Поиск

Слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника
30.10.2015

Второй ключевой участок в ЦЛБГЗ расположен на выположенном водоразделе второго порядка с неморально-бореальным ельником-черничником (квартал № 94 южного лесничества). Его древостой имеет четвертый бонитет и относительно разновозрастный характер. Почвообразующие породы слоисты и представлены покровным 30-35-сантиметровым наносом крупнопылеватой супеси, тремя слоями песка, переходного к супеси, тяжелосуглинистой валунной мореной и водоносным крупнозернистым песком Ветровальность составляет 44% от общего древесного отпада. В ненарушенных фоновых позициях находится слаботорфянистая текстурно-подзолистая альфегумусовая почва. Наша характеристика фоновой почвы основывается на собственных описаниях и камеральных исследованиях образцов из трех разрезов (4Ф-82, 5Ф-82, 6Ф-82), на опубликованных и архивных материалах Биогеоценоти-ческой экспедиции МГУ, а также на статистическом анализе мощности верхних почвенных горизонтов, вскрытых широкой серией прикопок (табл. 6).
В качестве опорного был выбран разрез 4Ф-82, заложенный в 300 м от юго-западной просеки и в 350 м от южного угла квартала в ельнике-черничнике с участием осины (8Е + 20с) и подростом из ели и рябины Отчетливо выражен ветровальный микрорельеф, много приствольных повышений и валежа. В напочвенном покрове преобладает черника (Vaccinium myrtillus) участвуют кислица и щитовники (Oxalis acetosella, Dryopteris austriaca и Dr. felix-femina). Их общее проективное покрытие составляет 80-90%. Моховый ярус с проективным покрытием в 10-30% представлен зелеными мхами (Dicranum scoporium, Mnium undulatum, Pleuro-zium bchreberi).

Слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника

Почвенный профиль состоит из следующих горизонтов.
ОТ 5-0 см. Влажная рыхлая подстилка типа "гидромор", состоящая из опада ели, в меньшей степени - березы, осины, черники и травянистого яруса Подразделяется на три слоя: O1 - свежие слаборазложившиеся остатки, обильно переплетены гифами грибов; О2 - темно-бурые полуразложившиеся остатки с включением аморфного органического вещества и единичных зерен кварца; О3 - темная, почти черная, торфянисто-перегнойная мажущаяся масса с гумусом в виде рыхлых агрегатов и отмытыми зернами кварца Обычно выдерживается соотношение О1*О2:О3 = 1:3*1.
Переход четкий при неровной границе. Может выделяться переходный органо-минеральный горизонт АО.
На переходе к микроповышениям возрастает роль травянисто-кустарничкового опада в формировании подстилки. Она становится светлее. Сокращается ее мощность. Изменяется соотношение между слоями: 01:02:03 = 1,5:2:1. Это уже ксеромор или даже модер.
В микрозападинах, заросших сфагновыми мхами, формируется торфянистый горизонт (T), состоящий из очеса (T1), слоя торфа средней степени разложения буровато-темно-серого цвета (Т2) и слоя сильно разложившегося почти черного торфа (Т3) с преобладающим соотношением между слоями 2:2:1.
EL 0-11 см. Влажноватый мучнисто-пылеватый супесчаный горизонт белесого цвета. Рыхлый, имеет слоистое микросложение и непрочную чешуйчато-плитчатую структуру. Чешуйки состоят из отмытых зерен кварца и тонких серых микрочешуек, образованных мелкой пылью и и бесцветным гумусом. Встречаются малочисленные темно-бурые твердые ортштейны. В небольшом количестве отмечаются тонкие корни; средние и крупные встречаются редко. В поверхностной части горизонта в значительном количестве находятся разложившиеся растительные остатки с единичными экскрементами личинок двукрылых, немало органической плазмы и обугленных остатков. Ниже содержание органических веществ резко убывает. В верхней части горизонта на верхней и боковой поверхности зерен имеются гумусовые пленки; о нижней части встречается тонкопылеватый налет на верхней поверхности крупных зерен. Везде очень мало плазмы. В поверхностной части она гумусово-глинистая, в очень тонких и небольших чешуйках; ниже - глинистая с беспорядочно-волокнистым строением.
В микропонижениях мощность горизонта возрастает, и на белом фоне появляются серые гумусовые затеки и охристые пятна с размытыми границами. Переход резкий, на микропонижениях - заметный. Граница неровная - карманами.
B(h),r.(g) 11-33 см. Влажноватый твердоватый супесчаный горизонт охристого цвета с очень светлыми пятнами. Непрочная ореховато-пластинчатая структура сцементирована железистыми пленками. В среднем количестве (о основном около пор) встречаются изометричные охристо-бурые и неизометричные ярко-охристые конкреции в скоплениях размером до 5 см. При этом поверхность конкреций, открытая в крупные поры, осветлена, в мелкие -интенсивно прокрашена. Корни единичные.
Железисто-глинистая плазма находится в виде изотропных сгустков и крупных ожелезненных волокон. В нижней части иногда встречаются небольшие глинистые папулы, вокруг которых накапливается железо. Осветленные микрозоны почти лишены плазмы и пленок.
В местах микроповышений горизонт начинается сразу под подстилкой. Вблизи микропонижений его верхняя часть часто осветлена, облегчена, разуплотнена, частично отмыта от железистых пленок и обесструктурена.
Переход заметный при волнистой границе.
IIELB(g) 33-40 см. Неоднородный переходный горизонт Образован сочетанием рыхлых светло-охристых участков EL и плотных охристо-бурых фрагментов B(g). Осветленные участки EL имеют пылевато-супесчаный состав н непрочную чешуйчато-пластинчатую структуру с железистым цементом. Железисто-глинистая плазма в них имеет в основном изотропное и беспорядочноволокнистое строение. Степень покрытия пленками зерен очень неоднородна Фрагменты B(g) характеризуются тонкопесчанистым составом и пластинчатоплитчатой структурой с железисто-глинистым цементом, хорошо выраженными признаками оглеения по трещинам.
Переход постепенный.
В1(t) 40-60 см. Влажноватый твердоватый супесчаный горизонт бурого цвета с редкими сизоватыми пятнами и разводами. Имеет компактное микросложение и сравнительно водопрочную структуру из орешков, плиток, призм и глыб Минеральные зерна равномерно покрыты железистыми пленками. Отмечаются в значительном количестве охристо-бурые конкреции и сгустки аморфного железистого вещества с буровато-черными стяжениями. В небольшом количестве встречаются скорлуповатые натеки внутри педов, в среднем количестве - натеки по трещинам и порам. Натеки светлее основной плазмы и довольно однородные.
Вертикально идущие зоны осветления содержат более тонкий материал без участия крупных зерен. Эти зоны имеют неводопрочную структуру и ела божелезистый цемент, очень неоднородно покрывающий минеральные зерна, большинство которых отмыто. Пленки лучше развиты на нижней поверхности зерен. Там же отмечаются органо-минеральные сгустки и довольно большое количество тонкодисперсного гумуса, не характерное для основной массы горизонта Обезжелезненная глинистая плазма имеет беспорядочно-волокнистое строение.
Переход ясный при неровной языковатой границе.
B2(t),(g) 60-90 см Влажноватый твердый супесчаный горизонт красноватобурого цвета со светло-сизыми пятнами и неясно выраженной сравнительно водопрочной структурой. Отличается от горизонта B1(t) более контрастной микрозоналыюстью, лучше выраженными натеками глинисто-железистой и органо-минеральной плазмы, повышенным содержанием минеральных зерен, полностью покрытых железистыми пленками, и зерен, полностью отмытых от них. Осветленно-оглеенные зоны и микрозоны бывают окружены сгустками органо-минеральной плазмы.
Переход постепенный при неровной границе.
IIIBC(g) 90-150 м. Влажноватый твердый супесчано-песчаный горизонт желтовато-бурого цвета с неясно-глыбистой структурой. Отмечаются редкие сизые пятна и магистральные трещины, заполненные оглеенными пылевато-глинистыми кутанами, редкие черные примазки.
Переход постепенный.
IVBC 150-235 см. Влажноватый твердый бесструктурный супесчано-песчанистый горизонт желтовато-бурого цвета с немногочисленными тонкими органо-железистыми и глинисто-тонкопылеватыми кутанами по редким магистральным трещинам. По гранулометрическому составу делится на два слоя ВС1 (150-205 см) - связный песок; ВС2 (205-235 см) - супесь.
Переход резкий при ровной границе.
VДG 235-250 см. Сизовато-серый вязкий бесструктурный тяжелый суглинок ( обломками кристаллических пород
Переход резкий при ровной границе.
VID 250 см и глубже. Крупный зернистый песок с большим количеством обломков. Водоносный горизонт.
Таким образом, фоновые слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника, в отличие от предыдущих вариантов фоновых почв, имеют супесчаный гранулометрический состав, крайне непрочную плохо выраженную структуру и своеобразный субпрофиль альфегумусового подзола OT-EL-B(h)f(g)-IIELB(g), вложенный в элювиальную часть текстурно-подзолистого профиля.
Альфегумусовый субпрофиль начинается с горизонта оторфованной подстилки ОТ и четко морфологически выраженного отбеленного подзолистого горизонта EL под ней (рис. 13). Белесый подзолистый горизонт почти нацело лишен глинистых и органо-железистых пленок и натеков при небольшом количестве бурых конкреций. Его плитчатые педы непрочно "сцементированы" светлым гумусом и покрыты скелетанами.
Слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника

Горизонт альфегумусового иллювиирования B(h)f(g) обогащен пленками и выделениями органо-железистой и железисто-глинистой плазмы, содержит большое количество бурых и охристых конкреций. Наряду с этим, крупные субвертикальные трещины и поры покрыты скелетанами, в межтрещинной массе имеются плотные участки глееватого отбеливания.
Переходный горизонт IIELB(g) имеет компактное сложение, слабовыраженную структуру, максимальное в верхнем метре профиля развитие оглеения (контактного) и скелетан. В то же время в нем хорошо развиты бурые и охристые конкреции, значительная часть минеральных зерен покрыта железистыми пленками, в заметном количестве появляется глинистая плазма.
Супесчаный, обогащенный глиной горизонт В1(t) отличается непрочной слабовыраженной структурой, максимальным в профиле (но в целом небольшим) количеством глинистых кутан, хорошо развитыми в трещинах скелетанами и заметным присутствием конкреций. Лежащие ниже по профилю горизонты B2(f)(g)-IIIBC(g)-IVBC совсем слабо оструктурены, контактно оглеены, проработаны почвообразованием преимущественно в притрещинных зонах и характеризуются четким погоризонтным ослаблением признаков иллювиирования.
Подводя краткий итог морфологическому описанию фоновой слаботорфянистой текстурно-подзолистой альфегумусовой почвы Центрально-лесного заповедника, необходимо отметить следующие особенности:
а) ее представительность - близость широко описанным в литературе по среднетаежной зоне ETC подзолистым почвам на двучленных отложениях с субпрофилем ("микропрофилем") подзола в элювиальной части профиля;
б) макроморфологическая невыраженность гумусово-аккумулятивного процесса;
в) отсутствие прочной хорошо выраженной структуры вследствие легкого гранулометрического состава почвообразующих пород и низкого содержания в почве органического вещества;
г) наличие двух литологических контактов в верхнем метре почвенного профиля и связанных с ними отчетливых признаков слабого оглеения, которое охватывает приконтактные горизонты B(h)f(g)-IIELB(g) и B2(t)(g) -IHBC(g), проявляется осветленными фрагментами и скоплениями охристых конкреций и на микроуровне сопровождается формированием осветленных микрозон (почти лишенных плазмы и железистых пленок) и плотных охристо-бурых участков железистой цементации.
Сложное строение многочленной супесчано-песчаной толщи данного профиля, наличие в нем зон контактного оглеения сильно осложняют оценку общей морфологической картины этой фоновой почвы. И тем не менее, при морфологическом исследовании однозначно диагностируются почвенные процессы вертикальной элювиально-иллювиальной дифференциации исходного субстрата. Наряду с глинистой плазмой в них самую активную роль играют аморфные полуторные оксиды и органо-минеральные соединения.
Проведенный по фоновым почвам трех разрезов анализ показателей цвета по Манселлу (см. рис. 13) выявил близость тона и общую осветленность цвета по всему профилю, но четкую дифференциацию последнего по цветовой насыщенности.
Белесый подзолистый горизонт EL имеет максимальную осветленность и минимальную насыщенность цвета поверхности педов, при наличии слабой окраски у внутрипедной массы. Иллювиально-альфегумусовый горизонт отличается от EL более холодным тоном цвета, максимальной осветленностью внутрипедной массы и более высокой насыщенностью цвета (особенно массы внутри педов).
Сформированный в моренном наносе переходный горизонт IIELB(g) отличается от горизонтов покровного суглинка несколько меньшей осветленностью и значительно более высокой насыщенностью цвета. Поверхности педов выделяются меньшей насыщенностью цвета.
Слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника

Глинисто-иллювиальные горизонты В(t) выделяются другим тоном цвета, его пониженной осветленностью и высокой насыщенностью, которые достигают максимальных различий с элювиальной частью профиля в горизонте B2(t)_(g). При этом по усредненным показателям в горизонте В1(t) не наблюдается разницы в показателях цвета поверхности педов и внутрипедной массы, а в горизонте B2(t)(g) она ограничивается значительно меньшей насыщенностью цвета поверхности педов.
Гранулометрический анализ фоновых почв четырех разрезов подтвердил явную литологическую неоднородность профиля со средней глубиной подстилания переотложенной морены 33 см, что четко фиксируется по распределению фракций мелкого песка, крупной пыли и среднего диаметра частиц физического песка (рис. 14). Особо подчеркнем, что элювиальная по илу часть профиля не ограничивается покровным наносом и захватывает верхний слой морены. Профильное распределение содержания ила наряду с признаками литогенной двучленности имеет признаки элювиально-иллювиальной дифференциации, что хорошо согласуется с изменениями по профилю дисперсности физической глины. Слабую элювиально-иллювиальную дифференциацию по илу имеет также альфегумусовый субпрофиль.
Белесый горизонт EL характеризуется минимальной плотностью во всем профиле. Моренная часть почвы отличается высокой плотностью и имеет свой элювиально-иллювиальный по илу субпрофиль. Содержание ила в его самой плотной верхней части - переходном горизонте IIELB(g) -минимально в профиле и сравнимо с элювиальным минимумом белесого подзолистого горизонта EL. Горизонт B1(t) отличается максимальной пространственной неоднородностью гранулометрического состава, что хорошо согласуется с пестротой его морфологической картины - наличием в нем вертикально идущих зон осветления. Горизонт B2(t)(g), как правило, наиболее обогащен в профиле илистой фракцией и отличается ультраколлоидной дисперсностью физической глины.
Проведенный по 11 разрезам анализ физико-химических свойств почв (рис. 15а) выявил низкую по всему профилю емкость поглощающего комплекса с минимальными значениями ее в горизонте B(h)f(g) и максимальными - в B2(t)(g), сильно кислую реакцию среды по всему профилю с основным минимумом в горизонте EL и вторичным - в горизонте B2(t)(g), ненасыщенный характер поглощающего комплекса с повышением его насыщенности вниз по профилю.
Слаботорфянистые текстурно-подзолистые альфегумусовые почвы ельника-черничника Центрально-лесного заповедника

Построенный по 11 разрезам обобщенный профиль валового содержания гумуса имеет аккумулятивный характер. Однако это распределение создается не столько аккумуляцией гумуса in situ в горизонте EL, сколько вмыванием в этот горизонт бесцветного фульватного гумуса из оторфованной подстилки. Анализ вытяжки Тамма показал довольно плавное элювиально-иллювиальное распределение по профилю растворенного в ней кремнезема, наличие двух четких элювиально-иллювиальных субпрофилей распределения подвижных форм алюминия и железа. Причем, если основной максимум содержания алюминия приходится на горизонт B2(t)(g), то основной максимум более резко дифференцированного железа приходится на горизонт B(h)f(g). Резкая дифференциация субпрофиля альфегумусового подзола на элювиальный горизонт EL и иллювиальный горизонт B(h)f(g) отражается и в распределении по нему органоминеральных форм железа (по Баскомбу) и ортштейнов (см. рис. 15).
Проведенные наблюдения за режимами фоновой слаботорфянистой текстурно-подзолистой альфегумусовой почвы выявили преобладание в ней сравнительно низких температур, выше 12°С прогревается только подстилка (см. рис. 15б). Реакция почвенного раствора всегда кислая, весной - очень сильно кислая. Летом преобладает слабоокислительная обстановка, в мае - слабовосстановительная по всему профилю. Биологическая активность этой почвы существенно ниже, чем палево-подзолистых почв и имеет небольшой майско-июньский максимум.
Сочетание ЭПП фоновой почвы ельника-черничника отличается повышенной ролью процессов образования подстилки и кислого гумуса, альфегумусовой миграции, сегрегации и "двухэтажного" контактного оглеения и элювиирования.