Поиск

Стадия палеоветровальных почв старых бугров (старше 100 лет)
30.10.2015

В старых буграх признаки ветровальных нарушений постепенно сглаживаются Можно выделить три основных варианта почв старых ветровальных бугров:
- почвы фонового подтипа, формирующиеся в маломощных буграх;
- палеоветровальные "двухэтажные" почвы, формирующиеся в мощных буграх с насыпью без крупных блоков нарушенного глинисто-иллювиального горизонта;
- палеоветровальные "двухэтажные" почвы, формирующиеся в мощных буграх с крупными блоками нарушенного глинисто-иллювиального горизонта.
В буграх, сложенных материалом гумусово-аккумулятивных и верхней части элювиальных горизонтов, при малой мощности ветровальной насыпи через 100 лет образуется профиль, близкий фоновому, но отличающийся от него мощным аккумулятивно-элювиальным горизонтом. Это уже следующая стадия развития почв ветровальных бугров. Отметим, что такие бугры с поверхности уже не распознаются.
При большой мощности органо-минеральной насыпи ее трансформация происходит гораздо медленнее, и даже в буграх старше 200 лет ветровальное происхождение аномального профиля не вызывает сомнений. Формируется мощный устойчивый бугор с палеоветровальной почвой. Рассмотрим ее на примере палеоветровальной палевоподзолистой почвы "Кологривского леса", обратив особое внимание на микроморфологическую картину горизонтов (строение вывала см. на рис. 20).
О 3-0 см. Светло-бурая подстилка типа мулль-модер.
AIELм 0-5 см. Рыхлый серовато-бурый легкосуглинистый горизонт непрочной комковатой структуры с присыпкой на поверхности педов из отмытых зерен песка и крупной пыли.
ELA1м 5-40 см. Горизонт формируется из исходной искоревой смеси. В ней почти не осталось растительных остатков, но минеральный материал еще не вполне упорядочен. Новая система пор и микросложения еще не сформировалась. В смеси выделяют два основных вида микрозон: 1) более плотные и осветленные; 2) более рыхлые. Их конкретные особенности зависят от источника материала и особенностей формирования ветровального микрорельефа. Компактные зоны осветления почти лишены плазмы, имеют лишь отдельные свежие натеки (толщиной - 0,05 мм) и единичные беспорядочно ориентированные глинистые волоконца. Рыхлые зоны обогащены трансформирующимися орешками, свежими и старыми натеками гумусовой н гумусово-глинистой плазмы, папулами. Здесь наблюдаются единичные растительные остатки 4-й группы разложения с экскрементами знхитреид. На переходе между зонами много свежих черных гумусовых конкреций. Над ветровальным контактом материал сильнее осветлен, обезылен и уплотнен.
ELh,f,(g) 40-46 см. Горизонт напоминает рассмотренную выше смесь, был частично нарушен. В его плотных зонах развиты оглеение и сегрегация: на переходах очень много мелких (d~0,l мм) и много более крупных (d ~ 0,5-1 мм) темно-бурых железисто-гумусовых конкреций. В рыхлых зонах довольно много очень сильно трансформированных орешков Они постепенно переходят в основную массу. Единично отмечаются растительные остатки 4-й группы разложения. Вдоль крупных вертикальных пор (l более 1 мм) зоны фронтального осветления шириной до 4-5 мм
ELf,t(g) 46-61 см. Горизонт имеет компактное микросложение. Нарушений не отмечается. Основная масса обезжелезнена и обезылена Единичные очень сильно трансформированные орешки (d ~ 1 мм) почти с ней слиплись. Единично встречаются грязно-желтые гумусово-глинистые натеки толщиной до
0,3 мм Очень много черных и темно-бурых гумусовых и железисто-гумусовых конкреций. На 1 см2 приходится 6-10 конкреций диаметром -1 мм и 20-40 -диаметром - 0,3 мм.
ELf,2(g) 61-68 см. Горизонт по микростроению близок вышележащему Основная масса осветлена. Ho здесь больше орешков B1. Прослеживается ряд их трансформации. В субвертикальных порах имеются кутаны (~ 5 мм) гумусово-глинистого состава. Они постепенно разрушаются- растрескиваются, преобразуются в иерархическую систему мелких орешков, частично разъедаются с последующей пропиткой гумусово-глинистыми натеками нижележащего осветленного материала. По всему горизонту присутствуют небольшие нестарые субвертикально ориентированные грязно-серые гумусово-глинистые натеки толщиной от 0,05 до 0,1-0,3 мм. Единичные черные микроконкрецив (d~ 0,1 мм).
ELB1 68-74 см. Основная масса горизонта прогумусирована - прокрашена в сероватые, вплоть до темно-коричневого тона. Выделяются микрозоны двух видов 1) осветленная фрагментарно-компактная, частично обезжелезненная, обесструктуренная и обезыленная; 2) рыхло-фрагментарная с мощными кутанами и папулами. Преобладают гумусово-глинистые натеки. Их много. Они занимают в основном небольшие и несквозные поры, лучше развиты на нижней ПП. Их толщина редко превышает 0,3 мм. В осветленных участках отмечаются единичные черные конкреции с не очень резкой границей. Встречаются и толстые гумусово-глинистые кутаны до 2 см. Они трансформируются аналогично кутанам гор. ELfi2. В крупных вертикальных порах хорошо выражены островные скелетаны, отмечаются просыпавшиеся гумусово-глинистые агрегатики (d ~ 0,4 мм).
BI, 74-... см. Горизонт имеет в основном фрагментарное микросложение и много глинистой и гумусово-глинистой плазмы, которая забивает натеками хорошо развитую иерархическую систему трещин. Натеки более многочисленны, чем в вышележащем горизонте, но в среднем значительно тоньше и содержат больше пыли. Широко распространены молодые серовато-светло-желтыe натеки толщиной до 0,3 мм. Они занимают практически все активно-иллювиальные позиции и дают утолщения в ловушках. По крупным вертикальным порам (d ~ 1 мм) встречаются зоны осветления (в 0,n мм) с островными тонкими натеками.
Вблизи западины усиливаются признаки осветления и иллювиирования. Основная масса несколько уплотняется, обезжелезняется и обезыливается. В ней встречаются отдельные небольшие (d до 0,4 мм) черные конкреции с резко очерченными краями. Имеются небольшие (d ~ 1 см) зоны осветления-обезжелезнения в непосредственной близости от крупных обезыленных трещин. Основная масса несколько больше обогащена гумусом. Встречаются чисто гумусовые натеки. Отмечаются толстые вертикальные гумусово-глинистые кутаны (~ 1,5 см).
По старым большим (площадью до 40 м2) и обычно не обнаруживаемым с поверхности ветровальным западинам часто встречаются высокие бугры последующих вывалов с крупными блоками нарушенных глинисто-иллювиальных горизонтов. Рассмотрим свойственные им почвы на примере старого высокого бугра в ельнике "Кологривского леса". Его профиль соответствует палеоветровальной палево-подзолистой почве на слабоподзолистой- глееватой почве: О - АО - ELA1м - ELf,1,м - Вt -(EL + ELBt + АО) - ELf,2,h - EL(f)B/Bt,f - Blt(g)... Наибольший интерес представляют микроморфологические особенности вновь образованных и трансформированных горизонтов почвы.
ELA1м 1-6 см. Горизонт имеет рыхлое микросложение. Основная масса сильно осветлена и пропитана гумусом. Много комочков неправильной формы. Часть из них напоминает очень сильно трансформированные и пропитанные темным гумусом орешки. Довольно много зерен песка. Много растительных остатков 2-4-й групп разложения. Гумус типа "модер”. Среднее количество темно-бурых железисто-гумусовых конкреций. На 1 см2 приходится 2-3 конкреции диаметром ~ 1 мм и 15-20 - диаметром ~ 0,3 мм. Часто у них имеются осветленные ободки с постепенным трендом (до 0,2 мм).
Над крупными блоками В, горизонт оглеен, включает фрагментарнокомпактные зоны, орешки В, разной степени трансформированности и молодые бледные глинистые кутаны, занимающие нижние поверхности субвертикальных пор послеветровальной организации. Отдельные конкреции достигают 5 мм.
ELf,м 6-16 см. Горизонт имеет рыхло-компактное микросложение с элементами фрагментарного и слоеватого с микрозонами: а) компактного обесцвеченного обезжелезненного обезглиненного материала и б) рыхлого материала с комками неправильной формы и орешками разной степени трансформации. В среднем количестве отмечаются черные компактные конкреции d от 0,3 до 0,7 мм. Бурые конкреции в основном сильно трансформированы. Их немного. Трансформация лучше выражена с открытых сторон. Основная масса обычно сильно осветлена, лишь местами отмечаются зоны обогащения гумусовой плазмой.
В нарушенных фрагментах гор. B1 преобладает фрагментарная организация из рыхлорасположенных орешков, часто густо пропитанных темным гумусом вплоть до локальной потери глинистой плазмой анизотропности. В более плотных и насыщенных органикой участках преобладает трансформация орешков в комковидные агрегаты. В более рыхлых - они активно осветляются с хорошо выраженным трендом от периферии к центру, сильнее - с верхней или более открытых боковых сторон. Локально отмечается сегрегация железа. По трещинам внедряется осветленный пылеватый материал. Отмечаются молодые глинистые и гумусово-глинистые натеки.
В1н 16-54 см. Крупные дециметровые блоки имеют в основном компактнофрагментарное микросложение. Послеветровальная трансформация проявляется, прежде всего, в пропитке гумусом, физической дезинтеграции и внедрении пылеватого материала внутрь орешков и натеков, в разъединении их осколков с последующим осветлением их и включением в основную массу Молодых глинистых и гумусово-глинистых натеков довольно немного. Они маломощны - d до 0,05-0,1 мм. Занимают лишь небольшую часть уже хорошо сформированных субвертикальных пор. В более рыхлых участках трансформация орешков выражена сильнее. Прослеживаются тренды трансформации Максимально она выражена на поверхности блока. Микростроение его верхних нескольких сантиметров подобно зоне сильной трансформации гор ELB. Здесь много сильно трансформированных орешков, постепенно переходящих в осветленную массу. Встречаются растительные остатки 3-й группы разложения. Немало молодых гумусово-глинистых натеков грязно-желтого цвета (толщиной ~ 0,2 мм). На границах с осветленными зонами - скопления черных компактных стяжений (d - 0,2 мм)
(АО) 54-56 см. В основном включает в себя сильноразложившиеся фрагменты древесины (~ n мм), 3-й и 4-й групп разложения. Распространены экскременты клещей, ногохвосток, энхитреид При их трансформации возникает копрогенная микроструктура.
ELf,2,h(g) 56-58 см Неоднородный погребенный горизонт. Имеет участки с рыхлофрагментарным и фрагментарно-компактным микросложением. Последние близки к соответствующим зонам горизонта ELf2(g) почв западин. В первых широко распространены копрогенные комковидные агрегаты d от 0,03 до I мм с высоким содержанием гумусовой плазмы и стяжений гумуса Здесь много очень сильнотрансформированных орешков. Встречаются растительные остатки. Много копролитов. Минеральные зерна, как правило, лишены минеральных пленок, но широко распространены гумусовые и органоминеральные микростяжения (d ~ 0,02-0,05 мм) преимущественно бурого цвета Более крупные конкреции (d от 0,3 до 2 мм) обычно имеют ободки осветления с утолщениями на их верхней поверхности, частично за счет насыпной пыли.
ELBt/Bt,g 58-63 см. Основная масса горизонта сильно и очень сильно трансформирована с выделением зон и трендов по выраженности трансформации. На общем осветленном обезжелезненном фоне в среднем количестве встречаются глинистые и гумусово-глинистые натеки грязновато-желтого цвета. Они лучше выражены в более крупных порах (d от 0,3 до 1,5 мм), где содержат в себе зерна пыли и песка. Выделяются два типа микрозон:
1. Компактные, осветленные, обезжелезненные, с невысоким содержанием гумуса, средним количеством небольших (d до 0,4 мм) черных конкреций с осветленными ободками, с единичными светлыми гумусово-глинистыми натеками толщиной - 0,2 мм).
2 Более рыхлая, богатая гумусом. С большим количеством орешков Вt, которые интенсивно трансформируются: в более открытых участках обесцвечиваются; в сильно прогумусированных превращаются в комочки Преобладает первый вид трансформации
При расположении горизонта непосредственно под насыпью он обогащен растительными остатками (преимущественно 3-й группы), копролитами и черными конкрециями.
Стадий дальнейшего развития почвообразования в профилях таких бугров нам обнаружить не удалось. Полная заселенность их зрелым древостоем позволяет ожидать повторные вывалы.
Более широко распространенный случай - включение в состав бугра небольших фрагментов нарушенных элювиально-иллювиальных и глинисто-иллювиальных горизонтов с наибольшим диаметром до 10-15 см. Почти повсеместно в ветровальной смеси встречаются мелкие (до 0,5 см) фрагменты-орешки обогащенного глиной материала, характерные для горизонта ELf,2. Co временем их количество уменьшается, особенно заметно с поверхности, и материал бугра по своей морфологии приближается к состоянию горизонтов ELA1 и ELfб1. Крупные фрагменты и блоки глинисто-иллювиальных горизонтов также постепенно осветляются/разрушаются, но происходит это гораздо медленнее. При этом они распадаются на первичные ореховатые педи, которые сохраняются в хорошем состоянии и в очень старых буграх, хотя межпедные пространства часто бывают густо пронизаны корнями, а поверхности педов прокрашены гумусом и осветлены.
Строение палеоветровальных почв высоких бугров Центрально-лесного заповедника не имеет принципиальных отличий от соответствующих вариантов "Кологривского леса". В них также постепенно развивается субпрофиль, характерный для фоновой почвы. Поэтому, не останавливаясь на особенностях их морфологии, перейдем к сводному сравнительному анализу основных физических и химических характеристик (рис. 60, 61).

Стадия палеоветровальных почв старых бугров (старше 100 лет)
Стадия палеоветровальных почв старых бугров (старше 100 лет)

Горизонты "палевого" субпрофиля старых ветровальных бугров "Кологривского леса" постепенно развиваются в направлении их фоновых аналогов в результате ускоренной минерализации и вымывания из них части гумуса, разрушения микроагрегатов и частичной нейтрализации среды, десегрегации и вторичного обогащения минерального мелкозема подвижными формами алюминия и железа (см. рис. 60I, II). He претерпевает значительных изменений содержание ила, макроагрегатов и состояние малоемкого сильноненасыщенного ППК.
Развитие погребного субпрофиля зависит от глубины исходного ветровального усечения и во многом напоминает развитие соответствующих почв западин. К границе ветровального погребения по-прежнему приурочены четкие иллювиальные максимумы гумуса и наиболее лабильных минеральных веществ. Находящийся до погребения во внутризападинной котловине субпрофиль сильно обогащен гумусом, обменными катионами и подвижным алюминием. Его переходный элювиально-иллювиальный и глинисто-иллювиальный горизонты обогащаются также илом и подвижным железом (см. рис. 60I).
Ветровальные насыпи старых бугров с крупными фрагментами глинисто-иллювиальных горизонтов выделяются более сильной дезагрегацией и осветленностью, пониженным содержанием гумуса и подвижных полуторных окислов, элювиально-иллювиальным характером распределения последних и ила (см. рис. 60II). Нарушенные фрагменты текстурно-глинистых горизонтов служат ловушкой для мигрирующих веществ, но, как правило, имеют вертикальный микропрофиль послеветровальной трансформации.
Формирующийся в верхней части насыпи с крупным блоком глинисто иллювиального горизонта элювиальный субпрофиль имеет четкую дифференциацию по цвету, содержанию ила, агрегатов, обменных катионов и подвижного алюминия. Важно отметить опускание нижней границы аналитически фиксируемых элювиальных трансформаций далеко в глубь блока. В его верхней части постепенно формируется элювиально-иллювиальный горизонт. Основная часть блока также сильно осветляется, частично обесструктуривается, подкисляется, теряет обменные основания и слабо обогащается гумусом, ортштейнами, подвижными формами алюминия и, с поверхности, железа. Активизированные процессы вертикальной миграции действуют в новой системе трещин. Сложные педы, как правило, распадаются. Подробнее трансформация материала глинисто-иллювиального блока будет рассмотрена в гл. 9. Здесь отметим хорошо выраженный лессиваж, который обогащает основную часть блока и сильно обогащает погребенный элювиально-иллювиальный горизонт илом, способствуя их постепенному слиянию. Прослеживается тенденция развития к единому профилю палево-подзолистой почвы с небольшой мощностью элювиального горизонта. Однако исследованные почвы старых бугров очень сильно отличаются от нее и возможность достижения состояния фоновой почвы в течение одного ветровального цикла представляется очень маловероятной.
Почвы старых высоких ветровальных бугров ельника-кисличника Центрально-лесного заповедника сильно отличаются от фоновой почвы и спустя 200 лет после вывала (см. рис. 6I). Горизонты, формирующиеся в насыпи, сохраняют высокую ветровальную неоднородность, осветлены, обеднены аморфными полуторными окислами. Формирующийся в нижней половине насыпи элювиальный горизонт оглеен. Сильно оглеены, осветлены и отмыты от подвижных форм алюминия и железа верхние горизонты погребенного субпрофиля. Его подзолистый горизонт обезыливается. Верхняя часть глинисто-иллювиального горизонта трансформируется до состояния переходного горизонта. Большой возраст бугров и сильные отличия их почв от фона позволяют предположить, что палеоветровальные "двухэтажные" глееватые почвы высоких бугров обычно сохраняются вплоть до следующих ветровальных нарушений.
В ветровальной насыпи старых бугров ельника-черничника получает дальнейшее развитие субпрофиль по типу альфегумусового подзола (см. рис. 61II). Развитие погребенного субпрофиля мало отличается от развития рассмотренных выше почв. В условиях интенсивного оглеения активизируются процессы элювиирования и иллювиирования. Наблюдается углубление элювиальных и элювиально-иллювиальных горизонтов. Характерная для начала стадии "двухэтажная" палеоветровальная текстурно-подзолистая альфегумусовая глееватая почва постепенно развивается в единый профиль фоновой текстурно-подзолистой альфегумусовой почвы. Альфегумусовый субпрофиль насыпи при этом опускается вниз и ’’врастает" в погребенный усеченный профиль в буграх старше 200 лет. Скорость этого перехода (и соответственно длительность данной стадии) контролируется прежде всего мощностью бугра.
Таким образом, стадия палеоветровальных почв является устойчивой и практически единственной конечной формой развития ветровального цикла для высоких старых бугров с мощной насыпью из материала верхних горизонтов суглинистых и текстурно-дифференцированных почв. Идущие с поверхности насыпи процессы фонового почвообразования не успевают до следующих, повторных, ветровальных нарушений проработать всю ее мощность. Ветровальный цикл развития таких почв оказывается разомкнутым и сразу переходит в следующий виток сукцессионной спирали. Почвы низких старых бугров с маломощной насыпью из материала аккумулятивных и/или элювиальных горизонтов или супесчаного почвенного материала неустойчивой педной организации успевают за первые сотни лет после вывала развиваться до состояния фонового субпрофиля.