Поиск

Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)
30.10.2015

Почвы устойчивых ветровальных западин наследуют общее строение профиля почв предыдущего возрастного интервала с оторфованной подстилкой, оглеенными и осветленными сильнее фоновых верхними минеральными горизонтами (рис. 41). Они отличаются от почв молодых ветровальных западин лучшей выраженностью органогенных горизонтов, постепенным снижением уровня оглеения и усложнением вертикальной дифференциации омоложенного вывалом субпрофиля верхней части почвы. Морфологические исследования показали статистически достоверное различие с фоном мощности и глубины большинства горизонтов (табл. 13). Необходимо отметить приближение к средним фоновым значениям мощностей ряда верхних почвенных горизонтов. Отдельно отметим как правило достоверное опускание нижней границы элювиальных горизонтов, оцениваемое с учетом глубины ветровального усечения.
Подробнее рассмотрим морфологическое строение почв этой стадии на примере их модального варианта из разреза 72-85, заложенного в ельнике кислично-щитовниковом "Кологривского леса", на средней части склона северной экспозиции к ручью Вонюх (88-й квартал заказника, в 200 м от его западной просеки и 950 м от северо-западного угла). Глубина ветровального усечения 15 см. Напочвенный покров образован сфагнумом, зелеными мхами, в меньшей степени - щитовником и хвощом Особый интерес вызывает микроморфологическая картина верхних почвенных горизонтов.

Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

ОТ 6-0 см Мокрая оторфованная темно-бурая подстилка с небольшим очесом бурого цвета.
ELAl(hf)g 0-4 см. Мокрый рыхлый глееватый легкосуглинистый горизонт серовато-светло-палевого цвета с непрочной комковато-плитчатой структурой В шлифах он имеет рыхло-фрагментарное микросложение с комковатыми прогумусированными агрегатами и гумус типа "мор-модер". В среднем количестве встречаются растительные остатки 1-й и 3-й стадий разложения, экскременты клещей и энхитреид. Местами, обычно во внутризападинных понижениях, встречаются мелкие сильнотрансформированные орехи материала горизонта В (точнее, микроорехи размером 0,1-0,3 мм). Их глинистая плазма прокрашена черным гумусом, а в верхней части микроорехов нередко удалена. Гумусовые натеки отмечаются в порах шириной до 0,05 мм. Глинистые натеки и пленки лучше сохраняются на нижней поверхности микроорехов и крупных минеральных зерен, как и конкреции, микроконкреции в "тени" более крупных микроорехов. Большинство довольно многочисленных гумусово-железистых конкреций различных оттенков от охристого до черного цвета и размером в 0,2-0,5 мм имеют ободки осветления и переходные зоны к основной массе горизонта.
Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

ELt,(f),g 4-16 см. Влажный сильно уплотненный супесчаный горизонт белесопалевого цвета и плитчато-пластинчатой структуры. Верхняя ПП, как правило, светлее нижней. Широко распространены сизоватые разводы. Часто встречаются светло-серые гумусовые натеки по субвертикальным трещинам и небольшие ржаво-охристые пятна. В небольшом количестве отмечаются 1-2-миллиметровые темно-бурые конкреции преимущественно неправильной формы.
EL2(f)Qg 16-19 см. Влажный очень сильно уплотненный небольшой по мощности легкосуглинистый горизонт белесо-палевого цвета с легким красноватым оттенком. Отличается от вышележащего горизонта, прежде всего, присутствием мелких орехов из среднесуглинистого материала горизонта Вt.
В шлифах имеет компактно-фрагментарное микросложение и обесцвеченную основную массу. Встречаются более рыхлые участки. Распространены орехи из материала горизонта В, размером во 3 мм. На нижней поверхности орехов и крупных зерен песка сохраняются тонкие натеки глины толщиной 0,01-0,05 мм. На верхней поверхности орехов они замещаются гумусовыми пленками того же размера. Орехи разрушаются более активно с верхней стороны, где больше внутриагрегатных трещин и они крупнее. По трещинам происходит активное внедрение пылеватого материала. Вблизи них материал ореха обезыливается и развиваются притрещинные микрозоны осветления. Из наблюдаемых в шлифах картин можно выстроить ряд постепенной трансформации орехов и папул вплоть до очень сильно трансформированных микроорехов размером 0,3-0,1 мм, окруженных обесцвеченной, обезыленной, содержащей единичные беспорядочно ориентированные волоконца компактной массой. По более рыхлым участкам трансформация происходит быстрее, микроорехи пропитаны черным гумусом и чередуются с его свободными выделениями. Встречаются мелкие черные конкреции размером до 0,5 мм. Стороны конкреций, обращенные к порам и трещинам, осветлены и имеют переходные зоны. Единично встречаются небольшие светло-желтые глинистые натеки толщиной до 0,4 мм.
EL(f)Bt,g 19-24 см. Влажный плотный очень неоднородный горизонт. Состоит из красновато-белесых обезыленных бесструктурных супесчаных фрагментов EL(f),g и охристо-красновато-бурых среднесуглинистых плитчато-ореховато-призмовидных фрагментов Bt,g Морфологическая картина фрагментов Bt,g близка нижележащему горизонту, поэтому подробнее рассмотрим осветленные фрагменты EL(f),g
В шлифах EL(f),g имеет фрагментарно-компактное микросложение, состоит из осветленных и прокрашенных микрозон. Осветленные микрозоны -несколько более рыхлые, содержат разрушенные микроорехи размером до 0,5 мм и многочисленные хорошо выраженные черные и охристо-бурые конкреции размером от 0,1 до 2 мм. Микроорехи разрушаются аналогично вышележащему горизонту. При обогащении гумусом и железом они могут переходить в конкреции. У большинства конкреций отмечается более светлый железистый ободок, лучше выраженный сверху. Под крупными зернами песка встречаются глинистые натеки.
В прокрашенных микрозонах имеются орехи до 1 см. Часто они лежат среди отбеленного материала и сильно трансформируются В большом количестве встречаются слоистые глинистые и гумусово-глинистые натеки и папулы, часть которых имеет неправильную, перевернутую ориентацию По порам встречаются натеки гумусовой плазмы.
B1t,(g) 24-50 см. Увлажненный плотный среднесуглинистый глинистоиллювиальный горизонт с ореховатой структурой и желто-бурым цветом основной массы. Часть трещин занята сизоватыми осветленными разводами, другая - интенсивно окрашенными темно-бурыми гумусово-глинистыми кутанами. Сизоватые осветленные разводы чаще приурочены к зонам более крупных межгоризонтных трещин.
В шлифах основная масса горизонта - фрагментарно-компактная с элементами микроореховатости. Глинистая масса имеет беспорядочно-волокнистое строение, с сепарациями вокруг крупных зерен. Довольно много старых разрушающихся натеков и папул. В мелких трещинах хорошо выражены светлые глинистые иатеки толщиной до 0,1 мм На горизонтальных ПП в небольшом количестве встречаются тонкие гумусово-глинистые пленки. Отмечаются участки с нарушенным микросложеиием: более плотные, сильнее обезжелезненные и слабые оглиненные и более рыхлые, с конкрециями и максимально развитыми кутанами.
Нижележащие горизонты не имеют принципиальных отличий от фона.
Почва по-прежнему наиболее близка типу болотно-подзолистых почв. Близкое морфологическое строение имеют почвы других вариантов устойчивых ветровальных западин (см. рис. 41). Сжатая морфологическая характеристика четырех модальных почв приведена на рис. 42I-IV.
Сопоставление морфологической характеристики почв мелких ветровальных западин (см. рис. 42I) с аналогичными почвами предыдущего возраста выявило отчетливый тренд развития в направлении фоновой почвы: появление аккумулятивно-элювиального горизонта; качественное снижение уровня оглеения и улучшение оструктуренности верхних минеральных горизонтов; восстановление подобных фоновым горизонтов верхнего субпрофиля; образование близких фону педной организации и набора кутан глинисто-иллювиальных горизонтов. Наблюдаемые изменения в морфологии позволяют предположить активное развитие в почве режимов и процессов окисления и железистой сегрегации, инситной аккумуляции гумуса и минерализации потечного гумуса элювиальных горизонтов, иллювиирования железистых соединений и оструктуривания, лессиважа и партлювации.
Анализ морфологии почв неглубоких ветровальных западин "Кологривского леса" (см. рис. 42II) выявил временные изменения той же направленности, но выраженные значительно менee четко. В основном сохраняются качественный уровень оглеения и педная организация, свойственные почвам предыдущей стадии. Морфологические изменения позволяют диагностировать дальнейшее развитие элювиально-глеевого процесса, который сопровождается продолжающейся сегрегацией железистых соединений и трансформацией глинистых орехов в нижней (вновь приращенной?) части элювиального горизонта. Пониженное по сравнению с почвами предыдущего возраста содержание глинистых, гумусово-глинистых, гумусовых и альфегумусовых кутан, вероятно, является следствием дальнейшего развития вниз по профилю процессов миграции слагающих их веществ, а также минерализации гумусовых соединений. Глубоко и локально залегающие в притрещинных зонах скопления глинисто-гумусовых кутан неоднократно отмечались нами при полевых описаниях b отражены на рис. 20.
Анализ морфологии почв неглубоких ветровальных западин ельника кислично-щитовникового Центрально-лесного заповедника (см. рис. 42III) выявил отчетливое снижение уровня оглеения всей верхней части профиля, что сопровождается усилением признаков инситной аккумуляции гумуса в самом верхнем минеральном горизонте AlELg, улучшением структурной организации горизонтов и трансформацией части охристых конкреций в бурые. Заметно снижаются количество скелетан и степень отмытости поверхности минеральных зерен, особенно в элювиальной части профиля. В отличие от почв молодых западин, скелетаны часто бывают перекрыты железистыми и органо-железистыми пленками и кутанами, которые в отдельных фрагментах горизонтов бывают ярко выражены и начинают постепенно затягивать даже контактно-отбе-ленный горизонт IIELg. Выраженность глинистых кутан переходного и глинисто-иллювиального горизонтов ELBg-B1(t)(g) несколько ослабевает на поверхности первичных педов и усиливается на поверхности сложных педов на фоне возросшего количества глинистой плазмы.
Отмеченная совокупность наиболее важных изменений морфологических признаков на возрастном отрезке западин от 30-50 до 80-100 лет позволяет предположить активизацию на фоне снижающегося уровня оглеения процессов поверхностной инситной аккумуляции гумуса, оструктуривания и железистой сегрегации, локального элювиального выноса подвижных веществ вглубь профиля и фронтального иллювиирования железистых и альфегумусовых соединений с поверхности.
Сопоставление морфологии почв неглубоких устойчивых ветровальных западин ельника-черничника (см. рис. 42IV) с аналогичными почвами молодых западин позволило выявить закономерности эволюционных изменений почв ветровальных западин, принципиально близкие почвам предыдущего ельника кислично-щитовникового. На возрастном отрезке западин от 30-50 до 80-100 лет здесь также довольно значительно снижается уровень оглеения верхней части профиля, появляются признаки слабой инситной аккумуляции гумуса в маломощном горизонте ELA1, несколько улучшается структурная организация верхних почвенных горизонтов вплоть до горизонта В1(t)(g), часть охристых железистых ортштейнов трансформируется в бурые. Яркой особенностью почв западин данного участка является сравнительно быстрое развитие в их верхней, элювиальной по илу, части субпрофиля альфегумусового подзола EL(g)-EL(h,f)g, свойственного фоновой почве. В отличие от почв предыдущего возраста, его горизонты имеют уже значительную мощность, четко дифференцированы по структуре и содержанию железистых пленок. Значительно снижается выраженность гумусовых и альфегумусовых кутан в крупных трещинах элювиальных горизонтов. Отмеченные изменения морфологии позволяют диагностировать снижение оглеения, начальную инситную аккумуляцию гумуса, активизацию оструктуривания и элювиально-иллювиального перераспределения железистых и альфегумусовых соединений, локального выноса подвижных веществ вниз по профилю.
Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

Итак, наблюдаемые на данном возрастном интервале ветровальных западин изменения морфологического строения их почв свидетельствуют о значительном снижении интенсивности процессов бокового привноса воды, резком снижении бокового привноса растительных остатков и полном прекращении бокового привноса мелкозема. Возрастает мощность оторфованной подстилки, но скорость ее образования замедляется. Активизируются процессы разложения растительных остатков и образования инситного гумуса. Активно трансформируются и минерализуются накопленные ранее его потечные формы. Снижается максимальная в предыдущем возрасте выраженность процессов отбеливания и оглеения. Начинается восстановление педной организации верхних минеральных горизонтов. Видимые трансформации претерпевают железистые конкреции. На фоне снижения выраженности застойного оглеения отчетливо проявляются активизированные процессы локального притрещинного переноса лабильных веществ в глубь профиля и фронтальной железисто-альфо-гумусовой миграции в пределах его элювиальной части.
В результате, почвенные профили ветровальных западин трех участков исследования отчетливо эволюционируют в направлении их фоновых почв. Наиболее быстрые изменения происходят в морфологии почв мелкого усечения. Они к этому возрасту уже обычно возвращаются или приближаются к состоянию почвенного профиля фонового подтипа, сохраняя повышенный уровень оглеения, элювиированности и некоторые другие, менее значительные, последствия ветровала. В почвах неглубокого и тем более глубокого усечения отмеченные изменения выражены значительно слабее, и в них сохраняются принципиальные отличия в морфологическом строении почвенного профиля, классификационно наиболее близкого типу болотно-подзолистых почв.
Гранулометрический состав всех проанализированных горизонтов болотно-подзолистой почвы устойчивой неглубокой ветровальной западины "Кологривского леса" (разрез 72-85) характеризуется значительно повышенным содержанием ила и физической глины (рис. 43I). Оно заметно выпадает из интервалов фонового варьирования и, следовательно, не может быть объяснено только пестротой исходной почвообразующей породы. Реально существуют следующие "фитопедотурбогенные" механизмы возникновения данного феномена.
а) примешивание в элювиальные горизонты материала нижележащих горизонтов в процессе выдергивания корней вываливаемого дерева -морфологическое описание фиксирует наличие дезориентированных кутан и папул в горизонте EL(f)Bt/Bt,g;
б) боковой поверхностный привнос в первые годы-десятилетия после выворота значительных объемов минерального мелкозема из вывернутой "земляной" стены и его последующее вмывание-просыпание вглубь почвенного профиля по усиленной в результате выворота системе трещин, что также находит отражение в морфологическом описании и неплохо согласуется со своеобразной дифракционной колонкой, которую мы наблюдаем в элювиальной части профиля (см. рис. 43I);
в) пассивное обогащение элювиальных горизонтов фракциями физической глины при послеветровальном опускании их нижних границ вглубь почвенного профиля, что может быть проиллюстрировано довольно подробно зафиксированной в морфологическом описании картиной поэтапного разрушения фрагментов глинистого материала в горизонтах EL(f)g-EL(f)Bt,g. Скорее всего, мы здесь наблюдаем результат сложных наложений всех перечисленных и, возможно, еще не отмеченных явлений с активизацией на их фоне процессов лессиважа и партлювации.
Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

Агрегатный состав в значительной мере унаследован от почв западин предыдущего возраста. Вместе с тем начинают проявляться процессы макроагрегации почвенного материала (см. рис. 43I). Физико-химический анализ фиксирует сильное подкисление реакции среды элювиальной части профиля, двукратное возрастание емкости ППК и усиление его ненасыщенности (см. рис. 43II). Наблюдается активное перераспределение потечного кислого гумуса из оторфованной подстилки и аккумулятивноэлювиального горизонта ELA1(hf)g (ранее содержащего много грубых растительных остатков) в элювиальный субпрофиль. Повышенные количества алюминия и железа в вытяжке Тамма являются следствием дополнительного бокового привноса их соединений с поступающими в пониженные элементы микрорельефа растворами, а также послеветровальной активизации процессов оглеения и оподзоливания. Следствием послеветровальной активизации процессов железистой сегрегации являются повышенное содержание ортштейнов и резкое снижение содержания воднопептизируемого ила в горизонте EL(f),l,g (см. рис. 43II).
В болотно-подзолистых почвах устойчивых неглубоких ветровальных западин ельника кислично-щитовникового ЦЛБГЗ на свойственное предыдущей стадии сильное переуплотнение элювиальных и элювиально-иллювиального горизонтов накладывается вертикальный (снизу - вверх) тренд разуплотнения (см. рис. 43III-I). Профильное распределение фракций песка и крупной пыли позволяет четко диагностировать углубление элювиальных горизонтов в нижний (моренный) нанос. Выявленные при анализе тонких слоев почвы распределения тонких гранулометрических фракций позволяют предположить послеветровальную активизацию различных форм процессов партлювации и лессиважа. Совокупность проанализированных временных изменений физико-химических характеристик почвы позволяет предположить наличие в ней активных процессов выщелачивания, подкисления и деградации поглощающего комплекса. По сравнению с почвой предыдущего возраста, значительно возрастает содержание кислого фульватного гумуса в элювиальных горизонтах. Повышенные содержания органо-минеральных соединений железа в вытяжке Баскомба и подвижных минеральных форм в вытяжке Тамма, по-видимому, являются следствием активизации процессов оглеения, оподзоливания, боковой и вертикальной альфегумусовой миграции (см. рис. 43III).
В болотно-подзолистых почвах неглубоких западин этой стадии ельника-черничника происходит очень сильное обезыливание всего спектра элювиальных горизонтов вплоть до переходного горизонта ELB(t). Оно сопровождается некоторым повышением содержания ила в глинисто-иллювиальном горизонте и в итоге значительным усилением общей дифференциации профиля по илу (см. рис. 43II, III). Зона наиболее кислых значений реакции среды смещается в горизонте Bl(t)(g), создавая в нем благоприятные условия для активного протекания процесса оподзоливания. Профиль распределения фульватного гумуса с высоким содержанием наиболее подвижной первой фракции ФК диагностирует активный процесс вмывания потечного агрессивного гумуса с последующим частичным его закреплением в элювиальных горизонтах. Одновременно происходит образование и закрепление менее кислого гумуса частично гуматной природы в поверхностном минеральном горизонте EL(g). Важно отметить, что в отличие от почв молодых ветровальных западин, граница литологического контакта уже не служит строгим геохимическим барьером осаждения лабильных веществ. He свойственная фоновым почвам приуроченность иллювиальных максимумов извлекаемых вытяжкой Тамма соединений железа и алюминия к белесому подзолистому горизонту и переходному горизонту ELBg, значительно возросшее с предыдущей стадии их общее содержание и содержание гумуса позволяют предположить высокую текущую активность процессов вертикальной миграции альфегумусовых соединений.
Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

В почве мелкой ветровальной западины ельника-кисличника ЦЛБГЗ четко выделяются фрагментарные поверхностные горизонты интенсивной прокраски потечно-инситным гумусом (ELA1(hf)g) и альфегумусовыми соединениями (Bh,f). Отчетливое снижение показателя Цу в верхней части элювиального горизонта диагностирует активизацию процесса оподзоливания с поверхности (рис. 44). Профильное распределение интегральных показателей степени насыщенности цвета CH и коэффициента цветовой дифференциации КД диагностируют развитие процессов осветления в элювиальной части профиля, восстановления окрашенных кутан и пленок в глинисто-иллювиальном горизонте и достоверное усиление степени дифференциации профиля в целом. Во всех верхних почвенных горизонтах наблюдается активная аккумуляция гумуса. Ярко выраженные иллювиальные максимумы гумуса и подвижных форм вытяжки Тамма выявляют активные процессы элювиально-иллювиального перераспределения. Профильное распределение илистой фракции, по-видимому, является следствием активизированных вывалом процессов бокового привноса ила и лессиважа.
Стадия болотно-подзолистых почв устойчивых западин (50-100 лет)

В болотно-подзолистой почве глубокой западины ельника "Кологривского леса" диагностируемая по значениям КД зона максимального осветления-элювиирования достаточно равномерно охватывает все три маломощные верхние горизонты (рис. 45). В верхней части глинисто-иллювиального горизонта сформировался четко морфологически и аналитически выраженный иллювиальный максимум илистой фракции. Процесс лессиважа находит здесь достаточно ясное морфологическое и аналитическое подтверждение. Очень низкое значение интегрального показателя микроагрегированности Ka в горизонте EL(f)2,g диагностирует фронтальную и глубокую последовательную дезагрегацию этого горизонта. Содержание гумуса в элювиальной части профиля в полтора раза ниже, чем в соответствующих горизонтах почвы более молодого возраста. Наличие большого количества гумусовых и гумусово-глинистых кутан позволяет предположить иллювиальную природу послеветровального обогащения гумусом верхних почвенных горизонтов вплоть до горизонта B2(t)(g). Почва наследует от предыдущей стадии очень сильнокислую реакцию верхней части профиля, но отличается невысокой емкостью сильноненасыщенного поглощающего комплекса элювиальных горизонтов, что, вероятно, является следствием активизации процессов общего выщелачивания в почвах устойчивых ветровальных западин. Возросший уровень дифференциации профиля по составу вытяжки Тамма диагностирует более активное протекание в нем процессов образования-высвобождения и перераспределения лабильных соединений кремнезема и полуторных окислов (см. рис. 45).
Проведенный в сопоставлении с почвами предыдущей стадии анализ физических и химических характеристик почв западин 50-100-летних вывалов позволил количественными методами подтвердить и уточнить высказанные при обсуждении их морфологии предположения о после-ветровальной активизации широкого спектра почвообразовательных процессов. Сравнительный анализ содержания валового гумуса подтвердил высокую скорость процессов его образования и аккумуляции. Исследование группового и фракционного состава гумуса доказало его высокую подвижность и агрессивность, правомочность предположений об активном протекании процессов вертикальной миграции гумуса и кислотного гидролиза. Косвенным свидетельством в пользу последнего может служить распространенная деградация почвенного поглощающего комплекса.
Выявленные при сравнительном анализе изменения агрегатного состава и плотности сложения почв показали не только высокую активность спровоцированных оглеением процессов дезагрегации (преобладают в почвах глубоких западин и западин до 80 лет), но и постепенное восстановление структурной организации горизонтов (преобладают в почвах мелких западин и неглубоких западин 80-100 лет). Анализ содержания ортштейнов в почве ельника-кисличника "Кологривского леса" указывает на активное развитие процесса сегрегации железа в оглеенных элювиальных горизонтах. Изменения содержания в почвенных горизонтах илистой фракции и гранулометрических показателей достаточно уверенно диагностируют активизацию лессиважа. Нередко сопряженные и опускающиеся вниз по профилю иллювиальные максимумы валового и подвижных фракций гумуса, извлекаемых вытяжками Баскомба и/или Тамма соединений железа и алюминия практически однозначно выявляют вертикальную миграцию альфегумусовых соединений.
Общее сочетание активно действующих на данном возрастном интервале процессов почвообразования указывает на постепенное внедрение в почвы ветровальных западин элементов фонового педогенеза, что определяет появление фонового аттрактора почвообразования. Наиболее активный возврат к фоновому состоянию наблюдается в мелкоусеченных почвах западин. В почвах неглубокого и глубокого усечения сохраняются основные черты унаследованного от предыдущего возраста состояния, наиболее близкого болотно-подзолистым почвам.