CC BY
41
УДК: 631.4
Бажина Н.Л.1, Ондар Е.Э.2, Очур К.О.1, Дергачева М.И.13
1Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г Новосибирск E-mail: [email protected], E-mail: [email protected], E-mail: [email protected] 2Тувинский государственный университет, г Кызыл E-mail: [email protected] Национальный исследовательский Томский государственный университет
состав гумуса горно-тундровых почв западной части тувы
Показаны особенности состава гумуса горно-тундровых почв в зависимости от положения по отношению к леднику, сформированные в разных экологических условиях западной части Тувы.
Ключевые слова: состав гумуса, горно-тундровые почвы, экологические условия формирования, западная часть Тувы.
Как известно, гумус, являющийся одним из важных компонентов почвы, обладает свойствами сенсорности и рефлекторности составляет «память» почвы [1]. Согласно М.И. Дергачевой [2], гумус представляет собой открытую природную систему гумусовых веществ, которая формируется по законам термодинамики и способна к саморегуляции и самовосстановлению. Система гумусовых веществ отображает особенности развития почвы под действием природных условий в момент их формирования, и соотношение ее компонентов позволяет фиксировать стадии развития почв и экологические условия их образования [3]. В то же время гу-миновые кислоты, как один из компонентов гумуса, имеют аккумулятивный характер, в силу чего они не мигрируют в пределах профиля и в ландшафте, а накапливаются на месте своего образования [4].
В настоящее время имеется ограниченное число материалов по характеристике состава гумуса и гумусовых профилей почв западных районов Тувы [5]-[7], но ни в одной из работ не представлен анализ состава гумуса почв юго-западной части Тувы, которая отличается суровым климатом и разнообразием сочетанием экологических условий развития почв. Одним из районов этой территории является горный массив Монгун-Тайга, где преобладают мало изученные горно-тундровые почвы, распространенные под разной тундровой растительностью, на разных элементах геоморфологического профиля, на склонах разной экспозиции. Для того чтобы представить все разнообразие горно-тундровых почв были заложены ключевые участки Монгун-Тайга I и II,
которые, согласно В.А. Носину [8], относятся к Монгун-Тайгинскому высокогорному тундрово-лугово-степному округу Монгун-Тайгинскому району. Они расположены в самой крайней юго-западной части Тувы, являющейся орографическим узлом на стыке горных систем Алтая, Западного Саяна и Западного Тану-Ола.
На горном массиве Монгун-Тайга преобладают альпийские формы рельефа, также отмечается современное оледенение и повсеместно распространены следы предыдущего обширного оледенения в виде наличия морен. Растительность и почвы соответствуют высокогорным условиям формирования. Здесь на высотах 2800-3000 м преобладают каменистые травянисто-лишайниково-дриадовые горные тундры со слаборазвитыми почвами, тогда как на высоте 2400-2800 м широко распространены травянисто-мохово-кустарниковые тундры с перегнойными или дерновыми горно-тундровыми почвами [9].
По природным условиям массив Монгун-Тайга отличается резко континентальным климатом, продолжительной холодной зимой (средняя температура января достигает -29... -37 °С) и очень коротким холодным летом (средняя температура июля колеблется в пределах + 10.0 °С). Среднегодовая температура воздуха составляет -4.-6 °С, сумма 1 >10 °С не достигает 800 °.
Для этой территории характерны сильные ветры (которые наблюдаются с конца марта до середины ноября), а также, несмотря на небольшое количество осадков, высокая степень увлажнения из-за меньшей испаряемости влаги в условиях пониженной температуры воздуха,
что обусловливает обилие влаги и заболоченность пояса высокогорья [10].
Изученные горно-тундровые почвы на ключевом участке Монгун-Тайга-1 на склоне северо-восточной экспозиции представлены разрезами 1-5, сформированными под лишайниково-кобрезиево-дриадовой тундрой, на склоне северо-западной экспозиции - разрезами 6-9 под травянисто-мохово-кустарниковой тундрой. Ключевой участок Монгун-Тайга-П отличается от предыдущего более высокими
абсолютными отметками над уровнем моря и близким расположением к леднику. На этом участке было заложено 3 почвенных разреза на склоне северной экспозиции, вскрывающих слаборазвитые горно-тундровые почвы, сформированные на участках каменистой травянисто-лишайниково-дриадовой растительности.
В целом, ключевые участки характеризуются суровым климатом, присущим для высокогорий. Различие условий их развития обуслов-
Таблица 1. Состав гумуса горно-тундровых почв горного массива Монгун-Тайга
Положение по катене Глубина, см Собщ. Хгк ГК I I ГК II I ГК III Хфк ФК 1а % к Хфк Сгк:Сфк
% к Хгк
Монгун-Тайга I
Склон северо-восточной экспозиции
1, Эль 0-2 12,49 20,12 60,04 9,19 30,77 29,93 6,88 0,67
2-6 4,46 19,83 45,94 23,20 30,86 30,09 7,24 0,66
2, Транс 1 0-2 8,33 23,91 61,23 11,13 27,65 28,42 7,60 0,84
2-6 6,94 14,46 54,98 14,80 30,29 37,06 6,66 0,39
3, Транс 2 0-5 6,66 18,41 40,19 24,61 35,25 27,62 7,93 0,67
4, Транс 3 0-2 13,20 22,93 46,14 24,68 29,21 22,49 8,18 1,02
2-6 9,30 20,28 44,42 23,77 31,76 25,09 9,49 0,81
6-10 7,72 17,63 14,58 60,24 25,18 26,95 11,02 0,65
5, Ак 0-2 6,47 22,51 36,87 27,54 35,58 31,07 7,24 0,72
2-6 6,12 22,04 20,96 43,92 35,07 31,20 7,05 0,71
Склон северо-западной экспозиции
6, Эль 0-2 11,09 21,90 38,22 20,59 41,19 31,68 7,51 0,69
2-6 8,71 20,83 39,99 17,47 42,53 32,28 8,40 0,65
6-10 8,66 19,18 42,80 14,18 43,01 29,10 9,07 0,66
7, Транс 1 0-5 12,06 27,47 28,90 41,03 30,07 25,97 45,36 1,06
5-10 11,76 22,55 34,19 30,64 35,17 30,12 36,22 0,75
10-17 8,06 21,32 31,24 35,46 33,35 30,13 31,43 0,71
8,Транс 2 0-3 7,77 19,14 35,16 32,45 32,39 28,46 32,47 0,67
3-6 3,70 14,95 44,55 15,65 39,73 28,49 31,38 0,52
9, Ак 0-5 8,99 29,60 43,65 19,86 36,48 32,51 7,35 0,91
5-10 7,45 28,01 44,48 22,38 33,13 30,68 7,82 0,91
10-15 6,15 25,53 45,79 25,97 28,24 31,02 8,80 0,82
15-20 5,87 25,49 44,64 27,11 28,25 30,44 7,82 0,84
20-25 5,59 24,32 44,86 30,26 24,88 31,54 7,70 0,77
25-31 3,05 19,21 55,65 13,33 30,97 35,61 10,19 0,54
31-36 2,84 18,28 55,96 14,61 29,43 36,40 10,74 0,50
36-41 2,43 17,21 48,23 20,86 30,91 37,12 9,91 0,46
41-46 0,95 14,88 43,82 27,02 29,17 35,47 19,59 0,42
46-51 0,96 12,59 48,77 31,53 19,70 29,03 21,60 0,43
Монгун-Тайга II
Склон северной экспозиции
1, Эль 0-3 0,95 13,4 48,51 11,94 39,55 33,6 9,82 0,40
3-15 0,72 9,3 34,41 22,58 43,01 25,8 11,63 0,36
15-31 0,31 8,7 32,18 28,74 39,08 26,3 19,01 0,33
2, Транс 1 0-8 2,98 22,0 29,54 25,91 44,54 34,6 8,38 0,64
8-20 0,81 20,1 21,39 38,31 40,30 40,3 17,12 0,50
3, Транс 2 0-12 5,03 24,4 43,85 25,50 31,15 37,1 6,74 0,66
12-22 1,67 17,2 28,49 30,81 40,70 31,4 8,28 0,55
«Проблемы экологии Южного Урала»
ливается положением по отношению к леднику, абсолютной высотой местности и экспозицией склонов.
Для анализа почвенные образцы отбирались подробной сплошной колонкой по 5-10 см и меньше в пределах видимых границ горизонтов. Такой отбор образцов позволяет аналитическими методами более детально, чем это делалось ранее, выявить особенности состава гумуса изученных почв.
Состав гумуса изучался по методике Пономаревой-Плотниковой в модификации 1968 г.
Слаборазвитые горно-тундровые почвы ключевого участка Монгун-Тайга-1, расположенные на склоне северо-восточной экспозиции и сформированные под лишайниково-кобрезиево-дриадовой растительностью, имеют небольшую мощность почвенного профиля. Они отличаются высоким содержанием общего органического углерода (Собщ), которое колеблется от 13,2 до 4,5% (табл. 1).
В этих почвах отмечается невысокая доля гуминовых кислот, которая лежит в пределах 14-24%. Среди гуминовых кислот преобладают бурые их формы, количество которых в некоторых разрезах достигает почти половину от содержания этого компонента, а также ГК фракции 3, которая в большинстве случаев превышает 30% от суммы ГК. Доля фульвокислот преобладает в составе гумуса над гуминовыми кислотами, составляет 22-37% (содержание их увеличивается книзу), в связи с этим величина Сгк:Сфк колеблется в среднем в пределах 0,4-0,8. Тип гумуса во в большинстве почв - гуматно-фульватный и только в единичных случаях может быть отнесен к фульватному типу.
На склоне северо-западной экспозиции горно-тундровые почвы под травянисто-мохо-во-кустарниковой растительностью, как и предыдущие разрезы этого ключевого участка, имеют небольшую мощность, за исключением расположенных в аккумулятивной позиции, Они характеризуются высоким содержанием Собщ., которое постепенно снижается вниз по профилю в среднем от 12% до 4%.
Общее содержание гуминовых кислот в составе гумуса превышает 14%, составляя не более 30% от Собщ Среди них преобладают бурые фракции, в большинстве случаев достигаю-
щие половины от их общего содержания, и как в предыдущем случае количество ГК фракции 3 высоко и превышает 30%. Фульвокислоты преобладают в составе гумуса. Подвижные их формы (фр. 1а), как это типично для всех тундровых почв, постепенно накапливаются в нижних горизонтах профиля. Тип гумуса -гуматно-фульватный.
В целом, горно-тундровые почвы, развитые на склонах разной экспозиции в пределах одного ключевого участка, отличаются повышенным содержанием общего органического углерода, преобладанием фульвокислот над гуминовым кислотами и гуматно-фульватным типом гумуса. Величина Сгк:Сфк составляет, как правило, 0,4-0,9, только в единичных случаях превышая единицу.
Горно-тундровые почвы, вскрытые разрезами 1СК-3СК, имеют мощность почвенного профиля не более 30 см и различаются положением по отношению к леднику. Почва разреза 1СК приурочена к верхней части геоморфологического профиля, имеет очень низкое содержание Собщ. (не превышающее 1%) и гуминовых кислот (8-13%). Среди последних преобладают ГК фракций 1 и 3 (табл. 1).
В разрезе наблюдается уменьшение по профилю общего количества фульвокислот, в которых доля фк. 1а в этом направлении увеличивается. Гумус относится к фульватному типу: С :С, не превышает 0,4.
гк фк
В отличие от описанного выше разреза, горно-тундровые почвы этого ключевого участка, расположенные в транзитной позиции геоморфологического профиля, отличаются высоким содержанием Собщ. В верхнем горизонте (3-5%), более высокой долей в гумусе гуми-новых кислот, и, что особенно важно отметить, высокую долю среди гуминовых кислот третей их фракции и значительным преобладанием в составе гумуса фульвокислот. Тип гумуса -фульватный.
Рассматриваемые горно-тундровые почвы последнего ключевого участка, в отличие от первого, характеризуются меньшими величинами содержания общего органического углерода, но высокими долями фульвокислот в составе гумуса, что свойственно почвам, находящимся относительно близко к леднику и формирующимся при длительном влиянии мерзлоты.
Таким образом, горно-тундровые почвы западной части Тувы в зависимости от положения к леднику имеют различия в составе гумуса,
которые проявляются в общем содержании последнего, соотношении компонентов гумино-вых кислот к фульвокислотам, и типе гумуса.
11.09.2015
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ: Грант 14-04-32354 мол_а
Список литературы:
1. Дергачева М.И. Гумусовая память почв // Память почв: Почва как память биосферно_геосферно_антропосферных взаимодействий - М.: Изд_во ЛКИ, 2008. - С. 530-560.
2. Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние., 1989. - 110 с.
3. Дергачева М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние., 1984. - 155 с.
4. Дергачева М.И. Археологическое почвоведение. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. - 228 с.
5. Ондар Е.Э., Бажина Н.Л. Гумусовые профили некоторых почв Алашского нагорья (Западная Тува) // Материалы XI Убсу-нурского международного симпозиума «Экосистемы Центральной Азии: исследования, сохранение, рациональное использование». - Кызыл: РИО Тувинского государственного университета, 2012. - С. 168-171.
6. Каллас Е.В., Быкова М.А. Гумус почв Западно-Тувинской котловины // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: сборник материалов V Международной научной конференции, посвященной 85-летию кафедры почвоведения и экологии почв ТГУ (7-11 сентября 2015 г., Томск, Россия). - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2015.- С. 14-20.
7. Быкова М.А., Каллас Е.В., Соловьева Т. п. Современное состояние сухостепных почв Западно-Тувинской котловины // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: сборник материалов V Международной научной конференции, посвященной 85-летию кафедры почвоведения и экологии почв ТГУ (7-11 сентября 2015 г., Томск, Россия). - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2015.- С. 41-44.
8. Носин В.А. Почвы Тувы. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 342 с
9. Петров Б.Ф. Почвы Алтае-Саянской области. М., 1952 а. - 247 с.
10. Ефимцев Н.А. Климатический очерк // Природные условия Тувинской автономной области. М.: Изд-во АН СССР, 1957.
Сведения об авторах:
Бажина Наталья Леонидовна, младший научный сотрудник Института Почвоведения и Агрохимии СО РАН;
специальность почвоведение - 03.02.13 630090 г Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, тел.: (383) 363-90-18, e-mail: [email protected]
Очур Ксения Олеговна, научный сотрудник Института Почвоведения и Агрохимии СО РАН; кандидат биологических наук, специальность почвоведение - 03.02.13 630090 г Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, тел.: (383) 363-90-18,
e-mail: [email protected]
Ондар Елена Эрес-ооловна, доцент кафедры общей биологии Тувинского государственного университета; кандидат биологических наук, специальность почвоведение - 03.02.13 667000 г Кызыл, ул. Ленина, 36, тел.: 8(39422) 2-43-11, e-mail: [email protected]
Дергачева Мария Ивановна, главный научный сотрудник Института Почвоведения и Агрохимии СО РАН, профессор кафедры почвоведения и экологии почв Томского государственного университета, доктор биологических наук, профессор, специальность почвоведение - 03.02.13 630090 г Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, д. 8/2, тел.: (383)222-54-15,
e-mail: [email protected]
