Особенности почвообразования.

В поясе кедрового стланика на побережье Тауйской губы широко представлены подзолы иллювиально-гумусовые. В составе их мелкозема резко преобла­дают крупнопылеватые (0,05-0,01 мм) и тонкопесчаные фракции, количество которых заметно снижается с глубиной. Илистых частиц очень мало, что объясняется суспензионным выносом их за пределы профиля и коагуляцией в микроагрегаты (рис. 5, 6). Сильная каменистость и домини­рование в мелкоземе грубодисперсных частиц определяют большую фильтрационную способ­ность почв, «провальный» водный режим и господство в профиле окислительных условий. Рас­пределение илистой фракции указывает на формирование двух типов профилей: с элювиально­иллювиальным характером и с накоплением тонкодисперсных частиц в верхнем оподзоленном го­ризонте. Элювиально-иллювиальное распределение ила обусловлено преобладанием процессов иллювиально-гумусового оподзоливания и суспензионного выноса над процессами оглинивания в верхнем, наиболее прогреваемом горизонте. Этому способствуют маломощность растительных подстилок и сильная каменистость всей почвенной толщи. Образование максимума ила в средней части профиля определяется процессами мобилизации R2O3 и выпадением их в осадок при изме­нении реакции среды.

Накопление илистой фракции в оподзоленном горизонте подзола иллювиально-гумусового объясняется преобладанием процессов глинообразования над суспензионным выносом. Этому способствуют большая влагоемкость подстилок, обусловливающая перехват атмосферных осад­ков, и повышенное поступление (по сравнению с минеральными почвами) в прилежащие мине­ральные горизонты подвижных органических кислот.

Характер профиля по физико-химическим показателям однотипен. Органоаккумулятивные и подзолистые горизонты имеют сильнокислую реакцию, большую обменную и гидролитическую кислотность. В горизонтах Bh и ВС значения pH нейтрализуются. Резкое изменение pH под подзо­листыми горизонтами имеет очень важное почвообразовательное значение, поскольку выполняет роль своеобразного барьера по отношению к геохимическим мигрантам.

Распределение поглощенных оснований имеет четко выраженный аккумулятивный харак­тер. Обращает на себя внимание относительно низкое содержание кальция и магния в органоакку­мулятивных горизонтах (01, AT, AOAI). Это объясняется низкой зольностью опадов и интенсив­ным выщелачиванием оснований из органических остатков в условиях низких температур и про­мывного водного режима почв.

Групповой и фракционный состав гумуса рассматриваемых почв характеризуется: 1 - пре­обладанием фульвокислот над гуминовыми кислотами; 2 - доминированием в составе гумуса под­вижных и агрессивных фракций, способных активно воздействовать на почвенные минералы, вы­зывать их разрушение, образовывать подвижные органоминеральные соединения и осаждаться в виде комплексов с железом и алюминием; 3 - очень низким содержанием фракций гуминовых и фульвокислот, способных образовывать малоподвижные комплексы с кальцием и магнием (фрак­ция 2); 4 - заметной дифференциацией относительного содержания различных фракций в почвен­ных профилях.

Наиболее выражена дифференциация кислотно-растворимой и свободной фракций фуль­вокислот (1 а и 1), которые заметно вынесены из оподзоленных горизонтов и относительно нака­пливаются в иллювиальных. Мигрируя из подстилок, указанные фракции активно взаимодейст­вуют с почвенными минералами, вызывая трансформацию неподвижных R2O3 в подвижные. Но при этом мобилизуется относительно небольшое количество А1₂0з и Fe₂O₃, вследствие чего соз­дается широкое соотношение между новообразованными гумусовыми веществами и R₂O₃. В этих условиях органоминеральные комплексы сохраняют высокую подвижность и легко вымы­ваются из оподзоленных горизонтов вниз. Значительная часть их осаждается в иллювиальной части профиля, что вызвано резким сужением соотношения между гумусовыми веществами и оксидами железа и алюминия (Пономарева, 1964; Кауричев, Ноздрунова, 1960) и заметным по­вышением значений pH, вследствие чего снижается подвижность органоминеральных соедине­ний (Таргульян, 1971).

Распределение негидролизуемого остатка имеет аккумулятивный характер: максимум его приходится на элювиальные горизонты, минимум - на иллювиальные. Высокое его содержание в первых обусловлено накоплением измельченного корневого опада прошлых лет.

Таким образом, верхние органоаккумулятивные горизонты содержат преимущественно гру­бые, полуразложившиеся или обугленные растительные остатки, т. е. накапливаются конечные или стадийные малоподвижные продукты минерализации и гумификации растительного опада. Преобладание бесцветного или светло-серого гумуса свойственно не только почвам побережья Тауйской губы (Наумов, 1963; Наумов, Градусов, 1964), но и многим подзолистым почвам север­ной тайги и лесотундры Евроазиатского Севера (Пономарева, 1964; Таргульян, 1971). Горизонты Bhf содержат дисперсный иллювиальный гумус, который в соединении с R₂O₃ образует пленки и корки на поверхности щебня.

Минеральные горизонты характеризуются высокой гумусированностыю. В этом отношении они сходны с подзолистыми почвами Кольской лесотундры и резко отличаются от малогумусных подзолистых песчаных почв таежной зоны европейской части России (Пономарева, 1964).

Особенностью почв экосистем кедрового стланика является образование своеобразных тор­фянистых горизонтов в условиях интенсивного поверхностного и внутрипочвенного дренажа, ис­ключающего сколько-нибудь длительное переувлажнение.

По валовому составу рассматриваемые почвы в общем сходны с подзолами горных тундр, но отличаются характером распределения оксидов в органогенной части профиля. Напомним, что в почвах холодных гумидных областей торфянистые горизонты по сравнению со свежими под­стилками относительно обогащаются R₂O₃ (Таргульян, 1971). В почвах же кедровых стлаников торфянистые горизонты, по сравнению с гор. 01, существенно беднее алюминием, железом, мар­ганцем, фосфором и калием и, наоборот, богаче кальцием и магнием. Можно допустить, что это в значительной мере определяется химическим составом мелких корней стланика и кустарничков, густо пронизывающих горизонт. В составе их золы наблюдается близкое соотношение между ука­занными элементами.

Минеральная часть почвенного профиля заметно обеднена кремнеземом по сравнению с ма­теринской породой. Это объясняется высокой растворимостью его в интервале pH 4,0-6,0 и силь­ной недонасыщенностью им природных вод в холодных областях (Краускопф, 1963). На фоне аб­солютного обеднения почвенной толщи кремнеземом в ней относительно накапливаются алюми­ний, железо, титан, кальций и магний. Это связано с малой растворимостью в воде гидрооксидов алюминия и железа и значительно более узким диапазоном значений pH, в пределах которых они сохраняют устойчивость в растворах. Известно, что миграция Fe и А1 в кислой среде осуществля­ется в основном в виде органоминеральных комплексов, сохранявших устойчивость лишь при достаточно широком отношении перегнойных кислот к мобилизуемым R2O3 (Пономарева, 1964; Кауричев, Ноздрунова, 1960). При сужении этого соотношения, увеличении концентрации раство­ра и повышении значений pH устойчивость органоминеральных комплексов в растворах резко снижается. Подобные изменения имеют место в профиле почв экосистем кедрового стланика при передвижении растворов из верхних горизонтов вниз. Именно ими объясняется осаждение значи­тельной части соединений алюминия и железа в пределах почвенной толщи, формирование иллю- виально-алюмо-железисто-гумусовых горизонтов. Последнее подтверждается расчетами молеку­лярных отношений кремнезема к А1₂0з и ГсзОз, свидетельствующих о резком снижении их вели­чин в иллювиальной части профиля.

Несоответствие между низким содержанием ила и аккумуляцией подвижных оксидов в гор. Bhf, по мнению Е.М. Наумова (1963), объясняется наличием их в почве как в виде пленок на поверхности крупных частиц, так и в форме органоминеральных конкреций, которые не разруша­ются при механическом анализе. Распределение аморфных R₂O₃ в почвенных профилях четко дифференцировано: иллювиальные горизонты заметно обогащены ими, в отличие от оподзолен- ных, что коррелирует с валовым составом.

Почвы экосистем кедрового стланика пологих шлейфов склонов и межгорных долин разви­ваются на элювии, элювиоделювии и аллювии гранодиоритов и андезитобазальтов. По механиче­скому составу они представлены супесчаными, легко- и среднесуглинистыми разновидностями. Особенностью изученных разрезов являются слабая сортированность, сильная щебнистость (на шлейфах и в подножиях склонов) и большое содержание галечникового аллювия (на террасах). Следует отметить, что по накоплению тонкодисперсных частиц рассматриваемые почвы заметно богаче подзолов, развивающихся на склонах. По-видимому, это объясняется как более интенсив­ным развитием процесса глинообразования, так и суспензионным боковым привносом ила с вы­шележащих элементов рельефа.

Накопление ила в минеральной части почвенного профиля может быть различным. Уста­новлено, что почвы с его аккумуляцией в подзолистых горизонтах развиваются в нижних частях склонов и характеризуются относительно мощными торфянистыми горизонтами. В связи с дли­тельным сохранением в них сезонной мерзлоты талые воды удаляются поверхностным стоком. Что касается летних атмосферных осадков, то они почти полностью перехватываются торфяни­стыми горизонтами и в минеральную часть профиля не поступают. Именно с этим связаны огра­ничение суспензионного выноса из верхних горизонтов в нижние и отсутствие максимумов ила даже в надмерзлотных горизонтах.

Почвы со слабо выраженной элювиально-иллювиальной дифференциацией ила приурочены к выровненным частям террас и отличаются от описанных выше разрезов меньшей мощностью торфянистых горизонтов. Однако от последних они отличается отсутствием привнося дисперсных частиц с вышележащих поверхностей, а также более выраженным промыванием почвенной толщи нисходящими почвенными растворами, что, очевидно, стимулирует процессы суспензионного вы­носа ила из верхних минеральных горизонтов в нижние, вызывая слабо выраженную элювиально­иллювиальную дифференциацию тонкодисперсных частиц на фоне общего относительного обо­гащения ими верхних горизонтов.

Подзолы с четко выраженной дифференциацией профиля по илу обычно распространены на пологих шлейфах склонов или повышенных частях террас. Они характеризуются отсутствием торфянистых и маломощностью перегнойных горизонтов, следствием чего является интенсивный промывной режим, обусловливающий превышение процессов суспензионного выноса над глино- образованием.

Содержание обменных оснований, а также подвижных форм калия и фосфора невелико. Распределение их по профилю у всех исследованных разрезов имеет поверхностно-аккумулятив­ный характер. Максимум содержания этих элементов приурочен к органогенным горизонтам; в минеральных - количество их резко снижается, а распределение в профиле практически не диф­ференцировано. Последнее не согласуется с наличием четкой морфологической оподзоленности рассматриваемых почв и может быть, очевидно, объяснено очень низким содержанием способных к мобилизации форм фосфора и калия в первичных минералах.

Особенно характерным для подзолов является высокое содержание органического вещества во всей минеральной толще. Распределение его в профиле указывает на формирование почв с двумя типами гумусового профиля: 1 - иллювиально-гумусового и 2 - пропитанно-гумусового.

Представляет интерес факт относительного превышения содержания гуминовых кислот над фульвокислотами в перегнойном горизонте и близкое соотношение между этими группами гуму­совых веществ в подзолистом, что можно рассматривать как своеобразный парадокс, не соответ­ствующий, на первый взгляд, специфике подзолистого почвообразования. Однако изучение орга­нического вещества болотных почв с высокозольными торфами показало, что гуминовые кислоты значительно превышают по содержанию фульвокислоты (Николаева, 1958, 1959; Пономарева, Плотникова, 1980; Пономарева, Николаева, 1959). Это дает основание полагать, что гуматный (ульматный) состав органического вещества в перегнойном и подзолистом горизонтах рассматри­ваемых почв, очевидно, обусловлен большим участием в составе органики лишь частично гуми­фицированных растительных остатков. Наши специальные исследования полностью подтвердили это. Учеты запасов подземной фитомассы показали, что в перегнойном и подзолистом горизонтах подзолов надмерзлотно-глеевых накапливается большое количество измельченных органических остатков, а в иллювиальных содержание их резко снижается. Последнее коррелирует со значи­тельным расширением соотношения С г. к. : С ф. к. в указанной части профиля.

Рассматриваемым почвам свойственна ярко выраженная биогенная аккумуляция фосфора, кальция и калия. Распределение данных элементов в органогенном слое неравномерно. Максимум их приурочен к подстилкам, включающим сравнительно свежий опад хвои стланика и лиственни­цы; с глубиной содержание элементов-органогенов резко снижается вследствие потребления их растительностью, выщелачивания в нижние горизонты и за пределы почвенной толщи.

Минеральная часть профиля этих почв четко дифференцирована, что коррелирует с морфо­логическим строением. Подзолистые горизонты по сравнению с нижележащими резко обогащены кремнеземом и обеднены алюминием и железом. Распределение других оксидов не показательно. В одних разрезах подзолистый горизонт несколько обеднен кальцием и калием, в других - элюви­альный минимум этих элементов не выражен, что может быть обусловлено низким содержанием способных к мобилизации веществ в почвообразующих породах. Особенностью данных почв яв­ляется интенсивное накопление R2O3 в иллювиальных горизонтах. При этом иллювиальные мак­симумы этих элементов не совпадают. В большей части исследованных разрезов максимум железа приурочен к верхней части гор. Bhf, а алюминия - к нижней, что свойственно подзолистым поч­вам и объясняется большей устойчивостью фульватно-алюминиевых соединений над гуматно- железистыми (Пономарева, 1964).

В отдельных случаях интенсивное накопление железа приводит к образованию своеобраз­ных темноокрашенных и сцементированных ортзандовых горизонтов, в соответствии с чем почвы с такими горизонтами выделяются в самостоятельный род подзолов оруденелых. Обращает на се­бя внимание несоответствие между малой мощностью подзолистого горизонта и растянутостью иллювиального по отношению к железу. Совершенно очевидно, что формирование гор. Bhf не может быть обусловлено только выносом этого элемента из элювиальной части профиля. По- видимому, столь интенсивное накопление железа может быть объяснено как иллювиированием его из подзолистого горизонта, так и коллювиальным подтоком обогащенных Fe₂O₃ почвенных растворов с вышележащих элементов рельефа. Приуроченность оруденелых почв к подножиям или нижним частям склонов не исключает такой возможности.

Таким образом, изучение почв экосистем кедрового стланика в ландшафтах Тауйской губы позволило выявить наиболее существенные особенности почвообразования.

1. Для автономных мезоморфных почв песчано-супесчаного и суглинистого механического состава характерно развитие подзолистого процесса, вызывающего формирование подзолистого Al-Fe-гумусового профиля.

2. Суровые климатические условия, краткость теплого периода, малочисленность и малая активность почвенной микрофлоры, а также низкозольность и богатство растительности дубиль­ными веществами, восками и смолами способствуют превышению темпов поступления опадов над их разложением. В результате образуются грубогумусовые и торфянистые горизонты в почвах, развивающихся не только в гидроморфных и полугидроморфных условиях, но и при наличии ин­тенсивного поверхностного и внутрипочвенного дренажа.

3. Почвы автономных ландшафтов характеризуются образованием в торфянистых подстил­ках большого количества сильно подвижных и, следовательно, наиболее агрессивных по отноше­нию к первичным минералам гумусовых веществ, обусловливающих сильнокислую реакцию и практически полную ненасыщенность органогенных и подзолистых горизонтов, осветление по­следних, обогащение фульвокислотным гумусом всей почвенной толщи и образование ярко выра­женных иллювиальных максимумов по отношению к гидрооксидам алюминия и железа.