Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

Глава 7. ЛЕСНЫЕ ЛАНДШАФТЫ. Почвы тайги и геохимическая эволюция ландшафтов

 

геохимия

 

Смотрите также:

 

История атомов и география - Перельман

 

Геохимия - химия земли

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии геологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

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:

 

Жизнь в почве

 

Шаубергер Виктор – Энергия воды

 

Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ

 

Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы