Проф. Н.П. Ремезов

Генезис и лесорастительные свойства почв Мордовского государственного заповедника (Продолжение)

Лесная подстилка (А₀) по склону воронки имеет мощность 1—3 см, при переходе ко дну воронки изменяет строение и становится торфянистой, а мощность её возрастает до 10 см. Перегнойно-аккумулятивный горизонт (А₁) имеет мощность колеблющуюся в верхней части склона от 4 до 10 см, которая в нижней части возрастает до 14 см. Начиная с 25 м от края воронки перегнойно-аккумулятивный горизонт сменяется торфяным слоем, мощность которого в центре воронки доходит до 1 м.

Подзолистый горизонт (А₂) имеет значительное развитие, его нижняя граница проходит на глубине 40—50 см от поверхности, часто заходит глубокими языками и карманами в нижележащий горизонт. Начиная с 21 м от бровки воронки, его белесая окраска приобретает сизоватый оттенок, а на 29 м он сливается с глеевым горизонтом.

Иллювиальный горизонт (В). В начале и на большей часта склона это ярко-желтый с буроватым оттенком горизонт, постепенно светлеющий с глубиной; характерно большое количество ортзандовых прослоек. Вниз по склону буроватый тон усиливается до коричнево-бурой окраски на 12 м от края, одновременно возрастает уплотненность. Далее начинает в возрастающем количестве появляться оглеение, разрывающее буро-окрашенный горизонт на отдельные части, и на 14 м от бровки воронки он переходит в иллювиально-глеевый горизонт (Вg).

Иллювиально-глеевый горизонт (Вg) — светло-желтый с сизыми пятнами, начинается с глубины 150 см в верхней части, а по мере движения вниз по склону приближается к поверхности, на 14 м он сливается с вышеописанным иллювиальным горизонтом (В), а на 21 м — с подзолистым (А₂).

Глеевый горизонт (G) у бровки воронки был обнаружен бурением на глубине около 3 м, на середине склона — на 1,5 м, а на дне воронки залегает непосредственно под торфяным слоем.

Таким образом, от края воронки по направлению к центру идет из глубины профиля постепенное нарастание оглеения, приводящее к разрушению иллювиального горизонта, а с поверхности — развитие торфяного слоя.

Определение потери от прокаливания (табл. 12) показывает нарастание накопления в почве мертвого органического вещества по мере движения от периферии воронки к её дну. Одновременно происходит существенное возрастание емкости поглощения катионов главным образом за счет резкого повышения величины гидролитической кислотности. Это приводит к резкому падению степени насыщенности почвы основаниями. Активная реакция верхних горизонтов, особенно торфянистых, сильно кислая. Надлежит указать, что близкие данные рН водной и солевой суспензии в заболоченных почвах микрозападин Швеции были найдены Лёнемарком, Викландером и Маттсоном (9).

Таблица 12

Данные химического анализа почв старой провальной воронки
(Исследования М.В. Алексеевой)

Примечание: При анализе торфяных горизонтов соотношение почва : раствор было взято в 10 раз больше, чем при анализе почв.

Возникновение провальных карстовых воронок создает значительную комплексность в напочвенном и почвенном покрове. На окружающих воронки участках условия развития растительности и почвообразования изменяются в сторону увеличения сухости, а в самих воронках — в сторону нарастания увлажнения. Последнее обстоятельство приводит к последовательным изменениям в составе растительности напочвенного покрова и развитию почвообразовательного процесса в сторону заболачивания. Можно наметить несколько стадий.

Первая стадия после оседания воронки — развитие злаково-разнотравного покрова, обусловливающего возникновение дернового процесса. Нарастание выраженности перегнойно-аккумулятивного горизонта затрудняет аэрацию, приводит ко второй стадии — образованию зеленомохового покрова и разрастанию брусники. В результате временами создаются анаэробные условия и получают развитие процессы оглеения. Большее выщелачивание почвы на дне воронки приводит к обеднению, основаниями и снижению насыщенности ими поглотительной способности. При глубоком залегании верховодки эта стадия может быть весьма продолжительной. Для третьей стадии характерно развитие покрова из зеленых мхов и черники. На поверхности почвы создается грубоперегнойный горизонт, наблюдается увеличение мощности подзолистого горизонта, усиление процесса оглеения иллювиального горизонта. Образование грубоперегнойного, иногда торфянистого горизонта ещё более ухудшает условия аэрации, приводит к блокированию в нем элементов питания, повышает кислотность. Сказанное приводит к наступлению четвертой стадии — развитию покрова из кукушкина льна. На этой стадии процессы оглеения ещё более усиливаются и приводят к разрыву сплошного иллювиального горизонта на отдельные части. Ещё большее закрепление в органическом веществе нарастающего торфяного горизонта элементов питания растений и возрастание кислотности обусловливает наступление пятой стадии — развитие покрова из сфагновых мхов и образование торфяно-глеевых, а затем — торфяных почв.

Почвы сложных суборей третьей террасы

Совершенно особым строением и свойствами обладают почвы, развитые под сосняками и ельниками липняково-широкотравными на тех же мощных древнеаллювиальных песках третьей террасы. Морфологическое строение этих почв следующее.

На поверхности лежит слабо выраженная лесная подстилка, состоящая из опавших листьев липы и хвои различных стадий разложения. Далее идет перегнойно-аккумулятивный горизонт, имеющий темно-серую с ясным буроватым оттенком окраску. С глубиной окраска постепенно светлеет. По окраске и содержанию перегноя можно выделить два горизонта: верхний, более темный, серый со слабым буроватым оттенком (А₁) и нижний, более светлый, но с ясно выраженным буроватым оттенком (А₁В₁). Окрашенный перегноем горизонт оканчивается на глубине 30—50 см от поверхности. Характерно равномерное пропитывание перегноем, образующим тесное соединение с минеральной частью почвы. Это типичный мягкий перегной.

Подобно большинству песчаных почв, описываемые почвы бесструктурны. Лишь иногда в верхней части можно заметить намечающееся образование небольшого количества мелкокомковатых структурных отдельностей. Весь горизонт пронизан большим количеством тонких корней травянистой растительности, которых особенно много в верхней части. Глубже 20 см располагается слой наибольшего развития корней кустарников. Распределение основной массы корней ограничено описываемым перегнойным горизонтом (А1+А₁В₁). Ещё далее вглубь проникают единичные корни древесной растительности.

Ниже перегнойного горизонта идет палево-желтый с сероватым оттенком иллювиально-метаморфический горизонт с темно-бурыми или желто-бурыми извилистыми линиями гумусжелезистых ортзандов. Для всего горизонта В характерны неяркие, блеклые тона окраски. Наличие перегнойно-железистых ортзандов указывает на некоторый вынос из верхней части профиля перегноя и полуторных окислов и их накопление в нижней. Ортзандовые прослойки большей частью, немногочисленны и слаборазвиты.

Обращает внимание значительное количество дождевых червей, населяющих эти почвы. Подсчет обнаружил от 100 до 200 тысяч особей на гектар. Распространены главным образом Dendrobaena octaedra (Sav), Eisenia nordens Kioldi (Eis ) (Определения червей сделаны И. И. Малевичем). В почвах подзолистого ряда черви совсем не были встречены.

Таблица 13

Данные механического анализа почв сложных суборей

Данные механического анализа (табл. 13) показывают, что рассматриваемые почвы, подобно ранее описанным дерново-подзолистым, состоят в основном из песчаных частиц размером 1,00—0,05 мм; в одних разрезах преобладает фракция среднего песка, в других — мелкого. Особенное внимание привлекает обогащенность верхней части профиля частицами физической глины, в том числе частицами ила. В результате сказанного верхние горизонты приближаются к супесям. Обогащение верхней части профиля частицами физической глины — результат почвообразовательного процесса и имеет биогенное происхождение.

Таблица 14

Данные валовых и анализов и оксалатных вытяжек из почв сложных суборей

Результаты валового анализа описываемых почв (табл. 14) выявили весьма интересный факт накопления полуторных окислов, главным образом глинозема в верхней части почвенного профиля и последующее их убывание с глубиной. Почвы с подобным распределением полуторных окислов по профилю до этого не были описаны в пределах Русской равнины. Валовой анализ обнаружил также заметное накопление в перегнойно-аккумулятивном горизонте кальция, а в одном из разрезов и магния. В целях уточнения описанной закономерности в распределении по профилю полуторных окислов было произведено, определение подвижных гелей в оксалатных вытяжках по методу Тамма. Анализ этих вытяжек также показал накопление в верхней части профиля подвижных форм полуторных окислов главным образом алюминия.

Дальнейшие исследования (табл. 15) показали соотношение N : C = 1 : 9 — 1 : 10, характерное для мягкого перегноя. Следует отметить резкое убывание перед определения обменных оснований обнаружили обогащение верхней части профиля обменным кальцием и магнием, с глубиной их содержание также резко убывает. Обращает внимание высокая степень насыщенности основаниями (95—75%). Активная реакция водной суспензии нейтральная или близкая к нейтральной, реакция солевой суспензии слабокислая. Можно говорить о двух вариантах рассматриваемых почв: более богатых перегноем, азотом, обменными основаниями (разрез № 3 У) и менее богатых (разрез № 75 У).

Обнаруженное химико-аналитическим исследованием образование мягкого перегноя и обогащение верхней части почвенного профиля не только перегноем, азотом, но также полуторными окислами, главным образом глиноземом, валовым и обменным кальцием обусловлено особенностями биологического круговорота в сложных суборях под пологом сосняков (ельников) липняково-широкотравных.

Таблица 15

Данные химического анализа почв сложных суборей

В развитии хвойно-широколиственного леса можно выделить следующие возрастные периоды. В начале мы имеем сомкнутый хвойный древостой с мертвым покровом. К концу второго класса возраста (35—40 лет) происходит, вследствие самоизреживания, осветление древостоя, делающее возможным проникновение под его полог в условиях Мордовского заповедника теневыносливой липы. Начиная с III класса возраста образуются сложные сосновые древостои с подростом из липы, и покровом из дубравного широкотравья. В дальнейшем липа выходит во второй ярус. В перестойных насаждениях сосновый древостой настолько изреживается, что создается липняк с единичными соснами-великанами. В северной части заповедника встречаются вторичные липняки 60—80 лет с единичными соснами 200—300 лет (около 50 штук на га). При вырубке сосны образуются чистые липовые насаждения.

Таблица 16

Содержание азота и зольных элементов в опаде сосняка липнякового и сосняка брусничникового III класса бонитета

Проникновение под полог соснового древостоя липы вносит существенные изменения в течение биологического круговорота элементов. Липа извлекает из почвы значительно большее количество почти всех элементов, чем сосна или ель, поэтому опадающая листва липы в большей мере обогащает поверхностный слой почвы основаниями, в первую очередь кальцием. Из приводимых данных (табл. 16) видно большее содержание в листве липы по сравнению с хвоей сосны азота, кальция, магния, калия и других элементов. Влияние липы на течение биологического круговорота в сосняке липняковом зависит от её количественного участия в строении насаждения; это участие увеличивается с возрастом насаждения. Из приводимых данных (табл. 16) видно, что уже в сосняке липняковом III класса возраста участие липы вдвое повышает поступление с опадом кальция, более чем в два раза — калия и т.д.

Из сказанного следует, что появление под пологом соснового леса липы значительно повышает поступление в почву оснований, а следовательно, обеспечивает более полную нейтрализацию образуемых в процессе минерализации опада кислых продуктов разложения и синтеза. Дальнейшее разрастание яруса из липы способствует ещё большему обогащению верхних слоев почвы основаниями. Приведенные ранее данные определения активно реакции почв сосняков липняковых подтверждают сказанное (табл. 15).

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