Почвы пустынных степей

Южнее зоны сухих степей расположена пустынно-степная зона (полупустыни), распространенная на северном побережье Каспийского и Аральского морей, в южной части Казахского мелкосопочника, на крайнем северо-западе и на подгорных равнинах Джунгарии, Монгольского Алтая и Тянь-Шаня. Обширные пространства полупустыни занимают в Гоби. На территории России пустынные степи присутствуют в Восточном Предкавказье и южном Поволжье.

Климат характеризуется сильной континентальностью и засушливостью. Зима короткая, холодная, с сильными ветрами и буранами, малоснежная. Лето длинное, жаркое и сухое. Среднегодовая температура полупустынь составляет 6—7° С; осадков выпадает 125—130 мм в год. Испаряемость превышает количество осадков в 5—10 раз и больше. В почвах создается резкий дефицит влаги. Однако обилие тепла и света сближает зону полупустынь с зоной сухих субтропиков.

Рельеф и почвообразующие породы неоднородны. Наряду с низменностями (Прикаспийская) есть плоскорогья, возвышенности (Тургайская и Казахский мелкосопочник и др.). Среди почвообразующих пород встречаются пески, лессовидные суглинки, карбонатные породы, много засоленных пород различного происхождения. Растительность представлена главным образом ксерофитами и сильно изрежена; растения покрывают поверхность не более чем на 20—30%. В зоне полупустынь преобладают различные виды полыней, широко встречаются такие полукустарники и кустарники, как джузгун, песчаная акация, тамарикс, белый и черный саксаул и др. Ранней весной и осенью произрастают эфемеры.

Почвенный покров полупустынь неоднородный и комплексный. Основной тип почв - бурые полупустынные. Они встречаются в комплексе с лугово-бурыми полупустынными и солонцами. Солонцеватость почв — зональный признак.

Состав и свойства почв. Мощность гумусового слоя бурых полупустынных почв не превышает 10—15 см, содержание гумуса колеблется от 1 до 2,5%. Для почв полупустынь характерно низкое содержание элементов питания. Их профиль отличается высокой карбонатностью и накоплением легкорастворимых солей и гипса (в конце первого метра в почвах полупустынь). Реакция почв щелочная.

Профиль бурых полупустынных почв имеет следующие генетические горизонты:

А — гумусовый, светло-серого цвета, мощностью 12-15 см;

B — переходный, бурый почти без заметных следов гумификации, до глубины 30-40 см;

В_к – иллювиальный карбонатный горизонт максимального скопления карбонатов на глубине 50—60 см (в виде «белоглазки»);

ВС – иллювиальный гипсовый горизонт скопления карбонатов и гипса;

С — почвообразующая порода с пятнами карбонатов и гипса, легкорастворимых солей. Солонцеватость в почвах морфологически проявляется в виде призмовидной и столбчатой структуры, в уплотненности сложения и интенсивности бурой окраски.

Сельскохозяйственное использование. Зоны полупустынь — база пастбищного животноводства. При орошении незасоленных и слабозасоленных серо-бурых почв можно получать высокие урожаи овощных, бахчевых культур, винограда.

Засоленные почвы (солончаки и солонцы)

К засоленным почвам относятся солончаки (и солончаковые почвы), солонцы (и солонцеватые почвы). Засоленные почвы не имеют самостоятельной почвенной зоны, они встречаются во многих зонах, поэтому получили название интразональных почв. Наиболее распространены они в зонах сухих и пустынных степей, а также в зоне пустынь.

Солончаки. К солончакам относятся почвы, весь профиль которых, в том числе и поверхностные горизонты, содержат много легкорастворимых солей (от 0,6 до 3% и более). При высокой концентрации их в почвенном растворе нарушается снабжение растений водой и элементами питания. Поэтому растительность на солончаках отсутствует или представлена лишь галофитами — солянками.

Солончаки формируются преимущественно по пониженным элементам рельефа (впадины, приозерные террасы и т.д.), а также по берегам морей и соленых озер. Основное условие, способствующее образованию солончаков — накопление солей в почвообразующих породах (автоморфные солончаки) и в грунтовых водах (гидроморфные солончаки). При близком залегании минерализованных вод, в условиях выпотного водного режима, развивается солончаковый процесс.

Солончаки подразделяются по химическому составу, в плотном остатке (т.е. в остатке, который получается после выпаривания водной вытяжки этих почв) которых содержатся легкорастворимые соли. Выделяются следующие подтипы солончаков: 1) хлоридные; 2) сульфатные; 3) содовые; 4) сульфатно-хлоридные; 5) хлоридно-сульфатные. Кроме того, солончаки подразделяются по характеру корки на поверхности почвы на подтипы: корковые с плотной коркой на поверхности; пухлые с пухлым слоем на поверхности; мокрые, имеющие на поверхности гигроскопические соли; СаС1₂; черные, содержащие Na₂CO₃. Наиболее вредны для растений соли NaCl и NaHC0₃+Na₂C0₃. Профиль солончаков слабо дифференцирован на генетические горизонты, в нем можно выделить гумусовый слой А, переходный горизонт В и почвообразующую породу С.

Состав и свойства солончаков. Солончаки относятся к почвам с малым содержанием гумуса и элементов питания. Реакция этих почв слабощелочная (рН 7,3—7,5), в содовых солончаках щелочность резко увеличивается и рН достигает 9—11. Солончаки характеризуются низким природным плодородием.

Сельскохозяйственное использование. В орошаемых районах в результате неправильного орошения могут образовываться солончаки, которые называются вторичными или ирригационными. Массивы почв с вторичными солончаками полностью выпадают из сельскохозяйственного использования. В естественном состоянии солончаки и солончаковые почвы используют под пастбища с низкой продуктивностью. Освоение этих почв возможно при сложных дорогостоящих мелиоративных мероприятиях, направленных на удаление солей. Таким мероприятием является промывка с отводом промывных вод. На промытых почвах для повышения их плодородия необходимо внесение органических и минеральных удобрений. В начале освоения проводится посев солеустойчивых культур (люцерна, донник белый, суданская трава, затем просо, ячмень и др.).

Солонцы.

Солонцами называют почвы, в иллювиальном (В) горизонте которых в поглощенном состоянии содержится обменного натрия в количестве более 15% от емкости катионного обмена. Почвы с количеством обменного натрия менее 15% относятся к солонцеватым Легкорастворимые соли в солонцах, в отличие от солончаков, накапливаются на некоторой глубине, а верхняя часть профиля, горизонт А их практически не содержит.

Обменный натрий встречается практически во всех почвах, но его количество обычно не превышает 3%. Развитие солонцового процесса происходит при количестве обменного натрия более 5% от емкости обмена. При этом возникают неблагоприятные для растений свойства солонцеватости: щелочность, дисперсность коллоидов, набухаемость, дефицит влаги, высокая плотность, физиологическая ядовитость катиона натрия. Солонцы имеют дифференцированный профиль, в котором выделяются следующие горизонты:

А – надсолонцовый гумусово-элювиальный, с облегченным гранулометрическим составом, относительно благоприятными агрономическими признаками, от 3до 25 см;

B₁ - иллювиальный солонцовый гумусовый, темно-бурой окраски, со столбчато-призматической или глыбистой структурой, сильноплотного сложения, тяжелого гранулометрического состава. Имеет крайне неблагоприятные для растений физические и водные характеристики, высоко щелочной, практически непроницаем для корней растений;

В₂ – подсолонцовый иллювиальный, содержащий гипс и карбонаты в виде белоглазки;

С - почвообразующая порода (в верхней ее части — скопление солей).

Столбчатые отдельности горизонта В₁ легко распадаются на ореховатые, на гранях которых отмечается глянцевидная лакировка. В сухом состоянии - плотный, трещиноватый, во влажном - вязкий, бесструктурный, мажущийся. При высыхании горизонт В₁ отличается большой плотностью. При рытье ямы его приходится пробивать ломом. В сыром же состоянии он набухает, закупоривает трещины и становится почти непроницаемым для воды. Солонцы характеризуются низкой пористостью и водопроницаемостью. Весной, после таяния снега, и осенью, после дождей, солонцы размокают и превращаются в липкую вязкую грязь, становясь совершенно непроходимыми и непроезжими.

Общая мощность солонцов варьирует в зависимости от их географического распространения от 40 до 100 см. Солонцы классифицируются по двум признакам - по составу солей и характеру структуры горизонта В. По составу солей солонцы подразделяются так же, как и солончаки. В зависимости от мощности горизонта А и, следовательно, от глубины залегания горизонта В различают следующие разновидности солонцов: корково-столбчатые - мощность горизонта А 3-7 см, средне- столбчатые - 7-15 см, глубокостолбчатые солонцы - 15-25 см. По характеру структуры горизонта В солонцы бывают призматические, столбчатые, глыбистые и ореховатые.

Солонцеватость снижает урожаи большинства сельскохозяйственных культур. Для защиты почв при орошении от ощелачивания, содового засоления, осолонцевания необходимо: периодически вносить в почву или с поливной водой небольшие дозы химических мелиорантов (гипс, минеральные кислоты); применять физиологические кислые азотные (сульфат аммония, аммиачная селитра, сульфат-нитрат аммония, аммофос и др.) и кальцийсодержащие (суперфосфат простой и двойной) удобрения; вводить в севообороты многолетние бобовые травы.

Восстановление почв содового засоления требует применения целого комплекса мероприятий: промывок почв с глубоким дренажем; внесения высоких доз химических мелиорантов (серной кислоты, гипса); внесения больших норм органических и физиологически кислых азотных удобрений.

Контрольные вопросы

1. Каковы районы распространения почв сухих степей?

2. Охарактеризовать условия почвообразования зоны. Какие особенности растительности сухих степей влияют на образование почв?

3.Какое строение имеют профили каштановых и бурых полупустынных почв?

4. Назвать подтипы каштановых почв и дать им характеристику.

5. Каковы основные условия образования засоленных почв?

Литература

1.Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения.- М., 2007. С.–С. 160, 339-351.

2. Геннадиев А.Н., Глазовская М.А. География почв с основами почвоведения.- М., 2007.- С.187-231.

3. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: Учебник для вузов. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2007. – 496 с.

3.6. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ МАТЕРИКОВ

Почвенный покров материков

Полярный пояс Северного полушария в Евразии и Северной Америке включает три широтно вытянутые почвенные зоны: по­лярных пустынных, арктотундровых и тундровых почв. Различное положение зоны тундровых почв в системе термических поясов обусловливает наличие ареалов мерзлотных тундровых почв с горизонтом постоянной мерзлоты (как, например, в более северных и континентальных сибирских тундрах) и ареалов немерзлотных тундровых почв (например, в европейских тундрах).

Бореальный таежно-лесной биоклиматический пояс протягивается через Северную Америку и Евразию в форме сплошного широтного вытянутого ареала. К бореально-таежному лесному поясу приурочена зона под­золистых почв и подзолов, включающая три широтные подзоны: северную — глеево-подзолистых, центральную — типично-подзо­листых и южную — дерново-подзолистых почв. В качестве со­путствующих в каждой из этих подзон распространены иллювиально-гумусовые и иллювиально-железистые подзолы. Во внутрен­них частях Евразии и Северной Америки в зону подзолистых почв вклиниваются с севера ареалы таежно-мерзлотных, палевых мерзлотных и других почв с вечной мерзлотой.

Почвенный покров суббореального (умеренно теплого) пояса полно и разнообразно представлен в Северном полушарии в Ев­разии и Северной Америке. На каждом из континентов этот пояс разделяется на три сектора: восточный и западный приокеанические и внутриматериковый континентальный. Внутриконтинентальный сектор, особенно протяженный в Евразии, и менее протяженный в Северной Америке, характеризуется серией узких широтных почвенных зон. В соответствии с повышением температуры и уменьшением осадков в направлении с севера на юг последовательно сменяют друг друга зоны: серых лесных почв, черноземов, каштановых почв и бурых пустынно-степных почв. Именно такой спектр широтных зон характерен для Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин и Средней Азии. С приближением к западному и восточному приокеаническим секторам и с увеличением влажности климата, почвенные зоны отклоняются от широты и приобретают, как это особенно четко видно на равнинах Северной Америки, меридиональное направление.

В приокеанических западных и восточных секторах умеренного пояса обоих континентов, получающих большое количество осадков, господствуют смешанные и широколиственные леса, а в почвенном покрове преобладают буроземы (бурые лесные почвы). В суббореальном поясе Евразии буроземы на равнинах образуют два ареала: в приатлантической части Западной Европы и в муссонных областях юга Дальнего Востока, Японии, Кореи и Северо-Восточного Китая. В Северной Америке также имеются два разорванных ареала буроземов: на востоке — на подгорных равнинах Северных Аппалачей к юго-востоку от Вели­ких озер; на западе — на подгорных приморских равнинах и в межгорных долинах Берегового хребта и Каскадных гор.

Субтропический пояс характеризуется отсутствием выраженных широтных почвенных зон, если не считать обширной области субтропических полупустынь и пустынь и свойственных им пустынных почв, занимающих внутриконтинентальные секторы в Евразии, Северной Америке, Южной Африке и Австралии. Почвенный покров и структура зональности в восточном и западном приокеанических секторах в субтропическом поясе существенно различны.

Восточные приокеанические секторы находятся в сфере воздействия восточных муссонов; в условиях влажного субтропического климата здесь формируются под вечнозелеными субтропическими лесами желтоземы и красноземы. Они не образуют выраженной широтной или меридиональной зоны. В Северной Америке это п-ов Флорида, прилегающие с севера низменности и южная часть Аппалачей, в Юго-Восточной Азии — прибрежные равнины, межгорные долины и низкие горы Центрального и Южного Китая и южных островов Японии; в Южной Америке желтоземы и красноземы на равнинах распространены в субтропическом поясе в бассейне Уругвая, а в горных райо нах — в Юго-Восточной Австралии, в Тасмании и на о. Северном в Новой Зеландии. Области распространения желтоземов и красноземов к западу с нарастанием сухости климата сменяются серией меридиональных почвенных зон, являющихся как бы про­должением меридиональных зон суббореального пояса. Это зоны красновато-черных почв субтропических прерий, коричневых почв ксерофитных субтропических лесов и кустарников, серо-коричневых почв кустарниковых степей и сероземов субтропических полупустынь. Наиболее четко серия подобных меридиональных зон выражена в субтропическом поясе Североамериканского континента. Фрагменты подобной же структуры наблюдаются в субтропическом поясе на лёссовых плато в Китае (коричневые, серо-коричневые, сероземы), но здесь ареалы этих почв не образуют четко выраженных меридиональных зон.

В Южном полушарии элементы меридиональной зональности почв субтропического пояса наблюдаются в Южной Америке, где на широтах 30—40° ю. ш. в направлении от Атлантического побережья к внутренним равнинам последовательно сменяются область распространения красновато-черных почв прерий и меридионально вытянутые узкие зоны субтропических черноземов, коричневых, серо-коричневых почв и сероземов. Элементы подобной же структуры наблюдаются и на равни­нах субтропической Юго-Восточной Австралии.

Западный приокеанический сектор субтропического пояса в отличие от восточного характеризуется средиземноморским типом климата с резко выраженным сухим летним периодом и в большей или меньшей степени влажным зимним. Это области распространения летнесухих (средиземноморских, калифорнийских) лесов и кустарников и эфемеровых полупустынь. В зависимости от степени увлажнения климата здесь чередуются ареалы коричневых почв ксерофитных субтропических лесов и кустарников, серо-коричневых почв ксерофитных кустарниковых степей и сероземов полупустынь. На континентах подобный спектр почв наблюдается в субтро­пической зоне Средиземноморской Европы, Северной Африки и Передней Азии; в Северной Америке сочетания коричневых, се­ро-коричневых почв, сероземов и пустынных субтропических почв характерно для Калифорнии и Мексиканского нагорья.

В Южном полушарии подобные же сочетания почв характерны для юго-западной субтропической Австралии, южной субтропической Африки и субтропических районов тихоокеанского побережья Южной Америки (Чили). Почти все названные районы имеют сложный рельеф, где че­редуются горные хребты, плато и межгорные впадины, поэтому в западном приокеаническом субтропическом секторе на реальных континентах горизонтальные почвенные зоны не выражены. Здесь господствует горная зональность.

Тропический пояс — единственный, где зона пустынь занимает не только внутренние части континентов, но и выходит к западным побережьям. Эта закономерность выступает весьма отчетливо как в Северном, так и в Южном полушариях: в Африке, Северной и Южной Америке, Австралии. По направлению от зоны тропических пустынь к экватору последовательно сменяют одна другую следующие почвенно-биоклиматические зоны: красновато-бурых почв опустыненных саванн, красно-бурых почв сухих саванн и коричнево-красных почв ксерофитных тропических лесов, красных ферраллитных и альферритных почв сезонно-влажных тропических лесов и высокотравных саванн, красно-желтых ферраллитных почв постоянно-влажных тропических лесов.

Подобная структура почвенной зональности характерна для равнинной экваториальной и тропической Африки, где наблюдается относительно симметричное расположение названных зон к северу и югу от экватора. В восточной высокой Африке в силу местных климатических и орографических особенностей эта система нарушается. Подобная же относительно симметричная система экваториальных и субэкваториальных почвенных зон наблюдается в Южной Америке. В восточных приокеанических секторах континентов наблюдается проникновение красно-желтых ферраллитных, красных и красно-бурых почв саванн в более высокие северные и южные широты; широтные приэкваториальные почвенные зоны здесь изгибаются и приобретают меридиональное направление. Наблюдается смена зон не с севера на юг, а с запада на восток. Красно-желтые ферраллитные почвы влажных тропических лесов занимают самые хорошо увлажненные восточные приокеанические области. К западу они последовательно сменяются красными и красно-бурыми почвами саванн и почвами тропических полупустынь и пустынь.

Примером подобной смены почвенно-биоклиматических областей может служить тропическая муссонная Азия, где красно-желтые ферраллитные почвы влажных тропических лесов доходят вдоль восточных побережий Индокитая до Северного тропика; столь же далеко на север проникают красные и красно-бурые почвы саванн, занимающие более сухие области внутренних равнин Индокитая и Индостана. Еще западнее — на Аравийском полуострове — на этих же широтах красно-бурые почвы сменяются почвами тропических пустынь.

Проникновение красно-желтых ферраллитных почв до Северного тропика наблюдается также и на восточных, наиболее хорошо увлажненных побережьях Центральной Америки; побережье Калифорнийского залива на этих же широтах занято красно-бурыми почвами сухих саванн, а полуостровов Калифорния — тропическими пустынями.