Проф. Н.П. Ремезов

Генезис и лесорастительные свойства почв Мордовского государственного заповедника (Продолжение)

Таблица 5

Химические свойства слабодерновых среднеподзолистых песчаных почв II и III терасс
(Методы анализа: перегной по И.В. Тюрину, азот по Кьельдалю, обменные основания по К.К. Гедройцу с 0,05 норм. HCl гидролитическая кислотность по Каппену, подвижный алюминий по А.В. Соколову, pH электрометрически с хингидронным электродом. Знаком V- обозначена степень насыщенности основаниями в %)

По повышенным элементам мезорельефа развиты сосняки лишайниковые, почвы которых относятся к слабодерновым слабоподзолистым. Сосняки эти отличаются разреженным древостоем, более низкорослы, стволы плохо очищены от сучьев, нередко имеют лирообразную форму. На поверхности почвы сплошной или почти сплошной покров из лишайников (Cladonia rangiferina, Cl. alpestris, Cl. silvatica), местами пятна лишенного растительности песка. На этом фоне единично встречаются: маршаллов василек, кошачья лапка, герань кровяно-красная, фиалка песчаная, кусты дрока и ракитника.

Главнейшие морфологические свойства слабодерновых слабоподзолистых почв следующие:

1. Слабо развитая лесная подстилка, мощность которой не превышает 1—2 см. Местами подстилка отсутствует.

2. Сравнительно небольшая мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта, которая всегда меньше 10 см.

3. Отсутствие сплошного белесого подзолистого горизонта. Имеются лишь разрозненные белесые пятна.

4. В иллювиальном горизонте небольшое количество тонких извилистых, часто разорванных, ортзандовых прослоек.

Таблица 6

Данные механического анализа слабодерновой слабоподзолистой почвы

Данные механического анализа (табл. 6) показывают преобладание среднего песка (1-0,25 мм), очень небольшое содержание частиц физической глины (< 0,01 мм) с отчетливым накоплением их в верхней части профиля.

Таблица 7

Химические свойства слабодерновой слабоподзолистой почвы

Описываемые слабодерновые слабоподзолистые почвы отличаются от ранее рассмотренных слабодерновых среднеподзолистых не только меньшим содержанием частиц физической глины (1,4—2,8% против 1,4-4,6%), но также и по химическим свойствам (табл. 7). Слабодерновые слабоподзолистые почвы содержат меньше перегноя, беднее азотом, имеют меньшую емкость поглощения катионов при ещё более низкой степени насыщенности основаниями.

Абсолютный возраст слабодерновых слабо-и среднеподзолистых почв одинаковый, но слабоподзолистые почвы находятся на более ранней стадии развития, т.е. относительно моложе. Поэтому в слабоподзолистых почвах не только слабее развит подзолистый горизонт, но и меньше накоплено перегноя, азота, почвенного поглощающего комплекса, поглощенного кальция и магния и т.д. Следовательно, обеспеченность соснового древостоя элементами питания на слабодерновых среднеподзолистых почвах полнее, чем на слабоподзолистых. Это одна из причин более высокой продуктивности сосняка на слабодерновых среднеподзолистых почвах по сравнению с сосняками на слабоподзолистых почвах.

Подобное различие в относительном возрасте почв обусловлено более сухими условиями местообитания на повышенных элементах мезорельефа, на которых развиты слабодерновые слабоподзолистые почвы. Сказанное с начала поселения соснового леса ограничивало его развитие, обусловливало более низкую продуктивность, а следовательно, меньшее вовлечение в биологический круговорот элементов питания и меньшее обогащение ими верхних слоев почвы. Большое обеспечение влагой соснового леса на выровненных частях рельефа обеспечивало лучшие условия произрастания, а вместе с тем большее обогащение верхних горизонтов почвы элементами питания в процессе биологического круговорота. Это было причиной дальнейшего улучшения условий произрастания, более быстрого прохождения стадий почвообразования, формирования сосняка брусничникового с древостоем более высокого класса бонитета.

По пониженным элементам, мезо- и микрорельефа второй и третьей террас развиты слабодерновые сильноподзолистые слабо- и среднеоглеенные почвы под сосняками черничниковыми. В древостое сосняков черничниковых появляется береза. Подлесок средней густоты состоит из рябины и крушины, последняя указывает на повышенные условия увлажнения. Напочвенный покров образован черникой и зелеными блестящими мхами с единичными куртинами кукушкина льна (Polytrichum commune).

Строение профиля почвы следующее: слой лесной подстилки, состоящий из опавшей хвои, листвы, березы, крушины, рябины и отмерших частей мохового покрова, пронизанного в нижней части густой сетью корней черники. Мощность лесной подстилки 2—4 см. Под ней лежит грубоперегнойный горизонт А₁интенсивно черного цвета. Мощность, горизонта А₁не превышает 5 см, а во многих местах он представлен лишь узкой прерывистой полосой не более 1—2 см толщины. Нижняя граница этого горизонта по окраске резко отделяется от нижележащего, граница ровная. Далее идет подзолистый горизонт А₂, во влажном состоянии грязно-серой окраски, в сухом — серовато-белесой. Мощность его от 30 до 40—45 см.

Иллювиальный горизонт в верхней части (В₁) имеет буровато-грязновато-серую окраску с мелкими выцветами желтого цвета, далее (В₂g) окраска становится грязновато-светло-серой с расплывчатыми бурыми пятнами и книзу приобретает зеленоватый оттенок. На глубине около 100 см вода.

Из описания видно, что рассматриваемые почвы очень близки к песчаным подзолам. По-видимому, мы имеем комплекс мощных подзолов и слабодерновых сильноподзолистых слабо- и среднеоглеенных почв. В масштабе проведенного исследования (1 : 50.000) разделить их было невозможно.

Механический состав описываемых почв (табл. 8) отличается от ранее рассмотренных преобладанием содержания мелкого песка (0,25—0,05 мм) над средним (1—0,25 мм) и резко сниженным содержанием частиц ила (<0,001 мм) в оподзоленном (А₁+А₂) и оглеенном (В₂g) горизонтах. Это же проявляется и в распределении по профилю частиц физической глины (сумма частиц <0,01 мм).

Таблица 8

Данные механического анализа слабодерновой скльноподзолистой среднеоглеенной почвы

Как уже было ранее оказано, древнеаллювиальные пески, служащие почвообразующей породой, состоят преимущественно (на 95—97%) из кремнезема, содержание других окислов очень невелико. Данные сокращенного валового анализа (табл. 9) показывают заметное обеднение верхней части почвенного профиля (горизонт А₁ + А₂) полуторными окислами, главным образом глиноземом. Вместе с этим наблюдается обогащение этими окислами иллювиального горизонта. Имеются основания полагать, что более высокое содержание в верхней части профиля кремнезема не только результат относительного обогащения, обусловленного выносом из этих горизонтов других элементов, но и абсолютного, создаваемого поступлением кремнезема на поверхность почвы в процессе биологического круговорота элементов. Непосредственные микроскопические исследования Л.Е. Новороссовой и И.М. Розановой, проведенные на кафедре почвоведения Московского университета, показали образование в хвое ели, сосны и других пород фитолитарий, состоящих из кварца.

Таблица 9

Данные сокращенного валового анализа слабодерновой сильноподзолистой среднеоглеенной песчаной почвы

Далее следует отметить очень невысокое содержание во всем профиле кальция и магния, особенно обращает внимание резкое снижение содержания этих элементов в горизонте А₁.

Содержание перегноя (табл. 10) в горизонте А₁невысокое (2,0—2,5%), резко убывающее с глубиной. Учитывая малую мощность горизонта А₁, следует сделать вывод о небольшом накоплении в рассматриваемых почвах перегноя. По широкому соотношению N : C (1:18—20) он принадлежит к типичному грубому перегною. Сказанное согласуется с невысоким валовым содержанием азота.

Таблица 10

Химические свойства слабодерновых сильноподзолистых слабо- и среднеоглеенных песчаных почв

По накоплению обменных оснований исследованные разрезы существенно отличаются между собой. Разрез № 776 А содержит как в горизонте А₁так и нижележащих значительно больше обменного кальция и магния, чем в разрезе № ЗВ. Гидролитическая кислотность в обоих разрезах близка друг другу. Поэтому разрез № ЗВ имеет более низкую степень насыщенности основаниями, чем № 776 А. По величине активной кислотности и по значениям рН солевой суспензии сравниваемые профили почв сравнительно мало отличаются друг от друга. Следует отметить очень низкую величину рН солевых суспензий горизонтов А₁и А₂— 3,7—4,1.

Указанные различия в свойствах сравниваемых двух разрезов сильноподзолистых почв связаны с неодинаковым их расположением по рельефу. Разрез № ЗВ заложен на водоразделе речек Пуанты и Вязь-Пушты (третья терраса реки Мокши в небольшом плоском микропонижении). Такое водораздельное положение делает возможным вынос некоторой части элементов, освобождаемых при разложении растительных остатков, в направлении к подошвам склонов, что усиливает дефицит оснований (кальция и магния). Разрез № 776 А заложен в пределах той же террасы в замкнутом более обширном понижении, куда возможен даже приток оснований и некоторых других элементов с прилегающих склонов. В результате создается более высокое содержание обменных оснований и более высокая степень насыщенности основаниями. Разрез № 3В, по-видимому, стоит ближе к подзолу, а разрез № 776 А — к слабодерновой сильноподзолистой почве.

Данные химических анализов указывают на различие в лесорастительных свойствах этих двух почв, которые по морфологическим признакам принадлежат к одному типу и виду. В этом сказывается несовершенство диагностики почв только по их морфологическому строению. В описываемом случае химико-аналитическое исследование в сочетании с учетом условий рельефа помогает выявлению имеющихся различий.

Очень небольшую площадь в пределах второй и третьей террас занимают торфянистые сильнооглеенные песчаные подзолы. Они были встречены в виде небольшого контура в нижней части склона к р. Пуште и по плоским понижениям в районе развития карстовых воронок. Развитие названных почв происходит под пологом сосняков с покровом из сфагнума, а по микроповышениям — из кукушкина льна (Polytrichum commune). Строение профиля следующее.

Торфянистый слой мощностью около 10 см. Под ним узкая полоса пепельно-черного цвета (А₁) грубого перегноя, мощностью 2—3 см, далее идет светло-серый подзолистый горизонт с признаками оглеения (А₂). Мощность подзолистого горизонта колеблется от 20 до 30 см. Подзолистый горизонт постепенно переходит в сильнооглеенный иллювиальный горизонт (Вg) буровато-серого цвета с зеленоватым оттенком. По механическому составу весь профиль песчаный. Вода появляется на глубине от 30 до 100 см.

Еще меньшую площадь занимают торфяно-глеевые почвы, описание близ русла ряда лесных речек (Пушты, Вальзы, Малой Черной). Они развиты также под сосняками сфагновыми. Профиль этих почв состоит из двух горизонтов: торфянистого, мощностью от 50 до 100 см и подстилающего его глеевого.

Изменение почвенного покрова под влиянием развития карстовых явлений

Своеобразное строение имеет сосновый лес в междуречье Черная — Пушта, где сильно развиты карстовые провальные воронки. Первое впечатление, что вы находитесь в районе песчаных дюн с сосняками лишайниковыми, понижения, между которыми заняты сосняками сфагновыми. Однако затем привлекает внимание хорошее развитие сосны (бонитет II) как на повышенных элементах рельефа с покровом из лишайников, так и по понижениям с покровом из сфагнума, часто с зарослями багульника и другими болотными растениями. Более детальный осмотр местности показывает, что это не дюнный ландшафт, а выровненная слабо наклоненная часть речной террасы, расчлененная большим количеством провальных воронок. Некоторые из них так близко расположены друг к другу, что остаются лишь сравнительно узкие гребни, разделяющие соседние воронки.

Ранее описываемая территория была занята сосняком брусничниковым II класса бонитета. Образование большого числа провальных воронок усилило дренированность участков между воронками. На изменение условий местообитания в сторону большей сухости в первую очередь реагировал напочвенный растительный покров: зеленомошно-брусничниковый покров был сменен лишайниками (Cladonia alpestris, C. rangiferina), на фоне которых встречаются единично кошачья лапка (Antenaria dioica L.), ландыш (Convallaria majalis), василек Маршалла (Centaurea Marschallian L.), ещё реже дрок красильный (Genista tinctoria L.). Однако описанное изменение условий произрастания не отразилось заметным образом на продуктивности соснового древостоя.

На дне провальных воронок гидрологические условия были изменены в сторону повышения увлажнения. В первую очередь на это реагировал также напочвенный растительный покров. В наиболее старых провальных понижениях изменение в покрове дошло до образования ковра из сфагновых мхов, зарослей багульника (Ledum palustre) с соответственными изменениями в строении почвенного профиля.

В целях выяснения изменений в строении дерновых средне-подзолистых песчаных почв при заболачивании М.В. Алексеевой было поручено провести детальное изучение нескольких воронок разного возраста. Был применен метод закладки траншей в направлении от периферии воронки к её центру.

В первую очередь была исследована более молодая воронка. Падение рельефа от бровки воронки до её дна, по данным нивелировки, 5,2 м. Склоны воронки покатые, дно ровное, диаметр дна 30 м. Почвообразующая порода — древнеаллювиальные пески. Длина заложенной траншеи 40 м, глубина — 1,5 м. Сосна III класса возраста, бонитет II, полнота 0,6. Заметных изменений в развитии сосны не обнаружено. Значительных изменений в напочвенном покрове не наблюдалось, имело место лишь изменение соотношения между лишайниками и зелеными мхами (Dicranum undulatum). На повышенной части, вдоль бровки воронки, развит покров из лишайников с отдельными куртинками дикранум. Вниз по склону возрастает участие зеленых мхов, появляется брусника (Vaccinium vitis-idaea),вейник лесной (Calamagrostis arundinacea), купена лекарственная (Polygonatum officinale). Дно воронки занято сплошным ковром зеленых мхов с участием тех же представителей травянистой растительности, что и на склоне. Лишайники развиты лишь у приствольных повышений.

По краю вороньи развиты слабодерновые слабо- и среднеподзолистые песчаные почвы, по склонам слабодерновые средне- и сильно подзолистые, а на дне дерновоподзолистые оглеенные почвы со значительно более мощным перегнойным горизонтом. Определенной закономерности в чередовании почв различной степени оподзоленности по склону воронки обнаружено не было. Возможно, что это связано с деформацией горизонтов, обусловленной их растягиванием при провале. Проведенные химические анализы (табл. 11) обнаружили существенные отличия лишь у почв склонов и прилегающей выровненной территорий от почвы на дне воронки. Почва дна воронки отличается значительно большей кислотностью по всему своему профилю.

Таблица 11

Данные химического анализа почв из молодой провальной воронки
(Исследование М. В. Алексеевой)

Таким образом, на дне сравнительно молодой воронки намечаются ясно выраженные признаки более сильного выщелачивания и заболачивания почвы.

Несколько траншей было заложено через старые провальные воронки. Наиболее типичная из них имеет следующее строение, согласно описанию М.В. Алексеевой. Вокруг воронки, по её склонам и дну — сосновый древостой 3 класса возраста, бонитет II, полнота 0,6. Если судить по напочвенному покрову, то от края воронки по направлению к её центру имеет место следующая смена растительных микрозон.

I. Полоса лишайников; на поверхности почвы разреженный покров из кустистых лишайников с куртинами зеленых мхов, изредка встречаются ракитник (Cytisus ruthenicus L.), ландыш (Convallaria majalis).

II. Полоса лишайниково-зеленомошниковая. Сомкнутый покров из зеленых блестящих мхов, среди которых встречаются куртинки кустистых лишайников и единичные экземпляры брусники.

III. Полоса брусничниковая. С ковром из зеленых мхов и брусники. В небольшой ложбине густой покров осоки и молинии.

IV. Полоса черничниковая. Сомкнутый покров из черники, местами отдельные куртины зеленых мхов. По кочкам встречается брусника. В микроложбинках появляется кукушкин лен.

V. Полоса долгомошниковая. Сплошной покров кукушкина льна, по кочкам черника, голубика, багульник.

VI. Середина с покровом из сфагнума. Сфагновые мхи сплошным мягким ковром одевают все дно воронки, по кочкам черника, голубика, подбел и много багульника.

На стенке траншеи можно было видеть следующие изменения в строении почвенного профиля.

[1] [2] [3] [4] [5]