Влияние позднеплейстоценового криогенеза на строение почвенного покрова. Ископаемая почва

Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

ПАЛЕОКРИОГЕНЕЗ, ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЗЕМЛЕДЕЛИЕ

Влияние позднеплейстоценового криогенеза на особенности строения почвенного покрова в различных зонально-региональных условиях

 

криогенез

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

растения

 

Тимирязев – Жизнь растения

 

Жизнь зелёного растения

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Мхи

 

Водные растения

 

Общая биология

общая биология

 

Лишайники

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Удобрения для растений

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

В целях оценки влияния позднеплейстоценового палеокриогенного комплекса на свойства современного почвенного покрова проводились специальные исследования в пределах трех ключевых районов, приуроченных к меридиональной полосе с различными ландшафтно-климатическими условиями (18): 1) Трубчевский ключевой район (52° с.ш., 33° в.д.) расположен в переходной полосе от подзоны широколиственных лесов к лесостепи; 2) Смоленский ключевой район (54° с.ш., 32° в.д.) приурочен к центральной части подзоны широколиственно-хвойных лесов; 3) Владимирский ключевой район (56° с.ш., 39° в.д.) расположен в пределах переходной полосы от подтаежных лесов к подзоне южной тайги.

 

Вместе с тем, несмотря на то, что согласно картам главных первичных типов растительности (см., например, ФГАМ, 1964) ключевые районы в основном соотносятся с лесными сообществами, но на самом деле территории, где расположены указанные районы, приурочены к безлесным или слабо облесенным пространствам. Такой выбор был связан с несколькими обстоятельствами. Все три района находятся на площадях интенсивного использования под земледелие. Это условие было заложено в программу исследований, поскольку необходимо было выявить степень влияния РКМ на землепользование.

 

Первое требование к выбору районов повлекло за собой и второе условие - все они оказались в пределах территорий, сложенных с поверхности лёссовыми, покровными отложениями, поскольку такие территории (ополья) издавна считались весьма благоприятными для земледелия и даже в лесных зонах (подзонах) изначально характеризовались ослабленным участием древесной растительности. Вероятно, здесь был первичным растительный покров лугово-лесного облика под более плодородными почвами, чем на территориях, сложенных песчано-глинистыми породами. Сами почвы в опольях имеют обычно более мощный темноцветный гумусовый горизонт, часто со вторым гумусовым горизонтом (Тюрюканов, Быстрицкая, 1971).

 

Третье условие заключалось в сопоставимости данных по всем трем ключевым районам. Для этого они должны были находиться в сходной геолого-геоморфологической позиции. Под исследования были избраны достаточно выровненные поверхности пологих приводораздельных участков, сложенных достаточно гомогенными материнскими породами, к каковым как раз и относятся покровные отложения лёссовой группы. Все три участка, таким образом, отвечали и последнему требованию. Следует, однако, принимать во внимание, что при тех возможностях, которыми располагала данная разработка, не представлялось возможным охарактеризовать все разнообразие типов РКМ и соответствующих им типов ЭПА, существующих в каждой подзоне. Очевидно, это должно входить в задачи будущих исследований.

 

Глава 4 ТРУБЧЕВСКИЙ КЛЮЧЕВОЙ РАЙОН

 

Трубчевский ключевой район расположен на высоком правобережье среднего течения р. Десны к северу от г. Трубчевска Брянской области в пределах Трубчев- ского ополья. Согласно схеме основных геоморфологических районов бассейна Средней Десны, составленной А.А. Величко (1961), вся территория ополья относится к высокому правобережью Десны и части междуречья рек Десны и Судости. Восточная часть междуречья представляет собой уплощенную, слабо наклонную поверхность, ограниченную крутым правым бортом долины р. Десны. Ключевой район характеризуется полого-волнистым рельефом, сильно расчлененным многочисленными балками и оврагами.

 

Умеренно континентальный, умеренно влажный и теплый климат в целом благоприятен здесь для развития сельского хозяйства. Температура января составляет -8,5°С, а июля +18,0 + +19,0°С. По количеству осадков ополье относится к районам достаточного увлажнения со среднегодовыми величинами осадков около 600 мм н гидротермическим коэффициентом более 1. Однако климат имеет ряд отрицательных особенностей: изменчивость количества выпадающих осадков по годам, ливневый характер летних осадков (до 50% годовых), что активизирует эрозионные процессы.

 

В настоящее время район Трубчевского ополья полностью безлесен. В доагрикуль- турный период естественная растительность была представлена широколиственными лесами с господством дуба черешчатого в сочетании с остепненными лугами (Мильков, 1964; Растительность Европейской части СССР, 1980).

 

В среднем плейстоцене территория покрывалась днепровским оледенением. Отложения этого времени представлены мореной, флювиогляциальными песками и супесями. Они погребены под позднеплейстоценовой лёссово-почвенной толщей мощностью 8-10 м.

 

В почвенном покрове района исследований преобладают серые лесные среднесуг- линистые почвы, распространенные в комплексе с почвами других типов - светло-се- рыми, темно-серыми, черноземами оподзоленными, создающими яркую мозаичность почвенного покрова (Добровольский, Урусевская, 1984). Согласно схеме агрохимического районирования Нечерноземной полосы России, исследуемая территория относится к Брянско-Тульско-Рязанскому лесостепному округу средне- и слабокислых и близких к нейтральным почв, неоднородных по содержанию фосфора и калия (Агрохимический справочник по Брянской области, 1960). Высокая продуктивность почв ополья способствовала раннему сельскохозяйственному освоению территории, история земледелия которой насчитывает не менее тысячи лет. Развитые на данной территории почвы имеют яркую самобытность, и их классификацию не удается уложить в систему номенклатуры для почвенных съемок.

 

Согласно существующим данным, ряд природных факторов лимитирует здесь естественное плодородие почв. К ним относятся мелкоконтурность почвенного покрова, наличие большого количества западин - "степных блюдец". Западины занимают до 50% площади природных комплексов, при этом наиболее отрицательное воздействие имеют крупные западины диаметром более 100 м, постоянно избыточно увлажненные и нуждающиеся в осушении (Волкова, Жучкова, 1980; Гордеева, 1980).

 

Геолого-геоморфологическая характеристика РКМ ключевого района у пос. Голубча

 

Район приурочен к плоскому водораздельному плато на правобережье р. Десны в 15 км к северу от г. Трубчевска и относится к средней широтной зоне распространения реликтовой криогенной морфоскульптуры на Русской равнине с преобладающим развитием бугристо-западинных и западинных, реже полигональных форм палеокрио- рельефа. Исследования по изучению реликтового криогенного микрорельефа на территории участка были начаты О.М. Порожняковой (Минервин, Порожнякова, 1986). В соответствии с принципами картирования мерзлотных реликтов (Величко, 19736) в пределах участка исследований по аэрофотоснимкам отдешифрированы полигонально- блочный и западинный типы палеокриорельефа (19). Детально исследовался полигонально-блочный тип, который на аэрофотоснимках выделяется системой темных многоугольников несколько расплывчатых очертаний на более светлом фоне. На площади 150 х 150 м в целях детализации морфологических черт комплекса РКМ была сделана топографическая съемка. Микрорельеф выражен в виде системы укрупненных, возможно, слитных бугров диаметром от 30-40 до 60-70 м и разделяющих их ложбин, а также западин различного размера. Распашка и эрозионная деятельность временных водотоков, использующих ложбинные зоны микрорельефа, наложили существенный отпечаток на его первоначальный морфологический облик.

 

На одном из бугров-блоков, т.е. на участке с ненарушенным сложением, была пробурена скважина, которая вскрыла отложения, хорошо коррелирующиеся с горизонтами сводной схемы строения лёссов и ископаемых почв Русской равнины (Величко, 1973а; Величко и др., 1984). Под современной почвой до глубины 3,8 м вскрыт поздневалдайский лёсс III. В интервале 3,8—4,0 м залегает горизонт оглеения (сопоставимый с трубчевской почвой сводной схемы), представленный сизовато-серой супесью, который подстилается лёссом II мощностью 4,5 м. На глубинах 8,5-9,0 м вскрыта брянская ископаемая почва, которая подстилается (до глубины 11 м) поздне- валдайским лёссом I. На глубинах 11,0-11,7 м залегает полигенетический мезинский ископаемый почвенный комплекс. В интервале глубин 11,7-15,5 м скважиной вскрыт лёсс, который размывом и базальным горизонтом отделяется от нижележащих моренных отложений днепровского возраста (бурение прекращено на глубине 16,5 м).

 

Данные бурения подтверждаются результатами изучения позднеплейстоценовой толщи в зачистке, сделанной в стенке оврага, расположенного на участке. В разрезе были вскрыты следующие отложения.

 

Верхняя часть почвенного профиля нарушена.

A.        Супесь серовато-коричневая, тонкая, пылеватая, насыщена кориеходами. Ниже - пятна бурой тяжелой супеси с включениями серой средиегумусированной с пятнистой текстурой. Пятна и включения сизой супеси от 1 до 5 см, нижний контакт четкий, мелкоязыковатый.        Гл. 0,45 м

B.        В верхних 0,2-0,3 м суглинок легкий, бурый, неравномерно ожелезненный. В средней части мощностью около 0,25 м представлен легким суглинком с горизонтально ориентированными включениями 2-4 см светлосерой до белесого цвета тонкой пылеватой супеси. Ниже - чередование горизонтально-волнистых прослоек бурой супеси от 1-2 до 0,5 см и светло-серой с палевым оттенком супеси. В нижней части слоя отмечены пятнистые включения пылеватых карбонатов.            Гл. 1,25 м.

В/С. Супесь палевая с большим количеством буровато-коричневых прожилок и включений. Нижний контакт четкий, нерезкий.       Гл. 1,45 м.

Лёсс III. Супесь лессовая, палевая с сероватым оттенком, пылеватая, пористая, по порам - редкие карбонаты, пятна органики, иногда пятна светлобурого ожелезнения. Следы крупных кориеходов, насыщенных органикой темного цвета, вытянутых субвертикально до глубины 0,3-0,4 м от верхнего контакта. Нижний контакт нерезкий.       Гл. 2,2 м

 

Трубчевский горизонт почвообразования

Уровень слабого потемнения.

Суглинок тонкий, пылсватый, лёссовый, палево-серый, пористый, по порам - карбонаты, пятна органики. Внизу вертикально ориентированные включения песка длиной 2-5 см.

На глубине 0,3 м от верхнего контакта появляется слабый сизоватый оттенок и пятна ожелезнения. С глубины 0,6 м от верхнего контакта появляются карбонаты и пятна органики. Слой имеет наклон в соответствии с общим падением склона около 15°.      Гл. 3,0 м

 

Брянская ископаемая почва

[Af], Суглинок палево-серый со слабым коричневатым оттенком, признаками оглеениости, пористый, по порам - пятна органики, железисто-марганцевые примазки. Карбонаты встречаются в виде журавчиков. Нижние 0.15-0,2 м неравномерно окрашены, осветлены, местами включения диаметром 5-6 см серо- палевого суглинка.        Гл. 3 6м

Bg. Суглинок сизовато-палевый, светлый, тонкий, пористый, по порам - редкие пятна органики, иногда карбонаты. Окраска слоя неравномерна, контакты резкие.      Гл. 3,9 м

BgC, Суглинок палево-серый с коричневатым оттенком, пористый, по порам редкие карбонаты и пятнами бурое ожелезнение. Г'л. 4,2 м

Суглинок тонкий, пылеватый, лессовый, светлый, палево-серый, местами с сизоватым оттенком, по порам - пятна бурого ожелезнения, иногда - органики. Прерывистые прослойки, более легкие по составу, толщиной до 0,5 см, контакты слоя и прослои имеют общий уклон со склоном.            Гл. 4,95 м

Суглинок палево-серый, пористый, по порам пятна органики, слой неравномерно окрашен. Нижний контакт четкий.            Гл. 5,25 м

Мезинский полигенетический почвенный комплекс

Крутицкая почва

Пестроокрашенный легкий суглинок (супесь), рыхлый, с волнистыми наклонными прослоями темно- серого гумусированного материала и коричнево-оранжевого суглинка. Прослои толщиной 1,5-2 см не выдержаны.  Гл. 5,35 м

Салынская почва

Чередование слабо наклонных (6-8° по склону) прерывистых прослоев толщиной 0,5-2 см темно-серой, рыхлой супеси, серой, светло-оранжевой супеси. Возможно, некоторые признаки горизонта А2, редкие углистые включения.   Гл. 5,5 м

В. Состоит из искривленных и измятых линз и включений буровато-оранжевой, желтовато-бурой, серой, буровато-серой и светло-серой супеси толщиной 1-15 см. Нижний контакт волнистый.    Гл. 5,85 м

В (кротовннный). Сильно перемятые включения серого и белесого цвета, иногда гумусированные. Есть оранжеоо-бурые включения, преимущественно суглинистые, толщиной 2-6 см. Этот слой также имеет признаки смещения н перераспределения. Однако уже в нижележащем слое есть кротовины диаметром 5-7 см с коричневатым и оранжево-бурым заполнением из вышележащих слоев.      Гл. 6,0 м

Лёссовидные отложения конца среднего плейстоцена

Супесь тонкая, пылеватая, мучнистая, светлопалевая, пористая, по порам - карбонаты. Слой имеет скрытую слоистость в виде горизонтально-волнистых прослоев, более опесчаненных, толщиной 2-4 см. Есть кротовины. Количество пылеватых кабонатов наибольшее в верхних 0,3-0,4 м. Отмечаются стяжения диаметром до 2-3 см, журавчикн и крупные стяжения по трещинам размером до 15-20 см. Нижний контакт неправильно волнистый, отмечается опесчаненность, мелкие линзы песка и светло-серой мучнистой супеси длиной до 8 см.            Гл. 7,2 м

Флювногляциальные пески светло-серые до белесого, средне- и мелкозернистые с горизонтально- волнистыми прослоями крупнозернистого песка и серовато-зелеными мергелистыми прослоями длиной до 1-2 см. В слое отмечаются включения гравия кристаллических пород размером 0,5-1 см и опоки до 3-5 см .   Гл. 8,4 м.

Опока серовато-зеленая. Видимая мощность более 5 м.

В рассматриваемом разрезе, несмотря на ярко выраженные признаки склонового переотложения материала лёссовых и почвенных горизонтов, по морфологическим признакам выделяются две ископаемые почвы, из которых более мощная и хорошо выраженная - нижняя - обладает признаками мезинского ископаемого почвенного комплекса, верхняя почва может быть датирована брянским временем. Лёссовые суглинки и супеси (до глубины 3,6 м) относятся к валдайскому времени. В основании толщи - отложения среднего плейстоцена.

 

В пределах изученного участка была заложена траншея длиной 80 м, глубиной от 2 м на блоках и до 5,5 м в межблочных зонах. Траншея, ориентированная с запада на восток, пересекла блоковые участки и три межблочные зоны. Размеры полигонов - 25-36 м. В ненарушенной блоковой части, т.е. за пределами псевдоморфоз, разрез траншеи вскрывает профиль современной серой лесной почвы. Для ее иллювиального горизонта характерна оригинальная полосчатая тестура, состоящая из горизонтально ветвящихся прослоев коричневато-бурого суглинка с комковатой структурой, которые разделяются линзами белесого супесчаного материала.

 

В механическом составе гумусового горизонта современной почвы преобладают (61%) частицы размером 0,05-0,01 мм; содержание глины составляет 26%. В элювиальном горизонте почвы заметно доминирует фракция крупной пыли (63%); глинистые минералы присутствуют в количестве 13%. Для иллювиального горизонта характерна дифференциация по гранулометрическому составу, обусловленная полосчатой текстурой. Для суглинистых прослоев характерно заметное возрастание содержания глины (21-25%), содержание крупиопылеватых частиц достаточно велико - 64%. Белесые линзовидные прослои весьма пылеваты; частицы размером 0,05-0,01 мм присутствуют в них в количестве 73%, содержание глинистых частиц достигает 12%. Почва развита на типичном лёссе (горизонт лёсс III), из результатов гранулометрического и микроагрегатного анализов которого следует, что поздневалдайский лёсс исключительно пылеват; количество частиц фракции 0,05-0,01 мм находится в пределах 73-75%, в микроагрегатном - возрастает до 88%.

 

В пределах межблочных зон на фоне вмещающих лёссовых отложений вскрываются (вкрест простирания) крупные жильные образования в виде структур двухъярусной формы с резко расширенной верхней котлообразной частью и суженной нижней клиновидной. Верхние ярусы до глубины 3 м имеют ширину 7-11 м, нижние узким (1-2 м) клином уходят до глубины 5,5 м (20). Судя по форме вскрытой части жил, возможно, они продолжаются до глубины 6-7 м. На бортах структур наиболее отчетливо проявляется своеобразная полосчатость иллювиального горизонта. Границы нижних клиновидных частей подчеркиваются сколами и микросбросами. Верхние и нижние ярусы структур различаются по материалу заполнения. Основная часть верхних котлообразных расширений структур заполнена коричневато-бурым с красноватым оттенком тяжелым суглинком, сходным с суглинком иллювиального горизонта. Нижние клиновидные части заполнены светлокоричневым легким суглинком с большим количеством мелких супесчаных линзочек. В пределах верхних частей вскрывается реликтовая темноцветная погребенная почва, профиль которой смыкается с современной. Ее строение наиболее сложно в самой крупной межблочной зоне. Здесь ниже пахотного слоя вскрывается ВГГ - темно-серый до черного второй гумусовый горизонт, мощность которого максимальна (до 1 м) в центре структуры. На бортах мощность горизонта постепенно сокращается, и он совершенно отсутствует в пределах блоков-повышений. С глубины около 1 м в центральной части жильного тела отмечается третий гумусовый горизонт, более слабо выраженный, чем предыдущий.

 

Вскрытые структуры по комплексу признаков относятся к псевдоморфозам по полигонально-жильным льдам ярославского криогенного этапа (фаза "а"), когда была сформирована геологическая основа реликтовой криогенной морфоскульптуры и являются элементами одной полигональной системы. Их параметры несколько необычны для привычных размеров двухъярусных эпигенетических жил. В частности, у структур отмечается резкая разница в размерах и форме верхнего и нижнего ярусов. Нижние ярусы наиболее соответствуют параметрам эпигенетических ледяных жил, формирующихся в слое многолетней мерзлоты. По всей вероятности, при деградации мерзлоты в породах сезонноталого слоя со слоистой криотекстурой при преобладании бокового размыва сформировались резко расширенные термоэрозионные врезы, значительно превосходящие ширину верхних ярусов ледяных жил. Дополнительное расширение могло быть обусловлено отсутствием значительных уклонов поверхности водораздельного плато, что привело к существованию застойного водного режима в термоэрозионных полигональных канавах.

 

Можно предположить, что значительная глубина верхнего яруса (до 3 м) объясняется продолжением процессов аккумуляции лёссового материала во время рецидивов холодных условий после основной фазы деградации полигонально-жильных льдов. В частности, возобновление криогенных процессов происходило в фазу "б", которая, скорее всего, отвечала этапу позднего дриаса - 11 000-10 300 тыс. лет назад (Ve- lichko, 1990). После накопления мелкозема и подъема поверхности микрорельеф оказался частично захороненным.

 

Первый этап исследований, связанный с изучением палеокриорельфа на этом участке, был впоследствии продолжен специальными исследованиями почвенного покрова. Параллельно предыдущей была заложена новая траншея, которой был вскрыт разрез лишь самой крупной межблочной зоны. В рельефе этой зоне соответствует ложбина. В разрезе межблочной зоны вскрывается крупная псевдоморфоза по ледяной жиле со сложным строением слагающего ее материала, образованного почвообразованием и осадконакоплением в течение позднеледниковья и голоцена. Анализ этих отложений позволяет получить историю формирования почвенного покрова на этом участке практически для всего позднеледниковья и голоцена.

 

 

 

К содержанию книги: Криогенез почв

 

 

Последние добавления:

 

Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений 

 

Биографии ботаников, биологов, медиков   

 

Книги по русской истории   Император Пётр Первый