 |
|
|
О жизни почв |
Почвы ополий Центральной России. Поймы рек
|
Смотрите также:
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
В настоящее время появилось много работ, посвященных изучению структуры почвенного покрова. Как пойдет исследование этой проблемы, покажет будущее. Сейчас важно подчеркнуть, что это - задача географо-генетическая, и она должна решаться преимущественно в плане естественноисторической концепции. Появившаяся тенденция преувеличивать роль статистических подходов при анализе структуры почвенного покрова мешает раскрыть объективные закономерности жизни почв, в частности выпадает из поля зрения главнейший фактор почвообразования - время.
Нельзя забывать, что компоненты почвенных комплексов часто одновозрастны, и хотя развитие их идет разными путями и темпами, но сопряженно через сток и ландшафтно-геохимическую обстановку. Памятуя о том, что генезис почв неотделим от генезиса материнских пород, возраст структуры почвенного покрова должен исчисляться с момента возникновения материнской породы. Однако не следует путать материнскую породу с подстилающей, ибо горизонт С - это подстилающая порода, а верхние горизонты почвы возникли из уже измененных почвообразованием горизонтов собственно материнской породы.
Для понимания закономерностей эволюции структуры почвенного покрова существенно, что почвы, наиболее полно соответствующие понятию того или иного генетического типа, занимают, как правило, малую площадь, доминируют же различные переходные варианты. Это в свое время отмечалось для поймы реки Волхов, где доминировали дерново-луговые почвы, а не луговые или дерновые. Поэтому при картографии почв основные по площади контуры будут закрашены в "переходные" тона. В этом смысле площадь сплошного распространения того или иного варианта почв - необязательное условие для выделения генетических категорий почв. Больше того, поскольку "тип" есть понятие собирательное (относящееся к совокупностям), то критерием для выделения типа может служить повторяемость контуров сходных почв в пространстве.
Изучив почвы Центральной России, можно сделать вывод: современные почвы ополий, отражая особенности происхождения территории, пород и рельефа, представляют собой два возникших одновременно и сопряженно эволюционирующих самостоятельных генетических типа почв. Почвы, приуроченные к повышениям микрорельефа, выделяем в генетический тип - ополец. Почвы, приуроченные к понижениям микрорельефа, выделены в генетический тип, названный ополица. В опольях опольцы и ополицы занимают небольшую площадь, доминируют в основном их переходные разновидности.
В общей классификации почв земного шара генетические типы опольных почв - ополец и ополица - входят в генетический переходный (от гидроморфных к автоморфным) класс почв, являясь по своему генезису и географии северными гомологами смониц Балканского полуострова, грумозолей Америки, тирсов Марокко, регуров Индии и других почв палеогидроморфного происхождения.
Говоря о генезисе почв ополий, следует особо подчеркнуть значение гривисто-западинного микрорельефа пойменных озеровидных расширений для формирования пойменных почв на двучленных (гривах) и одночленных (в западинах) наносах. Такой микрорельеф свойствен не только современным, но и палеопоймам. И так же, как в современной луговой пойме, почвам на гривах и в западинах присущ разный водный режим (и как следствие этого - разный растительный покров), так и в палеопоймах на территории современных ополий микроповышения и микрозападины имели ряд существенных различий в характере почвообразования.
С момента образования микрорельефа палеопойм микрозападинам и микроповышениям был свойствен разный почвенно-гидрологический режим, обусловленный в основном былым уровнем грунтовых вод и стоком вод с микроповышений в микрозападины. Эти различия были выражены сильнее на ранних этапах эволюции почв и растительного покрова ополий. Обсыхание территории привело к уменьшению контрастности почвенно-гидрологического режима гривы и западины. Но, несмотря на это, в современных почвах ополий сохранились реликтовые признаки - свидетели древнепойменного этапа их истории (слоистость почвообразующих пород, большое число точечных ортштейнов, пористость и кавернозность, остатки некогда мощных черных гумусовых горизонтов и т. д.).
Эти черты выражены в разной степени в микрозападине и на микроповышениях современного рельефа ополий. Как правило, в настоящее время в почвах микрозападин мы находим остатки черного горизонта (второй гумусовый горизонт современных почв), залегающего на глубине 25 - 50 сантиметров от поверхности, большое число точечных ортштейнов и ортштейноподобных образований по всему профилю (до глубины 2 метров), сильную пористость и т. д. Из-за более интенсивного увлажнения микрозападин в профиле их почв никогда не встречаются карбонаты.
В строении почвы микроповышений и микрозападин имеется ряд различий, которые находят отражение в величине потери от прокаливания, в содержании и, главным образом, в характере распределения кальция и железа. Почвы микроповышений отличаются более легким механическим составом, особенно в нижней части профиля. Ряд других признаков - мощность и окраска гумусовых горизонтов, количество капролитов и ходов червей, наличие обильной кремнеземистой присыпки - подчеркивает исходные генетические различия почв микроповышений и микрозападин. Существующие в настоящее время различия в строении почвы микроповышений и микрозападин являются следствием иных условий почвообразования, имевших место на ранних этапах формирования этих почв.
Одним из важных доказательств генетического своеобразия опольных почв может служить состав органического вещества этих почв. Сравнительная характеристика органического вещества различных почв Русской равнины показала, что по соотношению фракций гуминовых и фульвокислот опольцы ближе всего соответствуют подзолистым почвам Русской равнины, а ополицы - черноземным почвам.
Такое резкое совпадение состава органического вещества опольных почв с двумя контрастными генетическими типами почв Русской равнины кажется парадоксальным, если мы вспомним, что ополец и ополица существуют в одном ландшафте на крайне малых расстояниях друг от друга, иногда это всего лишь десятки и сотни метров. Ясно, что чернозем и подзол (если опираться только на данные состава органического вещества) не могут соседствовать столь близко.
Наблюдения по географии, морфологии, составу и свойствам опольных почв убеждают в том, что они имеют палеопойменное происхождение и, следовательно, их гомологов нужно искать среди почв современных и палеоарктических пойм.
И в самом деле, по составу органического вещества опольцы и ополицы оказались гомологами пойменных подбелов и луговых современных пойм Палеарктики. Таким образом, состав органического вещества опольных почв послужил еще одним доказательством палеопойменного генезиса почв ополий.
Итак, Владимирское ополье относится к числу типичных ополий Центральной России. Этот вывод сделан на основе его сравнения с ландшафтами других ополий. Исследования Владимирского ополья показали, что оно так же, как и другие ополья Центральной России, представляет собой останец палеопойменного ландшафта последнепровской ледниковой эпохи, и Тем самым подтвердили вывод о палеогеографической и историко-генетической общности ландшафтов ополий Центральной России.
Опольным ландшафтам принадлежит особая роль в истории Центральной России как первым, а потому наиболее древним очагам земледельческой культуры. Высокое плодородие почв ополий издревле привлекало внимание человека, превратившего их в пашни.
Киев и Чернигов, Брянск и Калуга, Владимир и Суздаль и многие другие древние русские города возникли в опольях - этих хлебных житницах Древней Руси. Обладание опольными землями решало многие политические и экономические проблемы далекого прошлого. Неспроста Александр Невский отомстил новгородцам, изгнавшим его из Новгорода, тем, что перекрыл хлебную дорогу из Владимирского ополья, избрав своей резиденцией Переславль-Залесский.
Владимирское ополье - район древнейшего поселения и культуры. Выгодное расположение среди больших судоходных рек, относительная разреженность лесов, обилие влаги, сравнительно плодородные почвы обусловили раннее развитие здесь земледелия, сделавшего впоследствии этот край житницей Ростово-Суздальского и окружающих княжеств. Земледелие велось очень примитивным способом, господствовала подсечная система, которая привела к уничтожению больших массивов лесов. Подсечное земледелие не удовлетворяло потребностей растущего населения, поэтому со временем его заменили пашенным (VII - VIII века чашей эры). Позже начинает применяться паровая система (пар, озимь, яровые), которая господствовала здесь вплоть до революции. Особенностью здешнего трехполья было наличие зеленого пара (пар засевался репой).
В IV - V веках параллельно происходило совершенствование сельскохозяйственных орудий: от суковатки времен подсечной системы, через соху, "косулю" и вязаную борону - к железному плугу.
Основными культурами были рожь, овес, лен, горох. Посевы пшеницы незначительны. Животноводство также развивалось здесь с давних пор, основой для его развития служили богатейшие луга.
Мещовское ополье в Калужской области издавна заселяли славянские племена вятичей, живших в бассейнах рек верхней Оки, Угры, Жиздры и их притоков. В I тысячелетии до нашей эры основным занятием славян-вятичей было скотоводство (преимущественно разведение лошадей), которое дополнялось земледелием, рыбной ловлей и охотой. Археологические раскопки показали, что в это время славяне-вятичи широко пользовались изделиями из кости, постепенно вытеснявшимися изделиями из железа, меди и бронзы. Железо добывалось из местного сырья (болотная руда), медь выплавлялась из привозной руды. Широко было развито у вятичей гончарное производство.
Примерно в V - VI веках нашей эры земледелие стало ведущим направлением в хозяйстве славян-вятичей. Одновременно изменялось и совершенствовалось гончарное производство, изменялся тип жилища, росли связи с племенами из Прибалтики, Приднепровья, Причерноморья, о чем свидетельствуют многочисленные находки вещей неместного происхождения. Особенно значительный "расцвет" земледелия наступил в конце I тысячелетия нашей эры, то есть примерно 1000 лет тому назад. Богатый и разнообразный сельскохозяйственный инвентарь: железные сошники, серпы, косы, топоры - свидетельствует о существенном прогрессе в земледелии. Лошадь все больше использовалась как тягловая сила. В пищевом рационе конину вытесняло мясо рогатого скота.
Славяне-вятичи селились по берегам рек Оки, Жиздры, Угры, Выссы, Брыни, Зуши и др. На высоких берегах этих рек они создавали города- укрепления, из которых наиболее известны Мещовск, Козельск, Воротынск, Перемышль, Серпейск, Серенск. Вокруг городов и поселков располагались пашни, засеянные в основном зерновыми культурами (рожь, овес). На широких пойменных лугах пасся скот. Пашни возникали сначала на естественных полянках, разбросанных среди лесов паркового типа. Постепенно пашни расширялись за счет вырубки и выжигания лесов. Раннее развитие земледелия оказало существенное влияние на характер естественной растительности ополий.
Ознакомление с историческими данными и обобщение материалов наших почвенных исследований позволяют высказать мнение, что в прошлом (V - X века нашей эры) ополья имели свой специфический облик растительного покрова, который можно определить как луголесье. Дубравные леса паркового типа чередовались с луговыми и отчасти с болотными угодьями. Леса занимали все возвышенности, оставляя понижения влажно-луговым и болотным ассоциациям. Мягкие формы рельефа, длинные пологие склоны и плоские обширные неглубокие западины определяли сравнительно большие размеры полян с их луговой и лугово-болотной растительностью и специфическими темноцветными, хорошо увлажненными слабокислыми почвами, обладавшими сравнительно высоким плодородием. Наиболее возвышенные участки (Сухиничи, Козельск, Воротынск и другие), по-видимому, были сильно облесены, леса здесь располагались большими массивами - засеками. Здесь и пряталось население древних городов во время набегов врагов. В пониженных частях ополий лесов было меньше, к тому же они располагались небольшими очагами, разделенными влажно-луговыми полянами. Поэтому нельзя оценивать ополья только как исторически лесной край или как огромное поле или степь. Скорее, это ландшафт луголесья.
Послеледниковая история опольных ландшафтов, как уже говорилось, связана с обсыханием территории, разгрузкой грунтовых вод в реки, потеплением климата, усилением биогенности всего ландшафта и, наконец, земледельческой историей человека.
Сведение лесов, разрушение мелких плотин на реках, несоблюдение агротехнических и агрохимических рациональных приемов, разгрузка горизонтов грунтовых вод, возникновение водной эрозии и другие явления естественного и антропогенного характера сильно изменили природный вид ополий, направляя процесс их эволюции от исходного палеопойменного влажно-лугового состояния к лесостепному. Облик ополий все более изменялся и, наконец, в XIX - XX веках принял современный почти безлесный вид. Островной характер ополий и, как правило, положительный знак новейших тектонических движений на их территории привели к врезанию окраинной гидрографической сети и дренированию верхнего горизонта грунтовых вод. Капиллярный подток влаги в почву из грунтовой воды прекратился, почвы из гидрогенно-лугового типа почвообразования все более развивались в сторону "атмосферного" (дернового и лесного) почвообразования.
Наряду с изменением гидрологической обстановки в опольях, приведших к ухудшению водного режима почв, появились и другие отрицательные явления. Один из парадоксов земледелия состоит в том, что углубление пахотного слоя до 22 - 24 сантиметров, свершившееся с приходом на поля мощных тракторов, привело к смешению верхнего, самого плодородного, слоя с менее гумусным и менее плодородным (в старину глубина вспашки составляла 10 - 15 сантиметров). Многократная обработка почвы "усреднила" столетиями складывавшийся биоаккумулятивный горизонт (0 - 10 сантиметров) с нижележащим, что в конечном итоге привело к снижению плодородия. Усиление технической базы земледелия, вложение больших средств не дает ожидаемого крупного эффекта, ибо проблема повышения уровня сельского хозяйства в опольях необычайно сложна. Плотины на речках, пруды и водоемы в оврагах и балках, лесополосы на полях, травопольные севообороты, семеноводство, система удобрений, развитие племенного животноводства - вот не полный перечень вопросов, решение которых улучшит хозяйствование в опольях.
Почвы ополий Центральной России представляют собой благодарный объект для внедрения прогрессивной системы земледелия. Интенсификация сельскохозяйственного производства, включающая внедрение апробированных временем, научно обоснованных севооборотов, увеличение доз и сортимента удобрений, улучшение водного режима территорий, безоговорочная борьба с эрозией почв, восстановление травосеяния как важного условия повышения и защиты почвенного плодородия и улучшения кормовой базы животноводства, соблюдение норм и правил агротехники, успешная селекционная работа с сельскохозяйственными культурами, возделываемыми в опольях, - все эти меры в совокупности при хорошей организации и управлении неизбежно приведут к восстановлению и резкому подъему биопродуктивности опольных ландшафтов.
Изучая почвы ополий на современном уровне, очень полезно прочитать "сверхвнимательно" труды ранних исследователей ополий. У этих тружеников не было многого из того, что есть сегодня у нас. Но они были полевиками-исследователями почв в конкретных лесах, лугах, болотах, на сельхозугодьях. Каждый из них за свое почвоведческое житие выкопал много почвенных разрезов и прикопок, описал почвы, сопоставляя их, как учил В. В. Докучаев, с приуроченностью к разным элементам рельефа, к разным материнским породам, к разной растительности, климату и к разным типам хозяйствования. Они не имели информативных аналитических результатов исследований, но были неторопливы и внимательны. Время не бежало у них так быстро, как у нас. Центр тяжести их работы приходился на наблюдения и описание почв: не толкование аналитических таблиц, а морфологические описания. Сегодня, когда приоритет отдается результатам тонких спектральных, электронно-микроскопических и даже лазерных исследований, морфологические описания почв кажутся архаизмом. И тем не менее эти описания - наша классика.
Просматривая описания почв в отчетах старых почвоведов, часто встречаешь слова: черный, черноватый, очень темный, черно-серый и другие. В описаниях современных нам почвоведов таких цветовых оттенков не найти. Черный оттенок в описаниях теперь не встретишь, доминируют оттенки серого цвета. В чем дело? Неужели за один век произошла эволюция цветового зрения. Маловероятно. Изменился цвет наших почв. Сказалась так называемая "выпаханность", а еще хуже "окультуривание" почв.
Когда первые почвоведы в конце прошлого века писали о юрьевском черноземе, они были правы. Когда мы говорим не о юрьевских черноземах, а об опольных почвах - опольцах и ополицах - мы тоже правы. Нас разделяет эпоха не окультуривания, а физического (технического) и химического насилия над почвами. Вторые гумусовые горизонты опольных почв (ополиц) на глубине 30 - 50 сантиметров - это нижние хвостики былых черногумусовых горизонтов юрьевских черноземов. Так, в сравнении разновременных морфологических описаний почв ополий мы видим то, чего не даст ни один современный анализ. Хочется крикнуть: "Почвоведы, берегите старые образцы почв!". Они будут эталонами при сравнении почв во времени. Создавайте коллекции почв, продолжите, пожалуйста, великое дело Николая Ивановича Вавилова!
Мы привезем грунт с Луны и Венеры, Марса и других планет, но мы никогда не воссоздадим почвы XIX и XX веков, если вовремя не создадим банк почв, датированных по времени взятия образцов. И, конечно, нужна Красная книга почв!
Ополья Центральной России становятся сейчас местом паломничества туристов, желающих увидеть "откуда есть пошла Русская земля", поклониться народному гению, создавшему уникальные памятники Владимира, Суздаля, Юрьева-Польского и других городов. Памятники старины великолепны не только, да и не столько своей кладкой, материалом или пропорциями. Главное в них - их способность фокусировать на себе "душу" ландшафта. Вспомните, как среди пойменных лугов устья Нерли стоит очаровательная церковь Покрова на Нерли, которой очень идет сравнение с девушкой, гуляющей среди луговых цветов и смотрящейся в прозрачную воду. А вдали, на высокой горе города Владимира стоит статный витязь в старинном шлеме - Дмитровский собор. И они видят друг друга, видят всю славную землю Владимирскую вот уже 800 лет. И как бы говорят нам: "Люди, берегите нашу землю - мать Ополье".
За Владимиром и Суздалем настанет черед Ста- родубу и Трубчевску, Касимову и Новгороду-Северскому и другим городам, чьи земли и воды взлелеял русский народ.
Чтобы опольные земли не были опальными, надо часто вспоминать о своей прародине, ее истории и славе, а вспоминая, поведать о них внукам и правнукам нашим. Рассказывая о былом и настоящем ополий, надо открыть потомкам одно простое правило, сформулированное всей историей науки о земле: чтобы где-либо преобразовывать природу, надо сначала ее изучить.
Главная сила человечества - это его знания, а не киловатты, тонны или рубли. Вот почему хочется пожелать не торопиться "преобразовывать" ландшафты ополий, ибо знаем мы о них крайне мало, а лучше, полнее их изучать, стремясь сначала восстановить неразумно нарушенные связи в природе ополий, и лишь потом, приложив знания, начать сотрудничать с землей на взаимовыгодной основе. Ополья Центральной России - это материнское сердце страны. Так пусть же оно бьется бесперебойно и ритмично на радость и счастье потомкам.
Реки Русской равнины разделяют, как правило, два типа ландшафтов: возвышенные суглинистые ландшафты ополий и низменные и заболоченные ландшафты полесий. К типичным песчаным полесьям относится и воспетая К. Г. Паустовским Мещёра - край озоновых сосновых боров, комариных болот, тихих лесных озер и речек. И почвы здесь - то песчаные бедные лесные, то болотные, от минеральных заболоченных до мощных торфяных. При рассказе о Мещёре, начинающейся на окраинах Москвы и уходящей на восток почти до Мурома, следует напомнить о больших различиях между северной, более кислой и заторфованной, Мещёрой и южной приокской, где в почвах ощущается дыхание подстилающих известковых пород и жестких грунтовых вод.
Современная Мещёра - легкие Москвы, но не надо забывать, что одновременно это скрепленные лесом и влажными болотами подмосковные Каракумы. Сведение лесов и спуск воды экологически неграмотными мелиораторами в ряде случаев уже привели к созданию подвижных песков.
Полесье - край больших богатств, а почвы полесий отзывчивы на доброе отношение к ним человека. Речь идет о больших возможностях вдумчивой мелиорации и о сохранении природной сущности этих ландшафтов как рекреационных зон (туризм, здравницы, пионерские лагеря, национальные парки). Биопродукция полесий должна быть преимущественно природной (грибы, ягоды, охотничьи промыслы, рыбалка и т. п.), а не земледельческой.
Речные долины и реки располагаются по швам тектонических структур. Как бы пробираясь между ними, река стремится к своему основному базису эрозии, к своему устью. Как правило, таким базисом для больших рек служит Мировой океан и его окраинные моря. Уровень воды в них принят за нулевую отметку, от которой отсчитываются все абсолютные высоты суши, включая Эверест. Но многие реки, такие как Волга, Кура, Амударья, Сырдарья, Чу и другие, впадают не в Мировой океан, а в бессточные котловинные водоемы. Некоторые же, например Мургаб, Теджен, вообще никуда не впадают, теряясь в бессточных песках.
С точки зрения эволюции ландшафтов Русской равнины следует выделить два основных базиса эрозии. Первый, приуроченный к окраинным морям Мирового океана (отметка 0 метров), включает Днепр, Дунай, Дон, Кубань, Западную Двину, Северную Двину. Второй - огромный Волжский бассейн с Окой и Камой, приуроченный к Каспийскому морю (озеру), находящемуся на отметке около 30 метров ниже уровня Мирового океана.
В своем течении реки не имеют монотонно- пологого спуска к устью - их сток определяется неровностями и твердостью пород разных тектонических структур, прорезаемых рекой. По продольному профилю реки течение бывает то замедленным, то быстрым, а в своем крайнем выражении отличается порожистостью и водопадами.
Типы отдельных долин и их участков разнообразны, но самая характерная особенность долин рек Центральной России проявляется в их террасовом строении, то есть в ступенчатости по поперечному профилю долины. По продольному профилю (от истока до устья) долина многократно меняет свои размеры: суженные участки чередуются с расширениями. Например, на Москве-реке ниже Москвы имеется 4 таких расширения: Быковское, Раменское, Фаустовское и Коломенское, между которыми долина резко сужается у Бронниц и Воскресенска.
Террасовое строение долин рек связано с различным уровнем залегания долины в разное геологическое время, обусловленным изменениями высоты основного или местного базиса эрозии. Число террас и количество террасовых наносов у разных рек неодинаковы.
По продольному профилю реки выделяют верхнее, среднее и нижнее течения. Бассейн верхнего течения реки называют эрозионной областью, в ней река и ее притоки производят наибольшую эрозионную размывную работу, оставляя мало собственных аллювиальных отложений.
Бассейн нижнего течения реки характеризуется нарастанием аккумулятивной работы реки - отложением аллювиальных наносов на больших участках долины. Бассейн среднего течения имеет промежуточный эрозионно-аккумулятивный характер. О строении, наносах, гидрологии и других особенностях разных террас долины рек написано большое число специальных научных статей и монографий. Они дают богатый материал для реставрации былой палеогеографической картины. Мы же рассмотрим ландшафтную и почвенную обстановки пойменных террас долин рек лишь Русской равнины.
Поймы рек - это территории, подвергающиеся ежегодному или периодическому затоплению паводковыми водами.
После спада паводковых вод на поверхности поймы остается слой плодородного наилка, который, накапливаясь из года в год, служит материнской породой для формирующихся в пойме почв. Эти не повторяющиеся в других ландшафтах процессы и связанные с ними вторичные явления придают поймам своеобразный вид и определяют существование здесь особого гидрологического режима, почвенного и растительного покровов. Несмотря на большое разнообразие типов пойм (минеральные, заторфованные, нейтральные, кислые, хорошо или плохо дренированные), всем им присущи одни и те же черты: хорошая водообеспеченность, плодородные почвы, высокоурожайные луга.
Пойменный ландшафт - самый молодой и динамичный ландшафт суши.
Он постоянно развивается и преобразуется под влиянием "блуждания" реки по пойме. Подмывая один из берегов и намывая другой, река постоянно изменяет облик поймы, создавая сложную мозаику разнообразных пойменных угодий и определяя комплексность почвенного и растительного покровов, различную влагообеспеченность почв (от сильно заболоченных до сухих песчаных). Иногда река, спрямляя себе путь, может резко изменить направление и прорвать перемычку между двумя изгибами русла. В этом случае брошенное русло превращается в старицу, которая долгое время сохраняется как замкнутый водоем, не связанный с рекой поверхностным стоком, но подпитывающий всю пойму грунтовыми водами. Почвенно-грунтовые воды поймы играют большую роль в формировании высокоплодородных пойменных почв и продуктивного пойменного травостоя. Весной, в период половодья, грунтовые воды стоят у самой поверхности почвы, на отдельных участках смыкаясь с паводковыми. После спада полой воды вместе с опусканием воды в реке снижается уровень грунтовых вод на территории поймы, причем на разных участках это происходит с разной скоростью. В середине лета грунтовые воды находятся в среднем на глубине 1,0 - 2,0 метра. В течение вегетационного периода из грунтовых вод к корнеобитаемому слою по капиллярам осуществляется постоянный подток влаги, обеспечивающий пышное развитие растительности. Забота о сохранении, регулировании и разумном использовании ресурсов почвенно-грунтовых вод пойм должна быть постоянной целью всех мероприятий по поддержанию и повышению продуктивности пойменных угодий.
Несмотря на всю сложность природной обстановки, в пойме четко выделяются три участка: наиболее дренированная, примыкающая к руслу реки прирусловая пойма; выровненная, как правило, наиболее широкая и с оптимальными условиями увлажнения центральная пойма и притеррасная пойма, обычно заболоченная, с большим числом стариц. Каждая часть поймы характеризуется определенным рельефом, режимом грунтовых вод, механическим составом пойменного аллювия, почвенным и растительным покровами.
Прирусловая пойма расположена выше центральной и притеррасной. Здесь залегает легкий по механическому составу, резко слоистый аллювий. Это наиболее сухая часть поймы, в первую очередь освобождающаяся от паводковых вод. Грунтовая вода быстро опускается после паводка на глубину 3,5 - 5,0 метров и становится недоступной корням растений. Типичная прирусловая пойма имеет один или несколько прирусловых валов высотой 5 - 8 метров, которые сложены песком или супесью. На прирусловых валах развиваются пойменные дерновые почвы, покрытые пырейными или костровыми лугами. В заболоченных понижениях между валами на песках произрастают ивняки.
Центральная пойма обычно занимает наибольшую площадь. Ее ширина на отдельных участках среднерусских рек может достигать 4 - 6 километров. Она имеет выровненный или слабоволнистый рельеф, с большим количеством блюдцеобразных понижений и вытянутых западин (бывших проток). Здесь много озер и стариц, берега которых обычно закустарены. Часто центральная пойма имеет гривистый рельеф, представляющий собой чередование вытянутых грив с межгривными понижениями. Относительная высота грив на отдельных участках может колебаться от 0,5 до 3,0 метра. Пойменный аллювий в этой части поймы имеет более тяжелый механический состав (в основном средние и тяжелые суглинки). Наиболее распространены в почвенном покрове центральной поймы дерново-луговые пойменные почвы, развивающиеся на невысоких гривах и выровненных, относительно повышенных участках. Это наиболее плодородные почвы поймы. Уровень грунтовых вод здесь после паводка опускается медленно и к середине лета устанавливается на глубине 2,0 метра. Хорошая влагообеспеченность почв в первой половине вегетационного периода и их высокое плодородие обусловливают пышное развитие растительности. Как правило, на дерново-луговых почвах развиваются красочные злаково-разнотравные луга, дающие в период летнего сенокоса до 70 - 80 центнеров сена с гектара. В понижениях центральной поймы формируются луговые пойменные почвы, характеризующиеся более высоким (около 1 метра в середине лета) стоянием уровня грунтовых вод. На таких участках произрастает влаголюбивая растительность, в составе которой преобладают луговой лисохвост, обыкновенная бекмания, луговая герань, едкий лютик.
Притеррасная пойма неширокой (0,3 - 0,5 километра) полосой протягивается у подножия коренного берега или надпойменных террас. Это наиболее пониженная и заболоченная область поймы. Она подпитывается постоянным горизонтом грунтовых вод, часто с выходом ключей, выклинивающихся в пойму с водосборной площади. Для этой части поймы характерны притеррасные озера и старицы. Избыточное увлажнение обусловливает высокое (0,2 - 0,8 метра) стояние грунтовых вод в течение всего вегетационного периода. Здесь формируются различные по морфологическому облику тяжелосуглинистые иловатые болотные почвы, часто оторфованные. Из растений обычны дернистая щучка, различные виды осок, манники, ползучий лютик. Часто притеррасье занято черно- ольшаниками. Грунтовые воды, выклинивающиеся со стороны террас и водоразделов, попадают в области притеррасной поймы в иные условия окислительно-восстановительного режима. В результате происходит осаждение растворенных в них веществ, а в почвах притеррасья накапливаются отложения известкового туфа, вивианита (фосфорсодержащего минерала), бобовой железной руды. Область притеррасной поймы - геохимический барьер на пути стока грунтового потока с водоразделом в реку.
Описанные три части поймы на разных реках и разных отрезках одной и той же реки могут иметь различный удельный вес в общей площади поймы, что связано с непрерывным изменением рекой своего пойменного ландшафта.
Паводок играет важную роль в жизни пойменного ландшафта и накладывает свой отпечаток на развитие растительности поймы. Известно, что приспособление луговых растений к паводку отражает частично зональные особенности пойм. В поймах северных рек вегетация растений начинается, как правило, после спада паводковых вод, а в южных поймах (например, в Волго-Ахтубинской) луговые растения успевают осемениться до наступления паводка.
В жизни луговых растений заливаемых участков поймы существенную роль играют два фактора: затопление поймы водой (главным образом, продолжительность паводка) и отложение наилка полыми водами.
В зависимости от характера паводка один из этих факторов может преобладать над другими и оказывать решающее влияние на формирование растительных сообществ поймы. Затопление поймы водой на непродолжительный срок от 10 до 20 дней не нарушает нормального хода жизнедеятельности растений и создает благоприятные условия для их роста в послепаводковый период. Только длительное, затяжное затопление поймы может вызвать угнетение или гибель растений.
В период затопления под небольшим слоем воды растения не прекращают фотосинтеза. В дневные часы можно наблюдать, как с зеленых листьев луговых растений, находящихся под водой, выделяются пузырьки кислорода, которые сбивают осаждающиеся на листьях илистые частички. Кроме живых зеленых растений под водой находится большое количество отмерших стеблей и листьев, густо облепленных илом.
После спада паводковых вод на поверхности поймы остается наилок. Различная мощность оставшегося наилка в дальнейшем приводит к дифференциации растительного покрова как по степени развитости, так и по составу. Максимальная мощность наилков достигается в области прирусловой поймы. Так, например, в нижнем течении реки Москвы она может достигать 40 и более сантиметров. Так было в 1955 году.
На участках, где наилок имеет небольшую мощность (до 1 сантиметра), растения, не погребенные наносом, продолжают вегетировать. Заиление заметно не отражается на их развитии. Если толщина наилка превышает 5 сантиметров, фотосинтез прерывается. После спада воды поверхность таких участков покрывается зелеными водорослями. При подсыхании наилок растрескивается на плиты. Чем толще наилок, тем крупнее плитки и меньше трещин. Растения пробиваются сначала по трещинам, а через некоторое время прямо через наилок. Однако затвердевший, он становится серьезным препятствием для прорастания растений.
К пойменным почвам приурочена довольно разнообразная фауна: дождевые черви, моллюски, насекомые и другие представители беспозвоночных.
В подводный период жизни пойменных почв развивается донная фауна - ведь пресноводные илы богаты органическими остатками. Особенно обильно представлена личиночная фауна, деятельность которой играет большую роль в пойменном почвообразовании. Личинки перерабатывают громадные количества органического вещества.
В поверхностной пленке ила (до 2 миллиметров) развивается фауна хирономид. Их ходы можно увидеть на только что отложенном наилке, на границе окислительной и восстановительной зон. В более глубоких частях обитает особая группа роющих червей, которые выбрасывают большие количества иловых веществ в виде экскрементов.
После спада паводковых вод и в связи с наступлением "сухого" этапа в жизни пойменных почв начинается интенсивное передвижение червей в поверхностные горизонты почв. Их повышенная подвижность способствует тому, что наилок распадается на структурные зернистые отдельности. При этом резко улучшается аэрация почвы, и начинается бурный рост луговой растительности.
В доказательство той огромной роли в почвообразовательном процессе пойменных почв, которая отведена природой дождевым червям, приведем такой пример. Через 5 дней после спада паводковых вод в Коломенском расширении реки Москвы на площади в 1 квадратный метр было обнаружено 8,5 килограмма капролитов дождевых червей.
Сложность пойменного рельефа и в то же время пышное развитие травянистой растительности делают поймы рек территориями, наиболее пригодными для использования их в качестве сенокосов и пастбищ. Естественные травостои пойменных лугов, часто насчитывающие до 50 видов растений на площади в 100 квадратных метров, - прекрасный корм для скота, по своей питательности и целебности превосходящий все остальные виды кормов. Им намного уступают травостои искусственных лугов, состоящие из 3 - 4-компонентной травосмеси.
Поэтому коренная мелиорация пойменных лугов, включающая глубокую перепашку как общепринятый метод улучшения лугов, должна быть резко ограничена в практике пойменного хозяйствования. Сохранение естественного травостоя пойменных лугов тем более важно, что поймы среднерусских рек являются важнейшим резервом естественной луговой растительности в этой полосе России. Оживления пойменного плодородия и высоких урожаев трав можно достигнуть, не прибегая к хирургии коренной мелиорации.
Применение умеренных доз удобрений, особенно азотных, существенно повышает урожайность травостоя, не нарушая его ботанического состава и тем самым сохраняя его целебность. Следует помнить, что высокие дозы азотных удобрений могут существенно нарушить ботанический состав лугов, резко увеличив в травостое количество злаков, что нежелательно, ибо качеству и целебности пойменного сена надо отдать предпочтение перед его урожайностью. Один из важных приемов поддержания высокой продуктивности пойменных пастбищ состоит в организации загонной пастьбы скота с обязательным орошением пастбищ. Пашня должна занимать небольшой удельный вес в общей площади пойменных угодий. Тем более недопустима сплошная распашка поймы, которая может привести к катастрофическим последствиям (снос во время половодья плодородного гумусового слоя почв, занос пашни песком, особенно вблизи русла реки, сильное разрушение во время половодья распаханных берегов). В поймах рек должна применяться только бесплужная система земледелия.
Высокой продуктивностью пойменных угодий невозможно добиться без правильного регулирования уровня грунтовых вод в пойме. Часто, осушая избыточно увлажненное притеррасье, переосушают территорию всей поймы, что неизбежно приводит к падению продуктивности пойменных лугов. Недопустимо сквозное сбрасывание дренажных вод в реку. Необходима организация простого регулирования и управления водным режимом поймы. Это прежде всего шлюзование всей дренажной сети и регулярное наблюдение за уровнем грунтовых вод. Опыт территорий с высоким уровнем мелиоративной культуры (Прибалтика) позволяет сделать вывод: регулирование водного режима - дело хотя и не очень сложное, но ответственное. На хозяйственно важных пойменных угодьях необходимо иметь несколько смотровых скважин для наблюдения и регулирования уровня грунтовых вод. Следует помнить, что их оптимум в поймах находится на глубине 1,0 - 1,5 метра, и поддерживать его.
Кроме того, пойменные местообитания играют важную роль в жизни биосферы Земли. Они представляют собой естественный барьер, аккумулирующий смытые с водораздела вещества и предотвращающий их попадание в моря и океаны.
Поймы - мощный биологический фильтр по очистке растворенных веществ, поступающих со стоком грунтовых вод. Особая роль в фильтрации химических веществ почвенно-грунтовых вод принадлежит притеррасной части поймы.
Как известно, именно пойменные луга больше всего пострадали от гидростроительства. Если при инвентаризации природных кормовых угодий в 1932 - 1933 годах пойменных лугов насчитывалось в стране 36 миллионов гектаров, то сейчас эта цифра снизилась до 30 миллионов. Только затопленная водохранилищами площадь на начало 1983 года составила 6,8 миллиона гектаров, из которых 2,9 миллиона приходится на сельскохозяйственные угодья, в том числе 2,1 миллиона гектаров - пойменные сенокосы и пастбища и 800 тысяч гектаров - пашня.
Исходя из сложившихся темпов выделения средств на гидротехническое строительство, можно предположить, что до 2000 года водохранилищами может быть затоплено еще более 2,2 миллиона гектаров земельных угодий, из которых более 700 тысяч гектаров сельскохозяйственных угодий и земель, потенциально пригодных для сельскохозяйственного освоения.
Кроме затопления пойменных лугов, а следовательно, и исключения их из сельскохозяйственного оборота, создание водохранилищ повлекло за собой также подтопление прилегающих к ним земель и образование мелководий. Площадь подтопленных пойменных лугов в целом по стране оценивается в 297 тысяч гектаров, тогда как общая площадь мелководий составляет 1378,5 тысячи гектаров. В связи со строительством новых водохранилищ площадь подтопленных сенокосов и пастбищ к 2000 году возрастет по экспертным оценкам на 187 тысяч гектаров, а площадь мелководий - на 405,6 тысячи гектаров, что, конечно же, вызывает сильную тревогу.
В настоящее время подтопленные площади, как правило, или совсем не используются, или превращены в малопродуктивные пастбища. Между тем еще в 1974 году СевНИИГиМ разработал "Рекомендации по использованию в сельском хозяйстве подтопленных и временно затопляемых водохранилищами земель", но они вышли ограниченным тиражом и не имели широкого выхода в практику.
Помимо всего прочего, в нижних бьефах гидроузлов происходят изменения режима обводнения и удобрения илом заливных лугов. Травостой их постепенно изменяется: влаголюбивые растения сменяются менее влаголюбивыми, злаковые и бобовые травы уступают место неприхотливому, но и менее ценному в кормовом отношении разнотравью. Происходит, таким образом, процесс превращения заливных лугов в суходольные. Такова судьба знаменитой Волго-Ахтубинской поймы.
В настоящее время задача правильного использования пойменных земель не может быть решена только с узких позиций той или иной отрасли сельского хозяйства. Проблема рационального использования пойм рек - проблема биосферная. Поймы рек - это наиболее "ранимые" ландшафты, и неправильное использование пойменных земель нарушает весь ход биосферных процессов, приводит к нежелательным последствиям.
Подход к освоению и использованию пойм с биосферных позиций, учет их исторически сложившихся природных особенностей показывает, что поймы рек в народном хозяйстве страны надо в основном использовать как луговые угодья.
Скашивая травостой на сено, мы с пойменных лугов отчуждаем сравнительно небольшую часть растительной продукции, а основная часть ее остается в почве, обеспечивая жизнедеятельность почвенной фауны и микрофлоры, поддерживая процесс образования и накопления почвенного гумуса. При выращивании на поймах овощных и полевых кормовых культур мы увозим с полей большую часть биопродукции, уменьшая тем самым содержание гумуса, разрушая структуру, обедняя состав почвенной микрофлоры, а при бессменном выращивании овощей на одних и тех же полях способствуем накоплению в почве токсических веществ и патогенных организмов.
Таким образом, сенокосно-пастбищное хозяйство способствует поддержанию высокой и стабильной биологической продуктивности пойменных угодий и сохранению плодородия пойменных почв.
Пойменный ландшафт - это единый "организм". Любые изменения, производимые человеком в одной его части, незамедлительно влияют на всю биосистему. Поэтому при освоении пойм необходимо создание единых органов управления для крупных участков поймы и речной системы в целом, которые бы отвечали за состояние и правильную эксплуатацию всей пойменной территории.
|
|
К содержанию книги: О чем говорят и молчат почвы
|
Последние добавления:
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков