Поиск

Трансформации в почвах западин
30.10.2015

Трансформация материала элювиальных горизонтов имеет отчетливую дифференциацию по участкам исследования, поэтому мы ее по ним и рассмотрим.
В почвах западин "Кологривского леса” в результате сильного переувлажнения материал элювиальных горизонтов ELf интенсивно оглеивается и обесструктуривается (рис. 68а). Подвижные соединения железа активно сегрегируются в микроконкреции и конкреции, что повышает значения показателя микроагрегированности. В первые 20-30 лет после вывала с поверхности идет активное обогащение латерально привнесенным потечным гумусом и подвижными полуторными окислами. В первые несколько лет так же латерально поступают тонкая пыль и ил, преимущественно иллит-смектитового состава. Минералогический состав вновь образованных глеевых горизонтов приближается к составу поверхностного минерального горизонта ELA1. В нем появляется однозначно диагностируемый хлорит (рис. 69I-III).

Трансформации в почвах западин
Трансформации в почвах западин
Трансформации в почвах западин

Латеральное обогащение маскирует послеветровальную активизацию элювиирования. Ее первоначальные макроморфологические признаки проявляются лишь в незатронутых или в меньшей степени затронутых латеральной аккумуляцией горизонтах и подгоризонтах. Доминировать элю-виирование начинает в западинах старше 30 лет при снижении длительности периодов застойного переувлажнения и усилении промываемости. С возрастом наблюдается постепенное обеднение общей массы элювиальных горизонтов гумусом, аморфными формами железа, илом (прежде всего смектитом и иллитом) и тонкой пылью. Снижение переувлажнения приводит к постепенному ослаблению оглеения и восстановлению структуры (см. рис. 68а, 69II, III).
В почвах старых западин содержание гумуса и илистой фракции постепенно достигает среднестатистических фоновых показателей и даже опускается ниже их. Постепенно приближаются к фоновым значениям, но еще существенно от них отличаются содержание аморфного железа, тонкой пыли и показатель макроагрегированности. Мало изменяются и сильно отличаются от фоновых значений содержание аморфного алюминия и показатель микроагрегированности. В илистой фракции сохраняется несвойственное фоновой почве присутствие хлорита и почвенного хлорита. Правда, одновременно нечетко диагностируемый смешаннослойный иллит-хлорит можно интерпретировать как результат активизации процесса дехлоритизации исхоных иллитовых структур. Нормализуется до фонового относительное содержание смектита в горизонте EL(D2(g). Его повышенное содержание в вышележащем горизонте EL(D1(g), возможно, является следствием вторичного процесса смектизации иллитов и вермикулита, активизированного с поверхности почвы глубже характерных для фола 3-4 см. Материал верхней части экспонированного в результате вывала палевого элювиального горизонта постепенно трансформируется в материал горизонта ELA1 (см. рис. 68а).
В ветровально-усеченных почвах молодых западин ельника кислично-щитовникового Центрально-лесного заповедника материал обнаженного элювиального горизонта ELf, как и на предыдущем участке, сильно оглеивается, обесструктуривается, осветляется, обогащается гумусом и аморфным алюминием (см. рис. 68б). Вместе с тем его трансформация в молодых западинах ЦЛБГЗ имеет ряд принципиальных отличий от трансформаций в западинах "Кологривского леса", а именно: послеветровальные изменения всех показателей выражены значительно слабее; материал резко обедняется илом, в меньшей степени - аморфным железом и имеет тенденцию к обеднению тонкой пылью.
В почвах старых западин содержание гумуса значительно превосходит фоновые значения. Содержание аморфного железа восстанавливается до уровня фона. Содержание аморфного алюминия и тонкой пыли незначительно превосходит фоновый уровень. Содержание ила становится значительно ниже, чем в фоновой почве (см. рис. 68).
Материал верхней части экспонированного ветровалом элювиального горизонта постепенно трансформируется в материал горизонтов AlEL и Al. Последние отличаются очень сильным возрастанием содержания гумуса и устойчивым возрастанием содержания аморфного алюминия и тонкой пыли. Содержание ила, как правило, очень сильно и устойчиво уменьшается, но в глубоких западинах и котловинах может временно сильно возрастать.
Трансформация материала горизонта B(h)f в почвах молодых ветровальных западин ельника-черничника, как правило, сопровождается его обеднением гумусом, аморфными полуторными окислами и илом на фоне сильного обогащения тонкой пылью (см. рис. 68е). В почвах западин старше 50-100 лет материал начинает постепенно обогащаться мобильными компонентами. В почвах западин старше 200 лет он уже сильно обогащен гумусом и аморфным железом, незначительно обогащен аморфным алюминием, тонкой пылью и лишь незначительно обеднен илом (см. рис. 68). Материал верхней части иллювиально-альфегумусового горизонта B(h)f постепенно трансформируется в материал белесого подзолистого горизонта EL.
Сопоставление результатов анализа трех участков исследования выявляет ряд наиболее общих закономерностей.
1. Итоговым результатом трансформации материала основной части всех элювиальных экспонированных горизонтов является обеднение его илом, незначительное обогащение аморфным алюминием и тонкой пылью.
2. Материал верхней части всех экспонированных элювиальных горизонтов постепенно трансформируется в направлении верхнего горизонта фоновой почвы, состав которого обычно достигается в почвах ветровальных западин старше 200 лет.
3. Временное закономерности трансформации материала принципиально отличаются в почвах на однородных породах "Кологривского леса” и на двучленных отложениях Центрально-лесного заповедника. В молоды западинах на однородных породах преобладает обогащение материала мобильными компонентами, в старых - его обеднение. В почвах молодых западин на двучленных породах прослеживается обратная закономерность.
4. В почвах молодых глубоких западин и внутризападинных котловин часто бывает хорошо выражено временное латеральное обогащение материала экспонированных элювиальных горизонтов гумусом, аморфными полуторными окислами, илом и/или тонкой пылью. Как правило, обогащение сопровождается последующей активизацией процессов элювиирования.
Трансформация материала переходных элювиально-иллювиальных горизонтов в почвах западин всех исследованных участков начинается с их сильного оглеения и частичного обесструктуривания (рис. 70). Материал верхней части горизонтов постепенно обедняется илом и трансформируется в элювиальный. В литологически неоднородных почвах Центрально-лесного заповедника таким трансформациям подвергается хорошо маркируемый материал нижнего моренного наноса (см. рис. 70б,в). Начальная трансформация материала элювиально-иллювиальных горизонтов в почвах молодых западин сопровождается поступательным обогащением его аморфным алюминием и тонкой пылью. При отсутствии резкого литологического контакта он обогащается иллювиальным гумусом (см. рис. 70а,в); в почвах на двучленных отложениях он обедняется подвижными формами железа.
Трансформации в почвах западин

Материал приращенной снизу части элювиальных горизонтов почв старых западин всех участков исследования характеризуется повышенным содержанием гумуса, низким содержанием ила и высоким содержанием подвижного алюминия. В случае резкого литологического контакта он также сильно обеднен подвижными формами железа (см. рис. 70б). Важно отметить принципиальную близость минералогического состава силикатного ила вновь образованных элювиальных горизонтов составу ила вышележащих горизонтов и горизонтов фоновых почв, хотя от последних они и могут отличаться повышенным содержанием хлоритов и тонкодисперсного кварца (см. рис. 69IV, 71I). Основным итоговым результатом элювиальной трансформации материала суглинистых переходных горизонтов в почвах ветровальных западин является его сильное обезыливание.
Трансформации в почвах западин

Послеветровальная трансформация материала глинисто-иллювиальных горизонтов также начинается с их сильного оглеения. В результате оглеения они частично утрачивают сложную структурную организацию, нередко сохраняя лишь педы первого порядка (рис. 72). Материал их верхней части подвергается локальному активизированному элювиированию и постепенно трансформируется в материал элювиально-иллювиального горизонта. Материал основной части глинисто-иллювиальных горизонтов интенсивно иллювиируется продуктами трансформации вышележащих горизонтов: гумусом, аморфными полуторными окислами, тонкой пылью и илом преимущественно смектитового состава. Конкретное сочетание отмеченных процессов определяет общее направление трансформации глинисто-иллювиальных горизонтов, которое может варьировать между биогеоценозами, отдельными вывалами и внутри ВПК.
Трансформации в почвах западин

В почвах молодых ветровальных западин "Кологривского леса" явно доминирует иллювиальная составляющая трансформации материала глинисто-иллювиального горизонта. Здесь хорошо выражено накопление гумуса, аморфных полуторных окислов, или и тонкой пыли (см. рис. 72А) В илистой фракции резко повышается содержание смектита, могут диагностироваться сильно диспергированные разбухающие минералы (см. рис. 71I,a). Если в илистой фракции фоновой почвы изменения по профилю отношения каолинит/смектит не очень значительны, то здесь оно меняется примерно от 3:1 в горизонтах ELt,g- EL(f),2,g до 1:2 в горизонтах B1t,g-B2(t)(g). С учетом приводимых в морфологическом описании явлений дезинтеграции глинистого материала и развитой системы глинистых кутан, а также отмеченных ранее гранулометрических и физико-химических особенностей данных почв, можно предположить два основных возможных механизма подобных изменений минералогического состава ила. Во-первых, это преимущественный боковой привнос и вертикальное перераспределение по профилю более подвижных смектитов; во-вторых, активизированная послеветровальными изменениями почвенных режимов смектизация части иллитов и вермикулита. Такие предположения неплохо согласуются с повышенным содержанием смектитов в илистой фракции элювиальных горизонтов молодых ветровальных западин (см. рйс. 69I-III) и с полным исчезновением признаков смешаннослойного иллит-вермикулитового минерала в иле почв ветровальных западин.
В почвах старых ветровальных западин уровень оглеения глинистоиллювиальных горизонтов снижается и при мелком усечении постепенно исчезает. Начинают восстанавливаться сложные педы. Дополнительная послеветровальная обогащенность гумусом и илом постепенно сходит на нет в результате активизации процессов минерализации и лессиважа. Сильно повышенное содержание аморфных форм полуторных окислов и смектита сохраняется и в почвах западин старше 200 лет (см. рис. 69IV; 71I,б; 72а).
При полном сдирании элювиального субпрофиля он начинает восстанавливаться в экспонированном материале глинисто-иллювиального горизонта (см. рис. 71I,6). В очень глубоко усеченной почве старой ветровальной западины валовое содержание кремнезема имеет четкий аккумулятивный профиль и в верхних горизонтах ELBt.g-BtELgf вплотную приближается к средним фоновым значениям для горизонтов ELf-EL(f)Bt/Bt. Содержание валовых алюминия и кальция имеет столь же последовательное элювиальное распределение с ярко выраженным элювиальным минимумом в поверхностном минеральном горизонте ELB1 g (см. рис. 71II). Содержание в нем алюминия соответствует средним фоновым значениям для подзолистого горизонта. Валовое содержание железа при значениях, близких фону, имеет четкий элювиальный минимум в поверхностном горизонте и не характерный для фона иллювиальный максимум в нижележащем подгоризонте, что хорошо согласуется с его морфологическим описанием. Стоит подчеркнуть отчетливо выраженную вертикальную дифференциацию самого глинисто-иллювиального горизонта (см. рис. 71II), охваченного элювиальным трендом омоложенного почвообразования.
Минералогический состав илистой фракции имеет профильную диф ференциацию (см. рис. 71I,б), характерную для почв ветровальных западин, но выраженную значительно слабее, чем в горизонтах EL(f)(g) -B1t(g) почв с менее глубоким усечением. Тем не менее верхний минеральный горизонт ELBt,g отчетливо отличается от глинисто-иллювиального повышенным относительным содержанием каолинита и пониженным - смектитов на общем фоне обогащения смектитами по сравнению с фоновой почвой. По-видимому, как и в случае ранее рассмотренных западин, это является следствием, с одной стороны, преимущественно бокового и вертикального перераспределения более подвижных смектитов; с другой, активизированных послеветровальных трансформаций глинистых минералов. Послеветровальная активизация трансформаций глинистых минералов отражается также в пониженном значении отношения интенсивностей базовых рефлексов иллитов, в исчезновении признаков хлорита и четкой диагностике вермикулита в горизонте B1t,g при исчезновении признаков смешаннослойного иллит-вермикулита.
В почвах молодых ветровальных западин ельника кислично-щитовникового Центрально-лесного заповедника преобладает незначительное обогащение материала горизонта IIB1(t) гумусом и тонкой пылью, сильное обогащение его аморфным железом при слабом обеднении аморфным алюминием и очень сильном обеднении илом (см. рис. 72б). В почвах старых западин содержание аморфного железа резко падает. Значительно повышается содержание аморфного алюминия. Уменьшается и обычно становится значительно ниже фоновых значений содержание ила. В целом явно преобладает элювиальный вынос.
При полном сдирании облегченного покровного наноса возобновление подзолистого профиля в морене сопровождается сильной трансформацией ее гранулометрического, химического и минералогического состава (см. рис. 50II; 71I, в). В переходных зонах осветления внутри горизонта B1(t) отмечается уменьшение содержания ила при слабом изменении его минералогического состава: незначительном повышении содержания каолинита, вермикулита и уменьшении иллита (см. рис. 71III). В элювиальной части профиля обезыливание моренного материала сопровождается закономерным уменьшением содержания вермикулита и повышением иллита (в горизонтах EL(f)g - ELBg) или каолинита (в горизонте AlELg и искоревой смеси). Такое распределение содержания и минералогического состава илистой фракции позволяет предположить активное участие в ее трансформации процессов кислотного гидролиза и лессиважа. Гидролиз оказывает наиболее сильное воздействие на иллит, затем на смектит. Лессиважу наиболее подвержен смектит, затем иллит (см. рис. III,в).
Б почвах молодых западин ельника-черничника в трансформации материала верхнего глинисто-иллювиального горизонта ПВ1(t) явно доминирует эновиальная составляющая. Он очень сильно обедняется аморфными полуторными окислами и илом (см. рис. 72e). К 50-100 годам почти весь материал исходного горизонта IIB1(t) трансформируется до состояния горизонта IIELB. Итоговым результатом его трансформации является сильное и устойчивое обеднение илом на фоне обогащения аморфными полуторными окислами.
Общим итогом трансформации материала верхних глинисто-иллювиальных горизонтов в почвах ветровальных западин всех исследованных биогеоценозов является его частичное обезыливание. Оно максимально выражено в материале верхней части горизонтов (формируется переходный элювиально-иллювиальный горизонт). В основной части элювиирование может компенсироваться более интенсивными процессами иллювиирования. Выраженность обезыливания зависит от гранулометрического состава и педной организации фоновой почвы. В тяжелосуглинистых хорошо оструктуренных почвах "Кологривского леса" элювиирование обычно интенсивно проявляется лишь в верхних 5-6 см. В супесчаных слабо оструктуренных почвах ельника-черничника оно часто охватывает весь горизонт.