 |
|
|
ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА |
Глава 7. ЛЕСНЫЕ ЛАНДШАФТЫ. Почвы тайги и геохимическая эволюция ландшафтов
|
Смотрите также:
История атомов и география - Перельман
Биографии геологов, почвоведов
|
Выше была рассмотрена лишь общая схема геохимического сопряжения кислого южнотаежного ландшафта. Часто имеет место большее разнообразие элементарных ландшафтов.
Итак, в кислой южной тайге Н+ оказывает влияние на все свойства ландшафта, на миграцию в нем химических элементов, на флору и фауну. Почти все химические процессы протекают или под влиянием Н+, или при его непосредственном участии. Поэтому Н* — типоморфный ион ландшафта. Для сопряженных ландшафтов болот, кроме Н+, типоморфно Fe.
Для кислой тайги характерен дефицит многих элементов, особенно Са. Здесь в изобилии растут лишь растения, хорошо переносящие кислую реакцию, недостаток Са. Моллюски и другие животные с известковым скелетом имеют меньшие размеры и более тонкие раковины, яйценосность птиц уменьшается, яичная скорлупа становится тонкой и пористой. На "кислых" пастбищах домашние животные теряют породистость, скот становится приземистым, малорослым, удойность коров падает. У животных развивается ломкость костей, остеопороз, рахит и другие болезни.
Для домашних животных здесь дефицитны также Р и Na. В этих ландшафтах нередко дефицитен Со, входящий в состав витамина В12, регулирующего кроветворение. В результате овцы, реже крупный рогатый скот, подвержены тяжелой болезни — акобальтозу. Недостаток Си в кормах ослабляет синтез окислительных ферментов и даже вызывает ряд заболеваний. Местами недостаток J приводит к нарушению функции щитовидной железы, развитию эндемического зоба и у домашних животных, и у человека. Дерново-подзолистые почвы бедны В, от недостатка которого страдают лен, свекла, яблони и другие плодовые деревья. В кислых почвах плохо мигрирует Мо, в связи с чем местами наблюдается дефицит этого металла. Особенно страдают бобовые растения.
Местами в кислых ландшафтах для растений избыточен Мп, установлен антагонизм между Мп и Fe, Мп и Са. Геохимию Си, Со, J и других микроэлементов в ландшафтах нечерноземной зоны изучали Г.Д. Белицина, Е.М.Никифорова, Е.М. Коробова, А.И. Обухов, В.П. Учватов, И.А. Якушевская и др.
Для борьбы с кислой реакцией широко используется известкование. Добавление в почву углекислой извести резко изменяет физико-химические и биологические процессы, направляет их в полезную для культурных растений сторону. При этом уменьшается не только кислотность почвы, но также концентрация вредных соединений А1 и Мп, создаются хорошие условия для жизни полезных микроорганизмов, повышается содержание подвижных форм N, Р, К, Са, Mg, Мо и других важных для растений элементов. Большое значение имеют азотные, фосфорные, а местами и калийные удобрения.
Для развития животноводства в кислых ландшафтах также необходима химизация. Добавка солей Са, Р, Си и J в корма во многих районах повышает продуктивность животных и предупреждает заболевания.
Воды кислой южной тайги, как правило, содержат мало F (менее 1.10_3 г/л), с чем связано широкое распространение здесь кариеса зубов.
Тысячелетиями миграция элементов в кислых таежных ландшафтах направлена в сторону выщелачивания из почв подвижных элементов, которые частично накопились на геохимических барьерах в подчиненных ландшафтах — болотах, поймах, сапропеле. Действуя вопреки природе, человек может в короткий срок вернуть в автономный ландшафт то, что было удалено из него за много веков.
Для кислого класса характерны все три основных рода ландшафтов. К 1 роду относятся кислые южнотаежные равнины, сложенные преимущественно бескарбонатными четвертичными отложениями валунными и другими суглинками (несколько видов). Особенно своеобразны полесские ландшафты — южнотаежные лесисто-болотистые равнины на кварцевых песках (Мещерская низина, Приветлужье, Молого-Шекснинское междуречье и др.). Эти районы относятся частично к подзоне южной тайги, а частично к зоне смешанных лесов.
Однако в геохимическом отношении они имеют много общего, поэтому мы их объединяем в один полесский вид ландшафтов (по Белорусскому и Украинскому полесьям). Геохимия полесских ландшафтов изучалась И.А. Авессаломовой, В.А. Ковалевым, В.А. Кузнецовым, В.К. и К.И. Лукашевыми, Б.Ф. Мицкевичем и др.
На кислородном барьере А6 в болотах и озерах осаждаются гидроксиды Fe. В полесьях Белоруссии "рудные поля" железа достигают нескольких гектаров, мощность пласта болотных руд обычно около 1 м. В рудах концентрируются Мп, Сг, Со, Си, Pb, V, Ni, Ва, Zn. Ниже уровня грунтовых вод нередко встречается вивианит. Поймы рек служат геохимическим барьером, препятствующим выносу из ландшафта многих подвижных элементов. В почвах здесь аккумулируются Са, S, Со, Fe, Al, Mn, V, Сг, Си, Ni и т.д. (Э.Б. Тюрюканова и др.).
Существует несколько видов полесских ландшафтов. Так, припятские ландшафты формируются на мощных кварцевых песках, а коростеньские — на маломощных кварцевых песках, подстилаемых изверженными и метаморфическими породами. Последние распространены в Украинском полесье, где граниты, гнейсы и другие породы Украинского кристаллического щита, а также их древние коры выветривания залегают под песками на глубине нескольких метров. Б.Ф. Мицкевич и другие украинские геохимики показали, что в коростеньских ландшафтах эффективны биогеохимические (например, опробование листьев березы), литохимические (по горизонтам А и В, торфометрия) и гидрогеохимические поиски.
В полесьях особенно резко выражен дефицит N, Р, К, Са, Mg, Со, Си, F. Широко распространены связанные в этим дефицитом заболевания растений и домашних животных. Геохимическая формула содержит особенно много дефицитных элементов:
Кварцевые пески имеют флювиогляциольное или древнеаллювиальное происхождение, они образовались преимущественно за счет размыва морены и нередко на 98% состоят из Si02. Содержание Р, К, Са и др. биологически важных элементов в них ничтожно, чем и определяется физико-географическое и геохимическое своеобразие данных ландшафтов. Это плоские равнины, на которых автономные ландшафты — сосновые и сосново-еловые леса чередуются с болотами, поймами, реками и озерами. Среди древесных пород преобладает сосна как более приспособленная к бедным песчаным почвам. Показатели бика в сосняках не намного ниже, чем в ельниках (табл. 7.4). Это еще одно доказательство, что главное условие жизни — солнечный свет, кислород, тепло и влага, а к дефициту водных мигрантов жизнь приспосабливается, вырабатывая формы, довольствующиеся малым. Оно находит выражение в низкой зольности сосняков. Из-за крайней бедности кварцевых песков в питании растений важную роль играют Са, Na, Mg, К, S, С1, поступающие с атмосферными осадками.
Параметры бика в ельниках и сосняках южной тайги
Озера, расположенные среди болот и песков, бедны жизнью, их вода имеет кислую реакцию, богата органическими веществами, особенно слабо минерализована. Озерные илы содержат много гумусовых веществ и торфяного детрита, сапропеля нет. И здесь вода в реках, текущих среди болот, за счет растворенных гумусовых веществ напоминает по цвету крепкий чай. Зимой свободный 02 подо льдом в реках может почти полностью отсутствовать. В этих условиях происходит массовая гибель рыб — "замор", который наблюдался на Припяти, Мологе и других реках. Таблица 7.4 Показатели I. Сосняки II. Ельники I П Биомасса Б, ц/га 2800 3300 84 Ежегодная продукция 61 85 71 П, ц/га 0,52 0,55 94 Опад 0, ц/га 47 55 85 Средняя зольность опада, % 0,9 1,6 56 Возвращается с опадом зольных элементов, ц/га 0,42 0,85 49
На кислородном барьере А6 в болотах и озерах осаждаются гидроксиды Fe. В полесьях Белоруссии "рудные поля" железа достигают нескольких гектаров, мощность пласта болотных руд обычно около 1 м. В рудах концентрируются Mn, Сг, Со, Си, Pb, V, Ni, Ва, Zn. Ниже уровня грунтовых вод нередко встречается вивианит. Поймы рек служат геохимическим барьером, препятствующим выносу из ландшафта многих подвижных элементов. В почвах здесь аккумулируются Са, S, Со, Fe, Al, Mn, V, Cr, Cu, Ni и т.д. (Э.Б. Тюрюканова п др.).
Существует несколько видов полесских ландшафтов. Так, припятские ландшафты формируются на мощных кварцевых песках, а коростеньские — на маломощных кварцевых песках, подстилаемых изверженными и метаморфическими породами. Последние распространены в Украинском полесье, где граниты, гнейсы и другие породы Украинского кристаллического щита, а также их древние коры выветривания залегают под песками на глубине нескольких метров. Б.Ф. Мицкевич и другие украинские геохимики показали, что в коростеньских ландшафтах эффективны биогеохимические (например, опробование листьев березы), литохимические (по горизонтам А и В, торфометрия) и гидрогеохимические поиски.
В полесьях особенно резко выражен дефицит N, Р, К, Са, Mg, Со, Си, F. Широко распространены связанные в этим дефицитом заболевания растений и домашних животных. Геохимическая формула содержит особенно много дефицитных элементов: 1. Для автономного ландшафта: Н+ N, Р, К, Са, Mg, Na, Си, Со, J, F, В, Мо... . 2. Для болот: Н+ — Fe2+ О, N, Р, К, Са, Mg, Na, Си, Со, J, F... . Н20
Ландшафты КИСЛОЙ ЮЖНОЙ тайги II рода — южнотаежные возвышенности, также включают в себя несколько видов: на покровных суглинках, валунных суглинках, коренных породах и т.д. Ко II роду относятся и валдайские ландшафты с холмисто- котловинным конечно-моренным рельефом. Это геологически молодые ландшафты, их территория покрывалась ледником тысячи, максимум десятки тысяч лет назад. Эрозия еще не успела преобразовать и упорядочить первичный аккумулятивный рельеф — чередование моренных холмов, озов, камов, друмлинов и котловин, занятых озерами и болотами. Наиболее богат видами III род — кислых южнотаежных низкогорий и среднегорий. Они характерны, например, для Среднего Урала, где изучались М.А. Глазовской, Н.П. Солнцевой и др. (виды на гранитоидах, сланцах и т.д.).
Ландшафты кислого глеевого класса (кислая глеевая тайга)
Это сильно заболоченная тайга, распространенная на плоских слабодренированных равнинах (Западная Сибирь, Мещера и др.), где легко развивается поверхностное заболачивание. Автономные ландшафты во многом аналогичны подчиненным ландшафтам кислой тайги. Величины Б и П здесь низкие — до 800 и 40. Однако соотношение между ними меняется мало, К почти такой же, как в незаболоченной южной тайге, — 0,55. В биомассе возрастает роль мхов, количество которых достигает 50—100 ц/га (в кислой тайге не более 10—15). Резко увеличивается и доля зеленой части (до 40% против 3—9% в кислой тайге). Абсолютное количество зеленой массы изменяется мало, т.е. растениям здесь труднее "работать" — одно и то же количество зеленой массы накапливает меньше органического вещества.
Разложение растительных остатков протекает медленно, накапливается много подстилки, и "подстилочный индекс" достигает нескольких десятков. В подзолисто- болотных почвах развивается оглеение, у них сильнокислая реакция (рН верхнего горизонта часто равен 4), характерны подвижные формы гумуса. Почвенные и грунтовые воды, как и в других таежных ландшафтах, мало минерализованы, содержат органические кислоты и Fe. Подчиненные ландшафты — болота, озера, реки в общем аналогичны рассмотренным ранее. Низкая биологическая продуктивность кислой глеевой тайги в первую очередь объясняется дефицитом кислорода, который вызывает дефицит других элементов. Избыточны Fe2+ и Н+. Ландшафт характеризуется низкой геохимической контрастностью: и автономные, и супераквальные ландшафты в геохимическом отношении имеют много общего, их геохимическая формула следующая: Н+ — Fe2+ О, N, Р, К, Са, Na.... Н20 (Fe2+ ?, Н+ ?)
Ландшафты кальциевого (Са) и переходного (Н-Са) классов
Наиболее существенные геохимические особенности кальциевой южной тайги связаны с участием в миграции карбонатных пород — известняков и доломитов, а также карбонатной морены и других силикатных пород, содержащих углекислую известь. Для данного класса наиболее характерны II и III роды — кальциевые южнотаежные возвышенности и кальциевая горная тайга. Особые виды ландшафтов развиваются на известняках, гипсоносных породах, карбонатной морене, пермских красноцветах и других богатых Са породах.
Богатство горных пород подвижным Са оказывает большое влияние и на организмы, и на почвы, и на воды, обусловливая резкое отличие данных ландшафтов от кислой тайги. Автономный ландшафт характеризуется видовым разнообразием, высокой продуктивностью, хорошим ростом деревьев, богатым травостоем и кустарниковым ярусом, высокой самоорганизацией. В южной тайге велика биомасса (3500 ц/га) и ежегодная продукция (100 ц/га), но коэффициент К сохраняет свои "таежные" значения и равен 0,56 (см. табл.). Возможно, что его небольшое повышение связано с участием лиственных деревьев и трав в бике. Подвижные соединения Са обуславливают нейтральную, слабощелочную и даже щелочную реакцию почв (рН верхних горизонтов 7—8) и насыщенность поглощающего комплекса Са и Mg. Обменного водорода почвы не содержат. Коллоиды неподвижны, так как они коагулируются ионами Са и Mg на месте образования. Подобные условия весьма благоприятны для накопления гумуса (до 7% и выше). Эти дерново- карбонатные почвы резко отличаются от дерново-подзолистых почв кислой южной тайги. В слабощелочной среде выветривание направлено в сторону образования минералов монтмориллонит-бейделлитовой группы, Си, Pb п другие металлы обладают низкой миграционной способностью и не выносятся или слабо выносятся из почвы. Методика литохимических поисков в районах развития таких почв более проста, пробы можно отбирать с поверхности. Кора выветривания представлена обычно щебнем известняка с примесью глинистого мелкозема. Она также относится к карбонатному классу, характеризуется слабощелочной реакцией. Глины имеют высокую сорбционную способность. Континентальные отложения богаты СаС03.
Богатство почв и пород Са обусловливает сравнительно высокое содержание этого элемента в подземных и поверхностных гидрокарбонатнокальциевых водах, которые отличаются повышенной минерализацией, местами жесткостью, нейтральной или слабощелочной реакцией. Са — мощный коагулятор, в связи с чем воды прозрачны, бедны коллоидами (в том числе и органическими). В этих водах мала миграционная способность Fe, малоподвижного в нейтральной и щелочной среде. Легко мигрируют Mo, U и другие анионогенные элементы. Мигрирует и Мп, вероятно, в условиях слабоокислительной среды, поэтому по трещинам в известняках встречаются черные пленки гидроксидов Мп. Местами распространен карст. В нижних частях склонов грунтовые воды выходят на поверхность в виде ключей с жесткой, чистой и прозрачной водой. На термодинамическом барьере НЗ осаждается кальцит в форме известковых туфов, порошковатой массы. На кислородном барьере А7 местами осаждается Мп.
Так как сопряженные надводные ландшафты питаются жесткими грунтовыми водами, то они также богаты Са. В местах близкого залегания грунтовых вод (0,5— 1,0 м) развиты низинные болота с разнообразной растительностью. Са благоприятствует интенсивному разложению растительных остатков, накоплению черного, хорошо разложившегося, мажущегося торфа (луговой торф). В нижней части болотной почвы из грунтовых вод аккумулируется углекислая известь (луговой мергель), здесь развито карбонатное оглеение (малоподвижное Fe, подвижный Мп).
Минерализация вод озер кальциевой тайги в 8—10 раз выше, чем в кислых таежных ландшафтах. Озерные воды бедны Р, малоподвижным в слабощелочной среде, РОВ и Fe. Сапропель богат карбонатами.
Организмы Са-тайги имеют все признаки достаточного кальциевого питания. По сравнению с кислой тайгой здесь реже встречаются болезни скелета (рахит, остеомаляция и др.), домашние животные более рослые, молочность коров и яйценосность кур выше, у яиц более прочная скорлупа, в реках больше моллюсков, и они имеют более толстую и прочную раковину, рога косуль развиваются лучше, весь организм их крепче и устойчивее к заболеваниям и т.д. Таким образом, геохимические особенности данного ландшафта в значительной степени связаны с интенсивной миграцией и аккумуляцией Са, который обусловливает нейтральную и щелочную реакцию почв, вод, коагулирует коллоиды, входит в состав большинства продуктов выветривания и почвообразования, является одним из основных компонентов почвенных, грунтовых и поверхностных вод. Са — типоморфный элемент данного ландшафта. Природный кальциевый ландшафт по уровню самоорганизации значительно превосходит ландшафты кислого класса.
Дерново-карбонатные почвы кальциевой тайги ценны для земледелия. Высоким плодородием обладают и низинные торфяники, которые после осушения особенно пригодны для посевов овощей. Именно поэтому ландшафты Са-класса являлись первыми объектами земледельческого освоения, в них издавна вырубались леса и распахивались почвы. В эпоху, когда европейские степи представляли "дикое поле", заселенное половцами и другими кочевниками, ландшафты Са-класса были основной житницей Новгородской республики и других северорусских территорий. Там возникали города, монастыри, резко росло население, ландшафт приобретал "открытость", внешне напоминал лесостепь. Он резко отличался от окружающей кислой и кислой глеевой тайги. Велика роль подобных ландшафтов и в последующей истории, в том числе в истории культуры России. И в современную эпоху ландшафты кальциевого класса представляют высокую хозяйственную ценность. Все же и для них характерен дефицит некоторых элементов, и для повышения продуктивности сельского хозяйства здесь необходимо внесение азотных, фосфорных и калийных удобрений. В некоторых ландшафтах доказана дефицитность для растений В, Си, Zn, Мп, Со. Геохимическая формула автономного ландшафта следующая: Са2+ N, Р, К, (В, Си, Со), J, Zn, Мп...
Высокая плотность населения определяет ряд экологических проблем в ландшафтах Са-класса — борьбы с техногенным загрязнением, сохранение исторических памятников и др. Геохимическое изучение археологических объектов (ископаемой древесины, монет и т.д.) позволяет решать ряд задач, как, например, определение абсолютного возраста древесины на основе содержания радиоактивного углерода, установление экономических связей путем анализа элементов примесей в монетах и др. Имеется опыт использования геохимии ландшафта в археологии (А.К. Евдокимова и др.).
Интересна геохимическая эволюция кальциевых ландшафтов
В начале ландшафтообразования углекислая известь содержится с поверхности во всех отложениях — известняках, красноцветах, морене, автономные ландшафты особенно богаты Са. По мере развития ландшафта происходило вымывание углекислой извести из верхних горизонтов почв, причем наиболее быстро эти процессы протекали на карбонатной морене, красноцветах и других породах, содержащих меньше подвижного Са. В зависимости от состава пород, а также от особенностей рельефа (плоская равнина, склон и т.д.) создалась пестрая картина элементарных ландшафтов, каждый из которых представляет различную стадию обеднения ландшафта Са, замещения его водородным ионом, оподзоливания почв. В ходе этого процесса прежде всего лишились большей части Са автономные ландшафты и значительно позднее появились подчиненные кислые ландшафты — кислые болота и озера с безизвестковым сапропелем. Геохимические ландшафты со слабокислыми почвами, близким залеганием карбонатов в профиле и т.д. относятся к особому переходному (Н-Са) классу. Он распространен в европейской южной тайге и на Урале (южнотаежные возвышенности на пермских красноцветах Прикамья и др.).
Южнотаежные ландшафты, переходные от кислых к магниевым (H+-Mg2+). Резкое преобладание Mg над Са в горных породах оказывает большое влияние на ландшафт, Mg становится типоморфным элементом. Подобные ландшафты известны на Среднем и Южном Урале в районах распространения ультраосновных пород. Организмы здесь получают много Mg, повышенное количество Сг, Ni, Со. Бик своеобразен, преобладают светлые сосновые леса, много представителей особой "серпентинитовой флоры". Данные ландшафты — природная лаборатория, в которой жизнь в течение миллионов лет развивалась в условиях преобладания Mg над Са. Эволюция здесь, несомненно, протекала своеобразно, вероятен "отбор на Mg-основе" (центр видообразования?). Изучение H-Mg-тайги помимо теоретического имеет и прикладное значение. Важно изучить заболеваемость в "магниевых" населенных пунктах, что позволит уточнить роль Mg в организме человека и животных. В этих ландшафтах возможны поиски руд Ni, Cr, Со, Fe, Pt и других металлов.
Южнотаежные ландшафты сернокислого (Н+ — S042 ) класса (сернокислая южная тайга). К сульфидным месторождениям в тайге приурочены ландшафты с сернокислыми водами, возникающими за счет окисления сульфидов. Местами они содержат п.10"2 г/л Си, Zn и других металлов по сравнению с п.10"6 — п.10"7 г/л в фоновых условиях. Почвы на выходах руды, на склонах, сопряженных аллювиальных отложениях и низинных торфяниках обогащены рудными элементами. Концентрация сульфат-иона в водах создает возможность развития десульфуризации в подчиненных ландшафтах, там возникает сероводородный барьер В1—В2. В болотных отложениях, озерных илах появляются сульфиды Си, Zn и других металлов. Считается, что накопление рудных элементов в аллохтонных отложениях, перекрывающих рудные тела (например, в морене), связано с диффузионными процессами.
Зона окисления сульфидных руд в тайге формируется значительно медленнее, чем во влажных тропиках. Это объясняется низкими температурами летнего периода и его малой продолжительностью. Зона здесь менее мощная и слабее выщелочена, ее легче обнаружить и оценить. Местами в тайге сохранились древние (доледниковые) зоны окисления, формировавшиеся в течение геологически длительного времени в условиях пенепленизированного рельефа, влажного и теплого климата. В биологический круговорот сернокислых ландшафтов вовлечены многие рудные элементы, их содержание в растениях повышено. Таким образом, вокруг выходов сульфидных руд в тайге образуются ореолы рассеяния металлов в почвах, континентальных отложениях, водах, растениях, животных. Здесь эффективны все основные виды геохимических поисков.
Для сернокислых ландшафтов характерен дефицит N, Р, К, Са и избыток многих элементов. Из-за высокого содержания некоторых металлов в почвах и водах возможны заболевания людей, растений и животных. Поэтому многочисленны экологические проблемы этих ландшафтов, в первую очередь — борьба с загрязнением окружающей среды, создание техногенных геохимических барьеров, локализующих загрязнение. Обобщенная геохимическая формула южнотаежных сернокислых ландшафтов следующая: Н+—S042" N, Р, К, Са... (Pb,Mo,Cu,Zn,Ag...)
Северотаежное семейство
Главная особенность этого семейства — меньшая интенсивность бика по сравнению с южной тайгой, т.е. меньшие значения Б, П и О, более медленное разложение органических веществ, более слабая биогенная аккумуляция в почвах. Однако соотношение между логарифмами П и Б не меняется, коэффициент К равен 0,54.
Для северотаежного семейства характерны разреженные осветленные леса с угнетенными деревьями и низким бонитетом. Процессы образования живого вещества близки к средней и южной тайге, а особенности разложения органических веществ и связанные с ним выветривание, почвообразование и формирование химического состава вод ближе к тундре. Впервые на это обратил внимание в 1930 г. Р.С. Ильин, отметивший, что тундровые и северотаежные грунтовые воды европейской России образуют единую "зону высоких вод Севера". Позднее, уже с позиций геохимии ландшафта, А.И. Перельман установил близость водной миграции северной тайги и тундры. Однако, учитывая примат таксономического значения образования живого вещества над разложением органических веществ, северную тайгу следует относить к таежному типу. Поэтому границы ландшафтных, почвенных и гидрохимических зон на Севере не совпадают.
В северной тайге наиболее распространен кислый глеевый класс ландшафта, но встречаются здесь и ландшафты кислого, переходного, кальциевого, сернокислого и других классов (особенно в ландшафтах II и III рода).
Кислая северная тайга формируется на бескарбонатных породах в условиях хорошего дренажа, т.е. преимущественно в горах (III род) и частично на возвышенностях и равнинах (II род). По В.О. Таргульяну, для этой тайги характерна малая мощность коры выветривания, которая совпадает с почвой. Интенсивно измененные горизонты обычно залегают в пределах 0,5 м, общая мощность продуктов почвообразования и выветривания редко превышает 1,5 м. В разрушении скальных пород физическое выветривание явно преобладает над химическим, чем объясняется "обломочность" профиля, преобладание частиц более 1 мм. Глинообразование протекает слабо, и мелкоземистые продукты выветривания представлены главным образом легкими суглинками.
Растительные остатки разлагаются медленно, растворимые продукты быстро удаляются из почвы с просачивающимися водами. В результате в верхней части почвы накапливаются преимущественно грубый гумус и торфянистые продукты. Агрессивные растворимые фульво- и гуминовые кислоты дают подвижные комплексы с Fe и Al. Са, Mg, К и Na, поступающие в почву в ходе выветривания и разложения растительных остатков, легко вымываются. Их не хватает для нейтрализации органических кислот, поэтому в верхней части почвы господствует сильнокислая реакция (рН около 4), поглощающий комплекс резко ненасыщен Са и Mg. Fe и Al, мигрирующие с гумусом, частично осаждаются в нижней части почвенного профиля, образуя иллювиальный железо-алюминиево-гумусовый горизонт буроватого или красноватого оттенка. М.А. Глазовская подчеркивает интенсивную миграцию А1 в северной тайге Карелии и Кольского полуострова, что находит выражение в формировании иллювиально-гумусовых глиноземных подзолов, в высоком содержании А1 в золе растений. Он здесь типоморфный элемент. Глазовская выделила особую Скандинавскую фульватно-железисто-алюминиевую ландшафтно- геохимическую провинцию.
Кислые гумусовые воды выносят Si02, и почва, как и во влажных тропиках, относительно обогащена R2Or В элювиальных почвах разлагаются первичные силикаты, алюмосиликаты и кварц. Глинистая фракция состоит из гидрослюд, смешаннослойных минералов, вермикулита и каолинита. Однако каолинизация в северной тайге имеет подчиненное значение. Характерные продукты выветривания — ренгтеноаморфные гидроксиды Fe и А1, аллофаноиды, органоминеральные комплексы. В почве наблюдается и механическое передвижение глинистых суспензий, которые аккумулируются на механическом барьере в нижних горизонтах на поверхности обломков пород в форме пылевато-илистых покрытий. Несмотря на то, что выветривание в северной тайге протекает медленно, щелочные и щелочноземельные элементы беспрепятственно выносятся из почвенной толщи, и морфологически подзолистость выражена достаточно отчетливо (но не во всех автоморфных почвах). Иначе говоря, в автономных ландшафтах не существует физико-химических барьеров для большинства подвижных элементов.
В кислой северной тайге В.О. Таргульян выделил два типа почв. В подбурах слабо выражены морфологические признаки оподзоливания и торфянисто-грубогумусовый горизонт книзу сменяется бурым иллювиальным, в котором аккумулируются гумус и гидроксиды Fe. В подзолистых Al—Fe-гумусовых почвах выделяется подзолистый горизонт, книзу переходящий в гумусо-железисто-алюминиевый горизонт. По важнейшим физико-химическим свойствам подбуры и подзолистые А1—Fe-гумусовые почвы близки, так как для них характерно кислое выщелачивание, образование иллювиального горизонта (иллювиально-гумусовое оподзоливание), накопление аморфных форм железа и алюминия в верхней части профиля. По М.А. Глазовской, они относятся к одному семейству — альфегумусовых почв, а по А.И. Перельману — одному классу — кислых таежных почв.
По В.О. Таргульяну, общая минерализация рек в северной и средней тайге кислого класса не превышает 200 мг/л, часто колеблется в пределах 30—100 мг/л, рН близок к нейтральному (6,8—7,2), но в весенние паводки снижается до 6 и даже 5. РОВ стоит на втором месте после НС03-. Содержание элементов сильно колеблется по временам года. В горно-таежных ландшафтах химическая денудация преобладает над механической.
Для северной тайги характерны те же классы, что и для южной, но в иных соотношениях. Здесь распространены все 3 рода, значительно число видов — аналогов. Так, например, аналогами полесских ландшафтов южной тайги в северной тайге являются мезенские ландшафты.
Кислые глеевые северотаежные ландшафты развиты на слаборасчлененных водораздельных поверхностях с породами глинистого и суглинистого состава, замедленным дренажом, периодическим или длительным переувлажнением почв. В этих условиях формируются как элювиально-глеевые (глее-подзолистые) почвы с отчетливой дифференциацией полуторных оксидов и емкости поглощения в профиле, так и гомогенные глеевые почвы с недифференцированным профилем (В.О. Таргульян). Одним из основных признаков, отличающих эти почвы от неглеевых, является отсутствие глинообразования, что не способствует сорбционному накоплению элементов в средней части профиля. Кислородно-сорбционные геохимические барьеры представлены в основном различными сегрегационнымии рассеянными формами железа (ортштейны, примазки и др.). Особенно широко кислая глеевая северная тайга распространена на севере Восточно-Европейской равнины.
Низкая самоорганизация и соответственно малая устойчивость ландшафтов северной тайги определяет важность ландшафтно-геохимического подхода к экологическим проблемам. Техногенез здесь нередко приводит к чрезвычайно опасным последствиям — сильному загрязнению среды, резкому нарушению обратных связей, коренному изменению природных условий. Важное значение приобретает теория геохимических барьеров.
|
|
|
|
К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов
|
Последние добавления:
Шаубергер Виктор – Энергия воды
Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы