Поиск

Вклад ветровала в общее развитие и функционирование таежных подзолистых почв
30.10.2015

В естественных таежных экосистемах Центра ETC подзолистые глинисто-дифференцированные почвы с высокой периодичностью проходят через стадию ветровала. В среднем за голоцен каждая "точка" экосистемы примерно 10-20 раз прошла через стадии валежа и ветровальной западины, 3-5 раз - через стадию органоминеральной насыпи по западине, 1-2 раза - через стадию органогенной насыпи по ненарушенной почве (рис. 86).
Все перечисленные позиции ветровала характеризуются резким изменением строения почвенного профиля. В западине он усекается, лишается своей верхней части. В остальных позициях профиль погребается органоминеральным или органогенным материалом и нарастает вверх. Валеж и органогенная насыпь исчезают за 50-200 лет. Западина и органо-минеральная насыпь сохраняются до следующих нарушений.
Ветровальное "окно" в древесном пологе, экспонирование минерального субстрата, погребение почвы насыпью и формирование микрорельефа с латеральной аккумуляцией резко изменяют почвенные режимы. По всему вывалу значительно возрастают температура и влажность почвы, активность разнообразной микробиоты. Создаются более восстановительные условия. Часто повышается общее содержание протонов, обычно концентрируются доступные формы питательных элементов.
Ветровальные нарушения, латеральные процессы и изменения почвенных режимов активизируют основные группы почвообразовательных процессов: метаморфические изменения органогенного и минерального материала, структурную переорганизацию, оглеение и сегрегацию, элювиирование и иллювиирование разнообразного материала в растворах и суспензиях. При мелких ветровалах сочетание действующих ЭПП постепенно приближается к фоновому на протяжении 100-200 лет. В случае крупных ветровалов восстановление фонового сочетания ЭПП и фонового профиля в течение одного 200-300-летнего ветровального цикла принципиально не достижимо.
Интенсивным метаморфическим изменениям и элювиированию подвергается материал всех верхних горизонтов почв ветровальных бугров и западин вплоть до горизонта B1t (на глубину 40-60 см). Как правило, возрастает элювиированность материала подзолистых горизонтов EL(f). Осветляется и обезыливается материал верхней части переходные элювиально-иллювиальных и иногда глинисто-иллювиальных горизонтов, достигая характеристик горизонтов EL(f). Особенно интенсивно разрушаются и осветляются фрагменты глинисто-иллювиальных горизонтов в ветровальной насыпи. В погребенном субпрофиле разлагается материал органогенных горизонтов. Материал гумусово-аккумулятивных горизонтов Al, A1EL постепенно трансформируется в осветленные обезыленные горизонты EL. Основная часть горизонта B1t и горизонта В2(t) обогащаются илом и аморфными полуторными окислами в результате активного послеветровального иллювиирования. В очень старых ветровалах это обогащение сдвигается вниз по профилю.
Всем ветровальным позициям свойственны стадийные сукцессии почвенных профилей и субпрофилей. Почвы первых стадий отличаются от фона на высоком таксономическом уровне: болотные и болотно-подзолистые в западине, "земляная стена" и ветровальная насыпь на усеченной почве в бугре. По всему ВПК углубляется нижняя граница подзолистых и переходных элювиально-иллювиальных горизонтов. В случае глубоких нарушений сильные отличия от фона сохраняются до следующих ветровальных нарушений. В случае мелких нарушений ветровальные сукцессии завершаются почвами фонового подтипа с остаточными признаками ветровальных нарушений и послеветровальных трансформаций (микрорельеф, повышенная мощность верхних горизонтов, их оглеение, осветление, вогнутость нижних границ).
Исходя из полученных оценок периодичности ветровала и последствий единичного ветровального цикла, можно заключить, что явление ветровала усложняет строение и активизирует функционирование глинистодифференцированных таежных подзолистых почв. Оно значительно расширяет морфологическое разнообразие их профилей. Вывал способствует углублению элювиально-иллювиальной дифференциации почвенного профиля. Ветровальные нарушения создают особую пространственно-временную самоподдерживающуюся пестроту почвенного покрова. Они обусловливают ветровально-пульсационный характер общего развития таежных подзолистых почв с неполной замкнутостью ветровальных циклов -их развитие по своеобразной ветровальной спирали.

Вклад ветровала в общее развитие и функционирование таежных подзолистых почв

Ветровальная активизация функционирования таежных почв значительно расширяет наши представления об активности и скорости целого ряда ЭПП современного таежного почвообразования. В результате ветровальных трансформаций сильно повышается (иногда на порядок) "фоновая" скорость гумусообразования, лессиважа, партлювации, трансформации глин и, вероятно, оглинивания, кислотного гидролиза и других процессов. Отчетливое углубление элювиальной части профиля в западине и разрушение фрагментов глинисто-иллювиальных горизонтов в насыпи свидетельствуют в пользу концепций педогенной глинистой дифференциации таежных подзолистых почв.
Наряду с ясно выраженными ВПК, создаваемая вывалом пространственно-временная пестрота почвенного покрова приводит к варьированию мощностей и характеристик верхних горизонтов "фоновых" почв. Поэтому при анализе фонового почвообразования в таежных лесах корректно пользоваться усредненными характеристиками, учитывая, что и усредненный фон представляет собой результирующую от старых вывалов.
Ветровально-пульсационный характер таежного подзолообразования обусловливает необходимость постоянно учитывать следствия вывала как имманентной особенности таежного педогенеза при исследовании функционирования, генезиса и строения почв и почвенного покрова. Учет возможных последствий ветровала позволяет лучше согласовать результаты исследований лабильных и консервативных свойств таежных подзолистых почв. Познание реальных скоростей педогенеза при ветровале помогает лучше понять специфику современного антропогенного педогенеза в таежной зоне, повышает объективность долгосрочных прогнозов развития естественных и антропогенных экосистем.
Все сказанное позволяет сделать следующие выводы.
1. Классическая модель равнинного таежного подзолообразования требует серьезной коррекции с учетом явлений ветровала, которые оказывают существенные и периодически повторяющиеся воздействия на строение почвенного профиля, почвенные режимы и почвообразовательные процессы.
2. Возникающие в результате ветровальной педотурбации своеобразные и универсальные ветровальные позиции различаются по сроку существования и периодичности возникновения в почвенном покрове. Срок существования валежа и органогенной насыпи измеряется 50-200 годами. Срок существования западины и органо-минеральной насыпи не ограничен: они могут быть стерты только последующими ветровальными нарушениями. Периодичность возникновения западин и валежа составляет 500-1000 лет, органо-минеральной насыпи - 2-3 тыс. лет, органогенной насыпи - 5-10 тыс. лет.
"Усредненный фон" в естественных таежных лесах представляет собой результирующую от старых ветровалов. Их следы могут фиксироваться в почве и при ровной ее поверхности.
3. Всем ветровальным позициям свойственны стадийные сукцессии почвенных профилей и субпрофилей. Для них характерны: а) генетическая специфичность стадий для каждой позиции; б) синхронность стадий для всех позиций; в) сходная направленность сукцессий от наибольшего контраста с фоном первых стадий к постепенному сближению с ним заключительных; г) невозможность полного возврата к фону в случае глубоких ветровальных нарушений, приближение к нему в случае мелких вывалов.
4. Ветровал вызывает глубокие трансформации почвенного материала, в результате которых усиливается общая элювиированность верхней части почвенного профиля. Увеличивается суммарная мощность элювиальных горизонтов. Усиливается и углубляется элювиально-иллювиальная дифференциация всего профиля в целом.
5. Вывалы обусловливают фактическую разновозрастность и полигенетичность почвенных горизонтов в профиле и покрове и тем самым создают своеобразную ветровальную дифференциацию существования твердой фазы почвенного профиля. Его верхняя часть (около 20-40 см) периодически "пашется" ветровалом и трансформируется более активно благодаря периодическому обновлению "фронта атаки” агентов и факторов почвообразования. Нижняя часть (от 20-40 до 100-150 см и глубже) остается на месте, не нарушается вывалами, но накапливает в себе продукты трансформации и элювиирования верхнего турбируемого слоя.
6. Высокая периодичность ветровалов и сопутствующие им интенсивные "вспышки" активности большой группы трансформационных и элювиально-иллювиальных процессов позволяют говорить об общем ветровально-пульсационном характере таежного подзолообразования, ветровальной активизации функционирования и развития таежных подзолистых почв и крупном вкладе ветровала в формирование их общей элювиальноиллювиальной дифференциации.
7. Ветровальные сукцессионные ряды почв увеличивают классификационно-генетическое разнообразие таежных подзолистых почв, создавая многообразные комбинации ветровально-насыпных и ветровально-усеченных профилей и субпрофилей. Они создают особую внутрибиогеоценотическую пространственно-временную самоподдерживающуюся пестроту почвенного покрова, которая накладывается на более крупные и стабильные структуры почвенного покрова, обусловленные межбиогеоценотическими (рельефными, породными и гидрогенными) различиями территорий.