Поиск

Аллювиально-луговое почвообразование в земноводных условиях
30.10.2015

По мере роста и оформления пойм и дельт меняются их гидрология и условия осадконакопления; постепенно обособляются повышенные пространства и острова, периодически попадающие в наземные сухопутные условия. Затопление молодой суши полыми водами происходит периодически, но в течение каждого года сменяется обсыханием поверхности. Чем интенсивнее идет процесс наложения новых толщ аллювия, тем быстрее наступает земноводный режим, под которым мы понимаем постоянную перемежаемость половодий и обсыхания, свойственную развитым, зрелым элементам поверхности пойм и дельт. Этот режим сохраняется и на высокой пойме. Иногда спорадические, хотя и не ежегодные наводнения могут заливать даже I надпойменную террасу, как это характерно для рек бассейна Амура.
Соответственно условиям водного режима и регулярно-прерывистому накоплению аллювия на поймах складывается растительный покров. Озерно-болотная флора, характерная для подводного режима, сменяется осоковыми, злаками, а также разнотравьем, свойственными условиям периодического затопления и обсыхания.
Обязательным и постоянным элементом растительности пойм и периодически затопляемых частей дельт являются древесные породы и кустарники. Лесная растительность достигает необыкновенно пышного развития в поймах и дельтах влажных тропиков и субтропиков (реки Нигер, Амазонка, Ганг). Прекрасно развиваются леса на поймах и дельтах в бореальном поясе. В настоящее время в обжитых районах трудно восстановить естественные размеры и состав древесной растительности в поймах и дельтах, так как в большинстве она уничтожена или сильно изменена человеком. Однако следует считать, что в условиях земноводного почвообразовательного процесса лесная растительность была обязательным и весьма эффективным фактором почвообразования. Продолжительность существования лесного покрова в разных условиях климата различна. Наибольшей жизненностью лесной покров отличается в поймах и дельтах рек влажных областей. В пустынных и полупустынных ландшафтах лесной покров в поймах и дельтах сравнительно быстро отмирает под влиянием соленакопления. Однако и здесь, в хорошо затопляемых поймах и дельтах таких рек, как Кура и Амударья, тугайные леса достигают прекрасного развития, особенно на опесчаненных массивах.
В отличие от подводного почвообразования почвообразовательный процесс на обсыхающих поймах и дельтах проходит после кратковременного затопления (недели, 2—3 месяца) с отложением свежего наилка и временным анаэробиозисом, при господстве аэробного режима. Горизонты лугово-дерновых почв и корневая система поемно-дельтовой растительности находятся под непрерывным воздействием восходящих капиллярных токов от зеркала грунтовых вод. Это обогащает почву минеральными соединениями и влагой, способствующими росту растительности. Оптимальные условия водного и минерального питания поемно-дельтовой растительности приводят к обильному развитию биомассы и, в частности, корневой системы, большому количеству гумуса в почве, широкому размаху биологического круговорота минеральных веществ и азота.
Как и в подводном почвообразовании, общий баланс веществ здесь положительный, так как происходит совпадающее во времени и в пространстве накопление аллювия, биогенных продуктов почвообразования и геохимическое накопление веществ, выпадающих в осадок из грунтовых вод при эвапотранспирации.
Перемежаемость окислительно-восстановительных условий и обилие органических веществ в поймах и дельтах создают благоприятные условия для образования и миграции двууглекислых и органо-минеральных комплексных соединений восстановленных форм соединений железа, марганца и их спутников — никеля, кобальта. Поэтому в грунтовых водах и в почвенных растворах пойм и дельт всегда присутствуют подвижные соединения железа и марганца (особенно, если реакция среды слабокислая — тайга, субтропики и тропики), которые аккумулируются близ поверхности почв, в горизонтах скопления корешков травянистой и древесной растительности. В итоге происходит интенсивное новообразование вторичных соединений (конкреций, трубок, прослоев) железа и марганца во всей толще почвы над грунтовой водой. Максимум скопления вторичных соединений железа и марганца обычно отмечается в верхних 20—30 см почвы, пронизанных и скрепленных корнями (рис. 109).

Аллювиально-луговое почвообразование в земноводных условиях

Соединения железа и марганца, коагулируя раздельно или с органическим веществом и кремнеземом, образуют в пойменных лугово-дерновых почвах прочную зернистую структуру, по форме похожую на структуру черноземов, но совершенно другого происхождения. Находящиеся в грунтовых водах в растворенном состоянии соединения кремния и алюминия образуют вторичные глинные минералы типа иллита, смешаннослойных минералов или монтмориллонита, что ведет к гидрогенному оглинению первоначального аллювия. Многочисленные аналитические данные свидетельствуют о том, что гидрогенная аккумуляция распространяется не только на соединения железа, но и на соединения алюминия и кремния.
В соответствующих геохимических и относительно аридных климатических условиях из грунтовых вод и капиллярных растворов выпадают в осадок соединения углекислого кальция, гипс, иногда углекислый или двууглекислый натрий, сульфаты и хлориды натрия, магния и калия. В последних случаях (в условиях пустынного климата) формируются сильно засоленные почвы.
Чаще, однако, на поймах и периодически затопляемых частях дельт образуются темноокрашенные (серые, черные) луговые почвы и слоисто-луговые почвы, в которых более или менее ясно различается слоистость почвообразующей породы при наличии развитого гумусового горизонта. Нередко обнаруживаются погребенные горизонты и оглеение над уровнем грунтовых вод.
В пределах ландшафта пойм и дельт можно проследить целый ряд переходов от лугово-болотных и болотно-луговых почв к типичным полноразвитым высокоплодородным луговым и дерновым почвам. Наиболее полно развит лугово-дерновый процесс в поймах и дельтах при бикарбонатно-кальциевых грунтовых водах, т. е, в зонах коричневых, желтоземных, бурых лесных, подзолистых почв, черноземов, почв саванн. При этом формируются мощные (до 70—200 см) высокогумусные (до 5—15%) структурные черноцветные влажные луговые почвы. Как можно видеть из данных табл. 114, 115, эти почвы отличаются высокой поглотительной способностью, порядка 40—60 мг-экв, преобладанием в составе обменных катионов кальция, достаточной обеспеченностью соединениями фосфора, азота и калия.
Аллювиально-луговое почвообразование в земноводных условиях
Аллювиально-луговое почвообразование в земноводных условиях

На первых и вторых надпойменных террасах таких рек, как Волга, Дон, Кубань, Днепр, Дунай, Самарка, Иргиз, Кутулук и др., известны так называемые террасовые или луговые «черноземы». Это в недавнем прошлом лугово-дерновые почвы, сформированные на бывших пойменных террасах рек. Их исключительно большая мощность и высокое плодородие обязаны лугово-дерновому поемному генезису в прошлом. Почвы подобного рода широко распространены на затопляемых и недавно обсохших равнинах Западно-Сибирской низменности, Зейско-Буреинской равнины, на равнинах Сунгари. Лугово-черноземные почвы сходного характера описаны в Тамбовской низменности.
В тех случаях, когда пойменные и дельтовые равнины с помощью искусственных дамб или водохранилищ защищены от наводнений, лугово-дерновые почвы широко используются в земледелии, отличаясь весьма высоким плодородием. Многие колхозы Московской области имеют весьма ценные земельные угодья на поймах рек Москвы, Оки, Клязьмы, Яхромы и др. На этих земельных угодьях возделываются высокопродуктивные огородные культуры.
Автор исследовал луговые и лугово-дерновые гидроморфные почвы аллювиальных равнин КНР от бассейна рек Амур и Сунгари на севере до рек Янцзы и Чжуцзян (Жемчужная) в южных субтропических и тропических районах. Будучи почвами гидроморфного типа, луговые почвы Китая в самых сухих районах с преобладанием испарения над стоком отличаются тенденцией резко выраженного накопления карбонатов и бикарбонатов натрия, влекущего за собой значительное возрастание общей щелочности и pH в верхних горизонтах. Только горно-луговые почвы Китая имеют кислую реакцию среды (pH=4,8—5,4). Слабокислые разновидности имеются в числе черноземовидных луговых почв и в луговых субтропических (рН = 6,2—6,8). Однако в преобладающем числе pH луговых почв выше 7. При этом pH черноземовидных луговых и луговых субтропических аллювиальных почв главным образом находится в пределах 8,6—7,2. Луговые же заболоченные и светло-луговые почвы Северо-Восточного, Северного и Восточного Китая иногда характеризуются высокой общей щелочностью и pH порядка 9—10 и даже 10,4 (рис. 110).
Аллювиально-луговое почвообразование в земноводных условиях

Особенности луговых почв закономерно меняются на протяжении от Амура к Гуанчжоу. Луговые почвы провинции Хейлунцзян отличаются большим содержанием гумуса (5—20%), мощным гумусовым горизонтом (иногда до 150—200 см), бескарбонатностью, иногда слабой гипсоносностью; южнее, в районе Аньда, гумусность в луговых почвах снижается (3—5%), они становятся карбонатными и часто имеют черты содового и содово-сульфатного заселения. На широтах Тяньцзиня и Пекина луговые почвы всегда карбонатны, малогумусны и более или менее сильно подвержены хлоридному, хлоридно-натриевому и хлоридно-магниевому засолению (часто с примесью соды). К югу от Шаньдунского п-ова до левого берега р. Янцзы распространены луговые почвы, имеющие карбонатные горизонты, но почти не подверженные засолению, исключая приморские зоны. В районе Шанхая и южнее распространены бескарбонатные, нейтральные луговые почвы, В тропических же областях луговые почвы характеризуются не только бескарбонатностью, но иногда и пенасыщенностью основаниями.
Луговые почвы Китая закономерно меняются также и в направлении с востока на запад, делаясь малогумусными, менее мощными, щелочными и более засоленными. Темные луговые почвы в настоящее время являются главной базой земледелия на севере Китая. На них успешно возделываются: пшеница, ячмень, соя, гречиха, просо, чумиза, овощи и бахчевые культуры. Природное плодородие черноземовидных луговых почв исключительно высоко, они составляют главное богатство равнин Маньчжурии. Нередко они без удобрения дают урожай пщеницы до 40 ц/га.
Светлые луговые почвы северокитайских и восточнокитайских аллювиальных равнин освоены и являются одной из главных баз земледелия Китая. В наибольшей степени изменены древней сельскохозяйственной культурой луговые почвы территории древнедельтовых равнин Хуанхэ, Хуайхэ, Янцзы, Чжуцзян и других рек Юго-Восточного Китая. Здесь природный почвообразовательный процесс, протекавший в прошлом по типу болотного и лугово-болотного, в настоящее время идет по типу культурного лугового процесса.
На других континентах мира в аналогичных геоморфологических и гидрогеологических условиях формируются сходные темные и светлые луговые гидроморфные почвы. Автор наблюдал их на древних водно-аккумулятивных равнинах Северной Америки, на древних аллювиально-дельтовых равнинах рек Ла-Платы и Амазонки в Южной Америке, на аллювиальных равнинах Австралии и Центральной Африки.
Рассмотренные черты лугово-дернового почвообразовательного процесса в большей или меньшей мере прослеживаются в поймах и дельтах рек разных природно-климатических зон суши. В условиях пустынь и полупустынь лугово-дерновая стадия почвообразования сравнительно кратковременна и быстро сменяется процессом соленакопления. В поймах и дельтах рек степей, прерий, саванн и особенно влажных лесных областей лугово-дерновая стадия почвообразования характеризуется большой продолжительностью и широкой пространственной выраженностью. В областях тропического и умеренно теплого климата черные луговые почвы отличаются большей мощностью (1—2,0 м) и высокой продуктивностью.
Одной из важнейших особенностей динамики поемных лугово-дерновых почв является периодическое переувлажнение их с поверхности паводковыми водами и обогащение аллювием, содержащим очень тонкий ил, а также электролитами, находящимися в воде. Этот же тип динамики складывается в орошаемых почвах. Каждый полив приносит на поля определенные количества илистого материала и легкорастворимых солей, содержащихся в поливных водах. Поэтому культурный почвообразовательный процесс на орошаемых полях приобретает существенное сходство с процессом на временно затопляемых поемно-дельтовых равнинах. Это сходство усиливается тем, что, как и почвообразование в земноводных условиях пойм и дельт, почвообразование на орошаемых полях часто происходит при постоянном воздействии грунтовых вод, лежащих иа глубине 1,5—3 м, т. е. в пределах влияния капиллярной каймы.