми линиями– ходы дождевых червей, акрупными– глинистые прослойки
Разрез 2-Син10.Данные GPS: N– 61°08.426’ с.ш., E– 126°50.502’ в.д., Н– 175 над ур. м. Строение профиля: О(0– 1 см)– [AJAJeBPL]tr (1– 18(29) см)– BPLt (18(29)– 56 см)– BCa (56– 75 см)– ССа (75– 142 см). Мерзлота начинается сглубины 142 см. Почва: мерзлотная палевая слабоосолоделая поверхностнотурбированная. Почва березняка имеет вверхней части мозаичное строение врезультате одноразовой глубокой обработки сельскохозяйственной техникой, приведшей кобразованию на поверхности бороздчатого микрорельефа. На обработку поверхностного слоя почвы так же указывает равномерное распределение обильных включений мелких древесных углей по всей толще поверхностнотурбированного горизонта так же, как ив разрезе 1-Син10.Увеличение мощности сезонно-талого слоя (СТС) отражено впрофиле опусканием уровня нахождения свободных карбонатов обработкой 10 %-й соляной кислотой до 56 см по сравнению такого вразрезе 3– Син10 ичеткой его границей.
Разрез 1-Син10.Данные GPS: N– 61°08.366’ с.ш., E– 126°50.556’ в.д., Н– 174 мнад ур. м. Строение профиля: Аd,lc (0– 1,5 см)– Ара,lc (1,5– 23(27) см)– ВPLlc,t (23– 27(32) см)– ВСlc (27(32)– 70 см)– ССа,g (70– 154 см). Мерзлота обнаружена на глубине 164 см. Почва: дерново-луговая постагрогенная глееватая. Строение почвенного профиля указывает на степень антропогенного воздействия, врезультате которого из исходной палевой слабоосолоделой почвы схорошо дифференцированным профилем образовалась дерново-луговая постагрогенная почва сгумусово-карбонатным профилем. При этом иллювиальный горизонт уменьшился ипредставляет небольшую прослойку в3-4см. Старопахотный горизонт равномерно прокрашен гумусом. Поднятие карбонатов кповерхности однозначно связано сизменениями гидротермического режима почвы, который всвою очередь определяется целым комплексом сложно сочетающихся природных условий, антропогенных факторов ивремени [2, 5]. На этом открытом участке, благодаря раннему сходу снежного покрова, положительные температуры впочве устанавливаются раньше, чем влесу. Водоудерживающая способность пахотного слоя больше, чем уестественных поверхностных горизонтов почв, поэтому поток тепла вглубь больше на пашне. Орошаемое возделывание картофеля втечение длительного времени способствовало мобилизации легкорастворимых солей иих накоплению впрофиле агрогенной почвы всемиаридных условиях Центральной Якутии. Всвязи спритоком дополнительной влаги врезультате напочвенного ивнутрипочвенного бокового стока впрофиле дерново-луговой постагрогенной почвы грунт над мерзлотой вмомент полевого исследования мокрый иимеет признаки надмерзлотного оглеения ввиде слабо-охристых пятен. Наблюдается увеличение влажности почвы вниз по профилю во всех трех разрезах. Мерзлотная листовато-чешуйчатая текстура внижней части профиля четче проявляется вразрезах, заложенных под пологом леса (разрез 2– Син10, разрез 3– Син10).
Физико-химические свойства исследованных почв (табл. 1, 2) подтверждают образование нового постагрогенного типа почвы под луговой растительностью сщелочной реакцией почвенного раствора, суменьшением содержания гумуса вследствие усиления микробиологической активности при пропашной, орошаемой системе земледелия. Почвам раскорчеванных участков свойственны близкие значения содержания обменных оснований. Ёмкость катионного обмена минеральных горизонтов почв трех разрезов соответствует их суглинистому гранулометрическому составу ихарактеризуется насыщенностью основаниями. Вмывание илистых частиц впалево-метаморфический горизонт (ВPLlc,t, ВPLt) характерен для всех почв. Вдерново-луговой постагрогенной почве этот процесс более выражен вследствие разложения гумуса, распыления иувеличения фильтрационной способности при механической обработке почвы, высоких норм полива ввегетационный период. Взалежном состоянии пахотная почва сильно уплотнилась, остаточный иллювиальный горизонт, который являлся одновременно иплужной подошвой, стал временным водоупором для талых идождевых вод. Морфологически это выражалось наличием единичных охристых примазок. Резкое увеличение содержания гумуса впочве березняка можно объяснить гумификацией запаханного напочвенного покрова ибогатым травяно-лиственным опадом втечение относительно длительного промежутка времени.
Таблица 1
Антропогенное изменение физико-химических свойств мерзлотной палевой слабоосолоделой почвы
|
Гори- зонт |
Глубина, см |
рН |
Гумус, % |
Обменные катионы, мг-экв/ 100 гпочвы |
СО2 карбона- тов, % |
||||
|
Н2O |
KCl |
Ca+2 |
Mg+2 |
Na+ |
H+ |
||||
|
Дерново-луговая постагрогенная глееватая (луг, разрез 1-Син10) |
|||||||||
|
Ара,lc |
8–18 |
8,1 |
7,3 |
3,5 |
11,7 |
5,6 |
1,8 |
Не обн. |
2,4 |
|
ВPLlc,t |
23–32 |
8,2 |
7,4 |
2,8 |
11,2 |
7,7 |
1,5 |
Не обн. |
3,5 |
|
ВСаlc |
60–70 |
8,7 |
7,9 |
1,6 |
6,1 |
5,1 |
1,6 |
Не обн. |
2,5 |
|
ССа |
102–112 |
8,7 |
7,9 |
1,2 |
7,1 |
6,1 |
1,6 |
Не обн. |
3,1 |
|
ССа,g |
130–140 |
8,6 |
7,7 |
0,3 |
9,2 |
6,1 |
1,6 |
Не обн. |
2,6 |
|
Мерзлотная палевая слабоосолоделая поверхностнотурбированная (вторичный березняк, разрез 2-Cин10) |
|||||||||
|
О |
0–1 |
6,3 |
5,8 |
75,4* |
–** |
– |
– |
– |
– |
|
[AJAJeBPL]tr |
8–18 |
6,2 |
4,8 |
12,4 |
17,1 |
6,4 |
1,4 |
0,1 |
Не обн. |
|
ВPLt |
35–45 |
6,7 |
5,1 |
10,8 |
12,2 |
6,1 |
1,6 |
0,04 |
Не обн. |
|
BCa |
60– 0 |
8,2 |
7,3 |
3,2 |
11,2 |
3,6 |
1,6 |
Не обн. |
2,4 |
|
ССа |
100–110 |
8,4 |
7,6 |
2,8 |
8,1 |
4,6 |
1,8 |
Не обн. |
3,8 |
|
Мерзлотная палевая слабоосолоделая (лиственничник кустарничково-зеленомошный, разрез 3-Син10) |
|||||||||
|
О |
0– 3 |
5,5 |
4,7 |
79,4* |
- |
- |
- |
- |
Не обн. |
|
Аh |
3– 9 |
5,2 |
4,3 |
52,2* |
55,1 |
16,4 |
9,2 |
4,9 |
Не обн. |
|
AJe |
9– 14 |
5,9 |
4,7 |
5,3 |
20,9 |
5,6 |
2,0 |
0,4 |
Не обн. |
|
ВPLt |
15– 25 |
7,3 |
6,2 |
4,5 |
15,3 |
5,1 |
1,8 |
0,04 |
Не обн. |
|
ВСаt |
50– 60 |
8,5 |
7,8 |
4,0 |
8,7 |
5,1 |
1,8 |
Не обн. |
5,5 |
|
ССа |
100– 110 |
8,5 |
7,6 |
1,5 |
6,1 |
5,6 |
1,9 |
Не обн. |
2,6 |
*– потеря при прокаливании; **– анализ не произведен.
Таблица 2
Гранулометрический состав трансформированных иненарушенной мерзлотных почв
|
Горизонт |
Глубина, см |
Гигро- влага, % |
Удель. масса, г/см3 |
Количество частиц, %; диаметром, мм |
Сумма частиц, % |
|||||
|
1 – 0,25 |
0,25 – 0,05 |
0,05– 0,01 |
0,01– 0,005 |
0,005– 0,001 |
<0,01 мм |
<0,001 мм |
||||
|
Дерново-луговая постагрогенная глееватая (луг, разрез 1-Син10) |
||||||||||
|
Ара,lc |
8– 18 |
1,65 |
2,59 |
0,8 |
34,5 |
34,5 |
4,9 |
8,7 |
30,2 |
16,6 |
|
ВPLlc,t |
23– 32 |
2,14 |
2,62 |
0,7 |
30,1 |
31,3 |
5,0 |
8,0 |
37,9 |
24,9 |
|
ВСаlc |
60– 70 |
0,91 |
2,67 |
0,2 |
33,9 |
46,2 |
4,4 |
6,3 |
19,7 |
9,0 |
|
ССа |
102 -112 |
1,35 |
2,65 |
0,4 |
36,0 |
38,2 |
5,4 |
6,3 |
25,4 |
13,7 |
|
ССа,g |
130– 140 |
1,68 |
2,62 |
0,1 |
19,2 |
49,4 |
5,5 |
8,9 |
31,3 |
16,9 |
|
Мерзлотная палевая слабоосолоделая поверхностнотурбированная (вторичный березняк, разрез 2-Cин10) |
||||||||||
|
[AJAJeBPL]tr |
8– 18 |
1,88 |
2,57 |
0,8 |
33,0 |
38,5 |
5,5 |
7,1 |
27,7 |
15,1 |
|
ВPLt |
35– 45 |
1,86 |
2,66 |
0,2 |
28,0 |
42,6 |
5,2 |
5,9 |
29,2 |
18,1 |
|
BCa |
60– 70 |
1,38 |
2,65 |
0,1 |
31,9 |
43,8 |
4,1 |
7,1 |
24,2 |
13,0 |
|
ССа |
100– 110 |
1,19 |
2,69 |
0,1 |
32,8 |
43,9 |
4,5 |
7,3 |
23,2 |
11,4 |
|
Мерзлотная палевая слабоосолоделая (лиственничник кустарничково-зеленомошный, разрез 3-Син10) |
||||||||||
|
AJe |
9– 14 |
1,92 |
2,50 |
1,7 |
38,1 |
37,3 |
4,4 |
7,7 |
22,9 |
10,8 |
|
ВPLt |
15– 25 |
2,22 |
2,64 |
0,4 |
31,8 |
37,7 |
4,7 |
7,0 |
30,1 |
18,4 |
|
ВСаt |
50– 60 |
1,78 |
2,64 |
0,1 |
27,3 |
41,5 |
3,7 |
10,9 |
31,1 |
16,5 |
|
ССа |
100– 110 |
1,14 |
2,68 |
0,1 |
33,4 |
47,3 |
4,3 |
4,9 |
19,2 |
10,0 |
Заключение. Дерново-луговая постагрогенная глееватая почва характеризуется остаточными признаками антропогенной стадии эволюции ввиде старопахотного горизонта, специфического гумусного состояния, элювиирования из пахотного горизонта илистых частиц, признаками контрастного окислительно-восстановительного состояния на уровне плужной подошвы, уплотнения поверхностных горизонтов. Изучение постагрогенных почв позволит выявить устойчивость ифункционирование агрогенных горизонтов вновых естественных циклах почвообразования.