CC BY
224
УДК 631.445.25(470.21)
ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ В ЛЕСНОЙ ЗОНЕ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА В.Н. Переверзев
Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А.Аврорина КНЦ РАН
Аннотация
Представлены основные типы почвообразования на разных минеральных и органогенных породах Кольского полуострова и дана генетическая классификация почв.
Ключевые слова:
почвобразование, типы почв, классификация.
На территории Кольского п-ова и на прилегающих с запада материковых пространствах почвообразующие породы представлены в основном четвертичными отложениями, прикрывающими почти сплошным плащом коренные породы. Среди четвертичных отложений преобладают континентальные породы, главным образом, моренные и водно-ледниковые (флювио- и озерно-гляциальные) наносы последнего, валдайского оледенения. Морские четвертичные обложения встречаются значительно реже [1, 2]. Мощность рыхлых отложений на территории Мурманской области варьирует в широких пределах: от нескольких десятков сантиметров до 10 м и более. В горных массивах и на других поднятиях моренные отложения часто отсутствуют. В таких случаях почвообразующей породой выступает элюво-делювий. Наиболее крупные ареалы таких отложений включают Хибинские и Ловозерские тундры в центральной части полуострова и Кейвскую гряду - в восточной его части.
Почти все перечисленные почвообразующие породы по гранулометрическому составу относятся к пескам и, реже, супесям. Моренные и элювиальные породы, как правило, сильно завалунены. Морские и флювиогляциальные пески хорошо отсортированы, грубозернистые, лишены валунов и крупнозема. Породы более тяжелого гранулометрического состава встречаются редко. Это морские отложения, локализованные в долинах крупных рек (Печенга, Тулома, Кола и некоторые другие). Для морских суглинков и глин характерно значительное содержание пылеватых частиц и малое количество ила.
На песчаных породах в пределах лесной зоны Кольского п-ова сформировались А1-Бе-гумусовые подзолы с типичным для них набором генетических горизонтов. Особенности подзолообразования на песчаных грубозернистых породах в условиях холодного гумидного климата северо-востока Фенноскандии на примере Кольского п-ова наиболее полно освещены в работах В.В. Пономаревой [3-5], а также в монографии В.О. Таргульяна [6]. В условиях высокого атмосферного увлажнения и низких температур в течение теплого периода года происходит интенсивный вынос продуктов гумификации растительных остатков, накапливающихся на поверхности почвы и отличающихся низким содержанием азота и зольных элементов [7]. Кислые растворы органических веществ, преимущественно фульвокислот, являются основным агентом подзолообразования, под влиянием которого формируется профиль А1-Бе-гумусовых подзолов с резкими морфологическими и химическими различиями отдельных генетических горизонтов. В основе такой дифференциации лежит интенсивное элювиально-иллювиальное перераспределение основных типоморфных элементов, в частности образование иллювиального горизонта со значительной аккумуляцией в нем аморфных соединений А1 и Бе, а также гумуса фульватного состава.
Таким образом, в условиях свободного внутреннего дренажа, свойственного А1-Бе-гумусовым подзолам, происходит интенсивное кислотное разрушение минералов, высвобождение элементов, в частности полуторных оксидов, мигрирующих вниз по профилю и осаждающихся в иллювиальном горизонте в виде органоминеральных комплексов. Помимо кислотного гидролиза в таких почвах возможно проявление глеевого процесса как фактора формирования подзолистого горизонта. Как отмечает Ф.Р. Зайдельман [8, 9], обязательным условием проявления глееобразования является наличие кислых, нейтральных или выщелоченных пород и застойно-промывного водного режима. Почвообразующие породы в рассматриваемом регионе представляют собой продукты ледниковой и
послеледниковой трансформации кислых горных пород, и в этом отношении они вполне отвечают условиям, при которых возможно проявление глеевого процесса. С другой стороны, песчаные и супесчаные отложения, на которых формируются А1-Бе-гумусовые подзолы, отличаются промывным водным режимом, что, на первый взгляд, является препятствием для развития глееобразования. Однако в определенные периоды теплой части года - ранней весной - создаются условия застойного характера. В конце апреля - начале мая в оттаявшей части почвенного профиля, в том числе и в подзолистом горизонте, возможно наличие надмерзлотной верховодки, которая создает условия для развития восстановительных процессов. Наблюдения за режимом температуры и влажности почв в лесных биогеоценозах Кольского п-ова [10] показали, что в течение двух-трех недель подобные условия могут иметь место. В течение мая обычно на некоторой глубине удерживается мерзлый слой, а в оттаявшей части профиля влажность значительно превышает показатель предельной полевой влагоемкости.
В то же время, в летние месяцы, при отсутствии мерзлоты, почва характеризуется значительной водопроницаемостью, частые летние осадки способствуют сквозному промачиванию верхней части профиля (включая подзолистый горизонт), которое, как правило, наблюдается во все летние месяцы [11]. Просачивающиеся воды обогащены органическим веществом. Так, по данным Г.И. Ушаковой [11], концентрация углерода в летних лизиметрических водах примерно такая же, что и в весенних и осенних (около 30 мг/л). Эти особенности гидрохимического режима почв способствуют развитию процессов кислотного гидролиза минералов. По-видимому, следует признать, что образование подзолистого горизонта в иллювиально-железистых и иллювиальногумусовых подзолах, генезис которых протекает в условиях достаточной аэрации и в окислительной обстановке, господствующей на протяжении почти всего теплого периода года, обязано совокупному действию кислотного гидролиза и глеевого процесса.
А1-Бе-гумусовые подзолы занимают разные позиции по рельефу и степени увлажнения. Они распространены как в подзоне березовых редколесий, так и в подзоне северотаежных еловых и сосновых лесов. Общим типовым признаком подзолов является более или менее интенсивная аккумуляция гумуса в иллювиальном горизонте, причем содержание его здесь обычно, но не всегда, выше, чем в вышележащем горизонте. В соответствии с «Классификацией и диагностикой почв России» [12] (далее «Классификация») тип подзолов подразделяется на несколько подтипов. В зависимости от содержания гумуса в горизонте ВНБ выделяются подтипы: иллювиально-железистые подзолы (количество гумуса в горизонте В 2-3%) и иллювиально-гумусовые подзолы (5-6%). По-видимому, данные градации содержания гумуса в горизонте ВНБ следует рассматривать как примерные, поскольку промежуточные значения этого показателя (3-5%) не являются диагностическими. Данное подразделение на подтипы имеет целью разграничить почвы с большей или меньшей интенсивностью иллювиально-гумусовой аккумуляции, степень выраженности которой влияет на профильную дифференциацию химического состава, физико-химические и другие свойства почв. Естественно, что в природе вполне возможны почвы с переходным (относительно приведенных градаций) содержанием гумуса в горизонте ВНБ. Совокупность данных по этому признаку свидетельствует, что его распределение носит непрерывный характер.
Другой признак, по которому подразделяется тип подзолов на подтипы, - содержание аморфных соединений А1 и Бе. Верхний предел их содержания в горизонте ВБ иллювиальножелезистых подзолов, согласно «Классификации», должен составлять 1%, а содержание аморфного Бе в том же горизонте иллювиально-гумусовых подзолов - 2-5%. Эти градации часто не совпадают с градациями по содержанию иллювиального гумуса, поскольку подзолы на Кольском п-ове отличаются более богатым, чем в других северных районах, химическим составом, дифференциация аморфных соединений выражена чрезвычайно сильно. Среди иллювиально-железистых почв нередки представители, в иллювиальном горизонте которых содержание аморфного Бе значительно превышает верхний предел (1%). Также неинформативен при подразделении подзолов на подтипы такой показатель, как содержание илистой фракции. Все подзолы крайне бедны илистыми частицами, количество которых обычно не превышает нескольких процентов, что не позволяет использовать этот показатель в диагностических целях. В данной работе для определения подтипов подзолов использовался один критерий - содержание гумуса в иллювиальном горизонте.
Большое влияние на формирование профиля почв оказывают условия увлажнения, которые определяются как почвенными факторами, прежде всего гранулометрическим составом почвообразующих пород, так и внешними факторами: характером рельефа местности и уровнем грунтовых вод. Гранулометрический состав определяет тип водного режима. Почвы на песках и
супесях разного генезиса отличаются промывным водным режимом, обусловленным свободным внутренним дренажем почвенно-грунтовой толщи. Тем не менее, и в таких почвах возможно переувлажнение при высоком уровне грунтовых вод, связанном с близким расположением водоупора (массивных горных пород) или условиями рельефа местности. Важной особенностью переувлажненных песчаных почв является отсутствие признаков оглеения в пределах почвенного профиля. Это связано с тем, что в целом почвообразование в таких почвах протекает в окислительной обстановке, связанной с обогащенностью кислородом поверхностных и грунтовых вод и с колебаниями уровня грунтовых вод.
Тип подзолов (иллювиально-железистых и иллювиально-гумусовых) охватывает почвы, сформировавшиеся в условиях свободного внутреннего дренажа, обусловленного песчаным гранулометрическим составом почвообразующих пород и положением по рельефу: они занимают автоморфные позиции без дополнительного увлажнения (поверхностного или внутрипочвенного), а также трансэлювиальные позиции со слабым дополнительным притоком вод. Тем не менее, и в пределах данного типа возможны вариации условий увлажнения, отражающиеся в характере растительного и почвенного покрова. Иллювиально-железистые подзолы занимают более сухие местоположения под кустарничковыми, кустарничково-лишайниковыми и лишайниковыми сосняками. В более увлажненных местоположениях, в том числе и в плакорных условиях с хорошим увлажнением, развиты иллювиально-гумусовые подзолы преимущественно под кустарничковыми и кустарничково-зеленомошными ельниками. Общим признаком для типичных подзолов является мощность органогенного горизонта, которая обычно не превышает 10 см.
В этом ряду почв, различающихся по степени увлажнения, находится тип почв - торфяно-подзолы, который занимает крайнее положение. Эти почвы также отличаются хорошо выраженным элювиально-иллювиальным перераспределением гумуса и химических элементов, но от типичных подзолов отличаются более мощным (по «Классификации» - 10-50 см) оторфованным
органогенными горизонтом и темной окраской иллювиального горизонта за счет большого количества вмытого гумуса. Эти почвы формируются также на песчаных почвообразующих породах при дополнительном грунтовом увлажнении, которое связано с условиями рельефа. В «Классификации» торфяно-подзолы с названными характеристиками отнесены к торфяно-подзолам глеевым. На Кольском п-ове эти почвы лишены признаков оглеения, поскольку, несмотря на избыточное увлажнение, восстановительные процессы в почвенно-грунтовой толще не являются превалирующими. Возможно, это связано с большой обогащенностью поверхностных вод кислородом, что характерно для северных территорий [13]. В таких условиях название торфяно-подзолов не должно отражать оглеение, которое практически отсутствует. Торфяно-подзолы подразделяются на подтипы: иллювиально-гумусовые, носящие типовые характеристики, и оруденелые, отличающиеся плотным темно-коричневым иллювиальным горизонтом, сильно обогащенным соединениями Бе.
Формирование глееземов в лесной зоне Кольского п-ова происходит на почвообразующих породах более тяжелого, чем пески и супеси, гранулометрического состава - от легких суглинков до глин. Характерной особенностью таких пород является довольно значительное количество в их составе пылеватых частиц. При этом содержание илистой фракции может быть сравнительно невысоким. В этом случае фракции пыли разной размерности являются компонентами, ответственными за затрудненный внутренний дренаж почв, формирующихся на таких породах. Соотношение гранулометрических фракций в глееземах может заметно варьировать, и это является причиной различий профильного распределения основных химических элементов. В профиле иллювиально-железистых глееземов достаточно четко выделяется по морфологическим признакам и по содержанию профилеобразующих элементов ^, А1, Бе) оподзоленный горизонт. Иллювиальная аккумуляция полуторных оксидов, в том числе их аморфных форм, происходит в иллювиальножелезистых глееземах на некоторой глубине, а в глееземах, лишенных оподзоленного горизонта, - в верхней части минерального профиля, в подподстилочном слое. В последнем случае после некоторого максимума их содержание остается примерно на одном уровне до почвообразующей породы.
Тип глееземов подразделяется на подтипы по характеру профильной дифференциации типоморфных элементов, а также по мощности органогенного горизонта. Глееземы типичные отвечают типовым характеристикам. Глееземы торфнисто-перегнойные отличаются присутствием в профиле перегнойного горизонта, обогащенного более или менее разложившимися растительными остатками. В профиле иллювиально-железистых глееземов выделяется оподзоленный горизонт, для
них характерна достаточно четко выраженная профильная дифференциация полуторных оксидов. Как самостоятельный тип выделяются торфяно-глееземы, у которых мощность органогенного горизонта превышает 10 см. По строению профиля они очень близки к типичным глееземам и, особенно, к торфянистым глееземам.
Детальная характеристика состава и свойств почв позволяет выявить различия генетических особенностей, обусловленных влиянием гранулометрического состава и условий увлажнения. Гранулометрический состав наследуется почвой от материнской породы. В процессе почвообразования заметных изменений соотношения основных гранулометрических фракций в почвах не происходит. В А1-Бе-гумусовых подзолах и торфяно-подзолах, для которых характерна интенсивная профильная дифференциация химического состава, изменения содержания тонкодисперсных фракций по профилю обусловлены только природной неоднородностью пород, на которых эти почвы сформировались. Отсутствие дифференциации песчаных подзолов по содержанию илистых и других тонких фракций связано с крайне малым их содержанием. В глееземах, более богатых тонкодисперсным материалом, элювиальные процессы выражены в слабой степени. О различиях гранулометрического состава почв на разных почвообразующих породах можно судить на основе средних данных по всем разрезам (табл. 1). Иллювиально-железистые подзолы на отсортированных породах (флювиогляциальных и морских) отличаются наиболее грубозернистым гранулометрическим составом. Содержание пылеватых частиц в этих почвах достоверно ниже, чем в почвах на моренных отложениях. В то же время, обе эти группы почв (на моренных и отсортированных породах) одинаково бедны илистой фракцией.
Таблица 1
Гранулометрический состав почв, %
Г оризонт п* Песок Пыль Ил
Иллювиально-железистые подзолы на морене
А2 12 82±3 17±3 1±0
В 12 84±2 15±2 1±0
С 12 85±3 15±3 1±0
И ллювиально-железистые подзолы на отсортированных породах
А2 8 89±2 10±2 1±0
В 8 92±2 8±2 1±0
С 8 93±3 6±2 1±0
Иллювиально-гумусовые подзолы на морене
А2 7 80±3 18±3 3±1
В 7 76±3 20±4 2±0
С 7 80±3 18±3 2±0
Г лееземы на суглинистых и глинистых породах
А1В 7 33±6 60±6 9±2
Вg 7 33±7 57±8 9±3
Сg 7 30±6 53±3 16±4
*Число разрезов.
Иллювиально-гумусовые подзолы на моренных отложениях отличаются от иллювиальножелезистых подзолов на таких же породах несколько большим количеством пылеватых частиц, особенно в горизонтах В и С, а также большим содержанием ила, хотя и в этих почвах оно очень низкое. Глееземы на суглинистых и глинистых породах содержат большое количество пылеватых частиц, но количество илистой фракции в них невысокое.
Все почвы, независимо от почвообразующих пород, на которых они сформировались, отличаются богатым химическим составом. Применительно к А№е-гумусовым песчаным почвам это связано с их полимиктовостью, обогащенностью первичными минералами, мало подвергшимся выветриванию в процессе послеледникового гипергенеза и почвообразования. Даже в подзолистом горизонте, в наибольшей степени затронутом элювиальным процессом, содержание SiО2 не превышает 75%, а в горизонте С оно менее 70%. По содержанию макроэлементов подзолы, сформировавшиеся на морских и континентальных осадках легкого гранулометрического состава, довольно близки. Исключение составляют почвы на элювии терских песчаников, в
минералогическом составе которых большой удельный вес занимает кварц. В связи с этим в минеральном профиле этих почв среднее содержание SiО2 составляет более 78%, а другие макроэлементы, кроме К, содержатся в значительно меньшем количестве, чем в подзолах, сформировавшихся на других, более богатых, породах. Наиболее богатым химическим составом отличаются глееземы на морских суглинках и глинах. В большей степени это касается Fe и Mg.
Разные почвы различаются не только по химическому составу в целом, но и по интенсивности проявления элювиально-иллювиального перераспределения отдельных элементов, о чем можно судить по соотношению количества их в иллювиальном и подзолистом горизонтах (табл. 2).
Таблица 2
Отношение содержания элементов в иллювиальном и подзолистом горизонтах
Почвы А12О3 Fe2Оз СаО MgО Р2О5
Подзолы на морене 1.3 1.8 1.1 1.5 2.0
Подзолы на отсортированных породах 1.3 1.6 1.4 1.6 5.5
Подзолы на элювии песчаников 1.0 1.0 0.8 1.2 1.0
Подзолы гумусовые 1.3 3.7 1.2 1.4 4.0
Т орфяно-подзолы 1.2 1.7 1.2 1.2 0.6
Прежде всего, отметим почти полное отсутствие дифференциации химического состава в подзолах на терских песчаниках. В остальных подзолах она в той или иной степени выражена, причем интенсивность ее в разных почвах неодинакова. Особенно большие различия отмечаются в отношении Fe, которое в значительно большей степени, чем А1, подвержено элювиальноиллювиальному перераспределению в почвенном профиле. Наиболее сильно оно проявляется в иллювиально-гумусовых подзолах, где содержание Fe2О2 в иллювиальном горизонте в 3.7 раза выше, чем в подзолистом. В остальных почвах (кроме подзолов на элювии терских песчаников) показатели дифференциации этого элемента примерно одинаковые. Следовательно, в иллювиально-гумусовых подзолах миграция и аккумуляция гумусовых веществ в пределах почвенного профиля осуществляется в большей степени в виде соединений их с Fe. Среди щелочноземельных элементов большей профильной дифференциацией отличается Mg. Различия показателей интенсивности дифференциации в разных почвах этого элемента, так же как и Са, сравнительно небольшие. Довольно значительному перераспределению по профилю подвержено содержание Р, особенно в подзолах на отсортированных породах и в иллювиально-гумусовых подзолах. Совсем не выражено оно в подзолах на элювии терских песчаников, а в торфяно-подзолах содержание Р в подзолистом горизонте значительно более высокое, чем в иллювиальном. Это связано с большой гумусированностью в этих почвах подзолистого горизонта.
Гумусированность минеральных горизонтов нарастает в ряду почв: иллювиально-железистые подзолы - иллювиально-гумусовые подзолы - торфяно-подзолы (табл. 3). Иллювиально-железистые подзолы, сформировавшиеся на разных породах, также различаются по содержанию гумуса в одних и тех же горизонтах и по степени выраженности профильной дифференциации. В подзолах на морене содержание гумуса в иллювиальном горизонте в 2.8 раза выше, чем в подзолистом, а в подзолах на отсортированных породах - лишь в 1.2 раза. Наиболее значительная дифференциация гумуса отмечается в иллювиально-гумусовых подзолах: разница почти 5-кратная.
Таблица 3
Соотношение элементов в чистой золе торфяных почв, % к сумме элементов
Почвы Si А1 Fe Са Mg Р К S
Верховые 13 6 11 48 6 4 1 11
Переходные 17 12 14 40 4 4 1 8
Низинные 20 10 10 36 4 3 1 14
В торфяно-подзолах содержание гумуса в подзолистом горизонте более высокое, чем в иллювиальном горизонте, за счет обогащения его грубогумусным органическим веществом. Об этом свидетельствует высокое содержание в составе гумуса ГК, более чем в 2 раза превышающее количество ФК. Такое соотношение этих групп гумуса характерно для оторфованных подстилок и торфяных почв.
В других почвах соотношение Сгк:Сфк колеблется от 0.7 до 0.9. В профиле глееземов наиболее высоким содержанием гумуса отличается подподстилочный горизонт А1В. Для всех почв примерно в равной степени характерно резкое преобладание ФК в иллювиальном горизонте. Иллювиально-
железистые и иллювиально-гумусовые подзолы достоверно различаются по содержанию гумуса в этом горизонте. Если для подзолистого горизонта это превышение 1.5-кратное, то в иллювиальном горизонте - 4-кратное.
Таким образом, гумусированность и гумусовый профиль почв, сформировавшихся в разных по увлажнению условиях и на разных почвообразующих породах, может иметь диагностическое значение при определении типов и подтипов подзолистых почв.
Торфяные почвы, как и подзолистые, широко распространены на территории Кольского п-ова. Их генезис связан с условиями минерального питания растений-торфообразователей. В большой степени химический состав торфяных почв обусловлен присутствием или отсутствием в ботаническом составе торфов, слагающих эти почвы, низкозольных остатков растений, произраставших в условиях атмосферного минерального питания [14], прежде всего остатков большинства видов сфагновых мхов. Наиболее распространены торфяные почвы переходных и низинных болот. На обширных аккумулятивных равнинах, особенно в восточной части Мурманской области, распространены болота аапа-типа, характерной особенностью которых является ясно выраженный грядово-мочажинный микрорельеф. При этом мочажины сложены преимущественно эутрофным, а чаще мезотрофным торфом, а гряды - олиго-мезотрофным торфом [15]. По мелиоративным характеристикам эти почвы наиболее удобны для сельскохозяйственного освоения. Почвы же верховых болот, торф которых состоит преимущественно из остатков сфагновых мхов, как правило, не подвергаются освоению.
Почвы болотного типа формируются в условиях избыточного увлажнения в пониженных равнинных и слабо покатых местах, где создаются условия для заболачивания и торфообразования. Образование торфяных болот может протекать двумя путями: при заторфовывании водоемов и в результате заболачивания суши [16]. Первый путь образования торфяных болот был характерен для голоцена, когда в многочисленных водоемах происходило интенсивное накопление органоминеральных осадков, а также остатков болотной растительности, развивающейся в связи с уменьшением глубины водоемов. Постепенно такие водоемы превращались в торфяные болота.
Другой путь образования торфяных болот - заболачивание суши - представляет собой «сложный, внутренне противоречивый процесс, в основе которого лежит нарушение связей и взаимодействия между компонентами лесной или луговой экосистемы под влиянием гипертрофии водного компонента» [14, с. 16]. Процесс заболачивания суши протекает в тесной связи с физикогеографическими условиями территории: рельефом, характером внутрипочвенного и поверхностного стока, водопроницаемостью грунтов, криогенным фактором - наличием или отсутствием вечной мерзлоты, глубиной промерзания грунтов [17].
В болотоведении термином «болото» обозначается «экологическая система, возникающая и развивающаяся в условиях постоянного или периодического изобилия влаги и дефицита кислорода, характеризующаяся заторможенным обменом веществ и, как правило, накоплением торфа» [14, с. 6]. Важнейшим признаком болота является накопление торфа, хотя в отдельных случаях (например, в затопляемых поймах) торфяные отложения могут и не образовываться.
Результатом развития болотного процесса на данной территории является образование торфяной залежи той или иной мощности. Верхняя часть торфяной залежи, испытывая переувлажнение, в течение вегетационного периода может находиться в зоне аэрации, когда грунтовые воды опускаются на некоторую глубину от поверхности болота. В этой части торфяника возможно протекание почвообразовательных процессов, связанных с проявлениями биологической активности. В связи с этим слой торфяника до глубины 40-50 см принято считать почвой [14, 18]. В то же время более глубокие слои торфяника, законсервированные в результате постоянного анаэробиозиса, тоже когда-то выходили на дневную поверхность и представляли собой почву. По-видимому, можно согласиться с Д.А. Герасимовым [19], который считал нижние слои торфяной залежи ископаемой почвой.
Почти на всей территории восточной части Северной Фенноскандии, куда входит и Мурманская область, четвертичные породы представлены в основном песками и супесями, отличающимися большой водопроницаемостью. В таких условиях заболачивание территории связано не с гранулометрическим составом подстилающих пород, а с характером рельефа, обусловливающего режим грунтовых вод.
Зольность торфов является важнейшей характеристикой, поскольку от содержания минеральной части зависят запасы в торфяных почвах химических элементов, в том числе и в формах, доступных растениям. При рассмотрении зольного состава торфов более целесообразно и
корректно использовать данные, характеризующие элементный состав (не оксиды элементов, как принято при обсуждении данных валового состава минеральных почв). В табл. 3 представлено соотношение элементов в чистой золе торфяных почв разного генезиса.
В верховых почвах около половины минерального состава приходится на Са. По мере снижения содержания в торфе остатков сфагновых мхов (от верховых торфов к низинным) относительная доля Са закономерно уменьшается. Это снижение одного из преобладающих элементом компенсируется увеличением доли другого элемента, второго по значению - Si. В отношении других элементов, даже тех из них, содержание которых составляет более 10% от суммы элементов, изменение относительной доли их в связи с изменением ботанического состава торфов выражено в меньшей степени. Таким образом, генетические различия торфяных почв, обусловленные ботаническим составом слагающих их торфов, подтверждаются различиями соотношения двух основных элементов, на долю которых приходится от 56 до 61% минерального состава золы. В почвах верховых болот соотношение абсолютных значений содержания Са^ составляет 4.2±1.3, в почвах переходных болот - 2.4± 1.1, в почвах низинных болот - 1.5±0.4. Данный показатель может служить диагностическим признаком трофности торфов.
Таким образом, торфяные почвы достаточно четко подразделяются на типовом и подтиповом уровне в зависимости от ботанического состава, определяющего химический состав и физикохимические свойства.
В связи со сложным рельефом местности большей части территории Кольского п-ова почвенный покров ее характеризуется большой сложностью и комплексностью. Распределение почв разных типов на местности обусловлено сочетанием факторов, важнейшими из которых являются рельеф и степень увлажнения. Эти факторы взаимосвязаны, поскольку под влиянием рельефа происходит распределение внутрипочвенных и поверхностных вод в почвенно-грунтовой толще и формируется определенный тип водного режима.
Классификация почв лесной зоны Кольского п-ова, представленная в работах предшествующих лет [2, 20], требует уточнения в связи с новыми представлениями, обобщенными в «Классификации и диагностике почв России» [12]. Эта классификация включает систему таксономических единиц, центральной из которых является тип почв. Тип характеризуется единой системой почвенных горизонтов и общностью свойств, сформировавшихся под влиянием сходных режимов и процессов почвообразования. Подтип - таксономическая единица в пределах типа, отражающая различия почвенных горизонтов, связанных с модификациями наиболее существенных процессов. Чаще всего подтип представляет собой переходное звено между типами. Более мелкие таксоны отражают изменчивость отдельных почвенных характеристик (состав поглощающего комплекса, химизм засоления, гранулометрический состав) и степень выраженности этих свойств.
Типы почв объединяются в надтиповые группировки: отделы, стволы. Все многообразие почв лесной зоны Кольского п-ова охватывается двумя стволами почв: стволом постлитогенных почв и стволом органогенных почв.
Ствол постлитогенных почв включает почвы, образование которых идет на уже сформировавшейся почвообразующей породе без дополнительного поступления свежего минерального материала. В составе этого ствола выделяется отдел альфеугумусовых почв, охватывающих типы почв, главным признаком которых является иллювиальная аккумуляция алюмо-железо-гумусовых комплексных соединений, формирующих специфический А№е-гумусовый горизонт. Типы подзолов и торфяно-подзолов, имеющие профиль с одинаковым набором генетических горизонтов, различаются по мощности органогенного горизонта. В типе подзолов выделяются подтипы иллювиально-железистых и иллювиально-гумусовых подзолов, которые различаются по интенсивности аккумуляции гумуса в иллювиальном горизонте. Тип торфяно-подзолов также подразделяется на подтипы: иллювиально-гумусовые, характеризующиеся
признаками типа, и оруденелые, отличающиеся сцементированностью иллювиального горизонта, сильно обогащенного фульватами Fe.
Почвы, сформировавшиеся на породах тяжелого гранулометрического состава и отличающиеся затрудненным внутренним дренажем, составляют отдел глееземов. Главной отличительной особенностью этих почв являются хорошо морфологически выраженные признаки глеевого процесса, начиная с иллювиального горизонта. Подразделение глееземов на подтипы связано с присутствием в их профиле оподзоленного или перегнойного горизонтов, а также с мощностью органогенного горизонта. Последний признак также является основанием для выделения отдельного типа - торфяно-глеезема.
Ствол органогенных почв включает почвы, профиль которых состоит из органического материала - торфа. Торфяные почвы составляют отдел в этом стволе и делятся на 3 типа: 1) торфяные олиготрофные (верховые), 2) торфяные эутрофные (евтрофные, низинные) и 3) сухоторфяные. Эутрофные болота под травянистой растительностью с большим участием гипновых мхов развиваются в пониженных прирусловых частях долин и на приозерных террасах [2]. Обширные плоские впадины обычно заняты переходными (остаточно-низинными) болотами, близкими по стратиграфии и растительному покрову к типу «аапа». Они характеризуются чередованием мочажин, сложенных низинными торфами, и вытянутых невысоких (до 1 м) гряд, верхняя часть которых представлена верховыми олиготрофными торфами. Типичные верховые болота, сложенные на большую мощность олиготрофными сфагновыми торфами, встречаются редко, они занимают небольшие возвышенные участки среди переходных болот. Сухоторфяные почвы занимают ограниченные площади и приурочены к выходам на поверхность коренных пород, не прикрытых рыхлыми отложениями. Они сосредоточены в основном в лесотундре и тундре. Сухие торфяники могут включать ядра многолетнего льда [16]. Торфяные эутрофные почвы, в целом сложенные низинными торфами, могут содержать, особенно в верхних слоях, некоторое количество растительных остатков олиготрофного происхождения. Эти почвы могут быть отнесены к подтипу обедненных (мезотрофных) почв, входящих в тип эутрофных почв.
Классификационная схема, охватывающая минеральные и торфяные почвы лесной зоны Кольского п-ова, представлена в табл. 4.
Таблица 4
Классификация почв лесной зоны Кольского п-ова
Отдел Тип Подтип
Ствол - постлитогенные
А№ е-гумусовые Подзолы Иллювиально-железистые
Иллювиально-гумусовые
Т орфяно-подзолы Иллювиально-гумусовые
Оруденелые
Г лееземы Г лееземы Иллювиально-железистые
Торфянистые
Т орфянисто-перегнойные
Типичные
Т орфяно-глееземы Типичные
Ствол - органогенные
Торфяные Торфяные олиготрофные Типичные
Торфяные эутрофные Обедненные (мезотрофные)
Типичные
Эта схема отражает все типы и подтипы почв. Можно предполагать, что более детальные географо-генетические исследования откроют новые типы почв, не входящие в представленную классификацию. Возможно, такие почвы могут быть связаны с породами, редко встречающимися на Кольском п-ове, например, аллювиальными отложениями. Подобные почвы описаны в Северной Норвегии, в долине р. Тана [21]. Там они сформировались как на песчаных, так и на суглинистых отложениях. Заслуживают более детального генетического изучения полугидроморфные почвы, связь их режимов с условиями увлажнения.
Заключение
А1-Ре-гумусовое почвообразование протекает на породах с хорошим внутренним дренажем. В зависимости от гранулометрического состава и увлажнения, обусловленного характером рельефа и возможностью дополнительного притока влаги, приводит к формированию спектра почв, различающихся по степени проявления элювиально-иллювиальной дифференциации химического профиля, мощности органогенного горизонта и всей почвенной толщи, гумусированности подзолистого и иллювиального горизонтов. Все эти почвы, вне зависимости от принадлежности к тому или иному типу или подтипу, составляют единый генетический ряд от ксероморфных иллювиально-железистых подзолов до полугидроморфных торфяно-подзолов.
Развитие глеевого процесса обусловлено затрудненным внутренним дренажем почвенногрунтовой толщи, связанным с особенностями гранулометрического состава, главным образом содержанием большого количества пылеватых частиц при сравнительно небольшом количестве илистой фракции.
Болотные почвы сформировались на торфяниках разного происхождения, их состав и свойства зависят от ботанического состава торфов, главным образом от наличия или отсутствия в составе торфов остатков сфагновых мхов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лаврова М.А. Четвертичная геология Кольского полуострова. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1960. 233 с. 2. Белов Н.П., Барановская А.В. Почвы Мурманской области. Л.: Наука, 1969. 148 с. 3. Пономарева В.В. Материалы по изучению органического вещества в почвах Хибинского массива // Тр. Кольской базы АН СССР. М., Л., 1940. Вып.5. С. 5-30. 4. Пономарева В.В. К познанию гумусо-иллювиального подзолообразовательного процесса // Уч. записки ЛГУ. Серия биол. наук, 1951. Вып. 27, № 140. С. 30-68. 5. Пономарева В.В. Теория подзолообразовательного процесса. М.; Л.: Наука, 1964. 378 с. 6. Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 268 с. 7. Манаков К.Н., Никонов В.В. Биологический круговорот минеральных элементов и почвообразование в ельниках Крайнего Севера. Л.: Наука, 1981. 195 с. 8. Зайдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. М.: Наука, 1974. 208 с. 9. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М.: Изд-во МГУ, 1998. 316 с. 10. Семко А.П. Гидротермический режим почв лесной зоны Кольского полуострова. Апатиты: Изд. Кольского филиала АН СССР, 1982. 142 с. 11. Ушакова Г.И. Биогеохимическая миграция элементов и почвообразование в лесах Кольского полуострова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1997. 150 с. 12. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с. 13. Моисеенко Т.И. Пресноводные экосистемы // Экология и охрана природы Кольского полуострова: Изд. КНЦ РАН, 1994. С. 104-115. 14. Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. М.: Наука, 1985. 152 с. 15. Кузнецов О.Л. О развитии аапа болот Северной Карелии // Болота Европейского Севера СССР. Петрозаводск: Карелия, 1980. С. 92-103. 16. Пьявченко Н.И. Бугристые торфяники. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 280 с. 17. Ефимов В.Н. Торфяные почвы и их плодородие. Л.: Агропромиздат, 1986. 264 с. 18. Скрынникова И.Н. Почвенные процессы в окультуренных торфяных почвах. М., 1961. 248 с. 19. Герасимов Д.А. О принципах классификации, разведки и картирования торфяных отложений // Почвоведение. 1937. № 5. С. 643-646. 20. Полынцева О.А. Почвы юго-западной части Кольского полуострова. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1958. 152 с. 21. Антропогенное изменение подзолистых почв Северной Фенноскандии / В.Н. Переверзев, Т.Е. Свейструп, М.С. Стрелкова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2002. 164 с.
Сведения об авторе
Переверзев Владимир Николаевич - д.с.-х.н., профессор, зав. лабораторией почвоведения, e-mail: [email protected]
