CC BY
76
УДК 631.4 М.И. Дергачева, Е.Э. Ондар, Е.В. Каллас
СПЕЦИФИКА ГУМУСА ПОЧВ УБСУНУРСКОГО БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА
Дается анализ материалов изучения гумуса почв ряда кластерных участков Убсунурского биосферного заповедника. Показано, что состав гумуса горизонта А почв Тувы, формирующихся в резко различающихся условиях - от горной тундры до остепненных полупустынных ландшафтов - имеет сходство с гумусом аналогичных почв экстраконтинентальных районов юга Сибири, но каштановые почвы, широко распространенные на территории Убсунурской котловины, отличаются от почв аналогичного типа других котловин Тувы большей фульватностью гумуса. Изученные почвы обладают определенной специфичностью гумусовых профилей, которые фиксируют полигенетичность почв, обусловленную историей ее развития, связанной с эволюцией условий почвообразования.
Ключевые слова, состав гумуса, гумусовые профили, почвы, Убсунурский биосферный заповедник, Тува.
M.I. Dergacheva, E.E. Ondar, E.V. Kallas THE SPECIFICATION OF THE SOIL HUMUS OF THE UBSU-NUR BIOSPHERE RESERVE
The analysis of the materials study soil humus of the line cluster lots in the Ubsunur biosphere reserve is represent. The humus composition in the horizon A of the soils by Tuva, which are formed in the strongly different conditions - from mountainous tundra to steppe semi-desert landscapes - has likeness with humus of the analogous of the extra-continental region of the south Siberia. However, chestnut soils, which are wide-spread on the territory Ubsunur hollow to differ from the analogous soils of the others Tuva hollows by more humus fulvatic. The studied soils possess definite specification of the humus profiles, which to fix soil polygenesis be conditioned by history of the soil formation and evolution of the soil formation conditions.
Key words, the humus composition, the humus profiles, soils, the Ubsunur biosphere reserve, Tuva.
Введение. В последние 2-3 десятилетия изучение почв в Убсунурском заповеднике было очень активным. В рамках эксперимента «Убсу-Нур» были достаточно подробно изучены условия почвообразования, высотно-поясные закономерности распространения и свойства почв, почвенная фауна и процессы трансформации растительного вещества, поведение макро- и микроэлементов и многое другое, что отражает специфику почв и почвообразования в Убсунурской котловине и окаймляющих ее горах. В процессе изучения почв и почвообразования затрагивались и вопросы, связанные с гумусообразованием, гумификацией и орга-но-минеральными взаимодействиями, но, к сожалению, большинство публикаций не содержат конкретных сведений о гумусе почв Убсунурской котловины и окаймляющих их гор, а представляют тезисное описание материалов, выводы, обобщения [1-6]. Конкретных полноценных материалов по составу гумуса опубликовано немного [7-10]. В этих работах представлен состав гумуса верхней (не более 50 см) толщи профилей и только один разрез характеризует метровую толщу почвы [8]. В них приводятся в общей сложности характеристики 17 разрезов. Почти все из них характеризуются по усредненным из генетических горизонтов образцам. Это не дает возможности рассматривать эволюцию, стадийность развития почв и условий почвообразования, которые отражаются в их гумусовых профилях [11-13], что предусматривает подробный, послойный, в пределах границ генетических горизонтов каждые 5-10 см или менее отбор образцов.
Получение информации о былых стадиях почвообразования или о колебаниях экологических условий формирования почв особенно ценно, поскольку почвы Тувы (в том числе Убсунурской котловины) с точки зрения эволюции природных условий и стадийности их формирования не изучались. В литературе нет сведений о наличии реликтовых признаков, связанных с гумусом, и вопрос о полигенетичности почв с этих позиций не обсуждался. В начале текущего века начались систематические исследования гумуса почв Тувы с позиций эколого-эволюционного направления в изучении гумусо- и почвообразования. Часть материалов опубликована [10; 14-17].
Настоящая публикация посвящена анализу специфики гумуса почв некоторых кластерных участков Убсунурского биосферного заповедника на уровне состава гумуса гумусовой толщи и гумусовых профилей.
Объекты и методы исследований. Изучение особенностей состава гумуса и гумусовых профилей почв на территории Убсунурского биосферного заповедника было проведено на кластерных участках, выделенных в рамках эксперимента «Убсу-Нур»: Цугер-Эллис, Ончалан, Чоогей, Ямаалыг, Арысканныг, а также
Кара-Холь. Подробные характеристики кластерных участков и почв, расположенных на них, приводятся в многочисленной литературе, посвященной эксперименту Убсу-Нур [18-26].
Состав гумуса почв изучался по методу В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой [27], так как он позволяет получать наиболее информативные и репрезентативные материалы [28]. Гумусовые профилеграммы представлены и описаны согласно предложениям, имеющимся в работах М.И. Дергачевой [11] и Е.В. Каллас [12].
Результаты исследований и их обсуждение. В пределах ключевого участка Арысканныг, который расположен на южных склонах хребта Танну-Ола, окаймляющего Убсунурскую котловину в бассейне реки Ары-сканныг-Хем, от подножья к вершине заложена серия разрезов, представляющих последовательно ландшафты от опустыненных степей до высокогорной тундры и вскрывающих бурые полупустынные, горнолуговые черноземовидные и горно-тундровые остепненные почвы. Состав гумуса верхней толщи этих почв мощностью до 20 см приводится в таблице.
Анализ данных показывает, что горно-тундровые почвы отличаются небольшой мощностью гумусовоаккумулятивного горизонта, повышенным содержанием общего органического углерода (Собщ), фульватным типом гумуса, в котором фульвокислоты (ФК) преобладают над гуминовыми кислотами (ГК) в среднем на четверть от их содержания (табл.). Для них характерно также преобладание подвижной фракции гуминовых кислот во всем профиле на фоне близких в целом колебаний с глубиной гуминовых кислот фракций 2 и 3 (ГК, связанных с кальцием и глинными минералами соответственно), а также увеличивающейся книзу профиля долей фульвокислот, в том числе их свободных форм (фр. 1а).
Сравнение состава гумуса почв, формирующихся в условиях тундры на Европейской территории России (ЕТР) и в аналогичных почвах других экстрааридных регионов юга Сибири, по соотношению в нем основных компонентов показало, что отношение Сге:Сфк существенно ниже в почвах ЕТР и близко в почвах, схожих по климатическим особенностям регионов, таких, как Забайкалье, Юго-Восточный Алтай (рис. 1).
Горно-тундровые Каштановые
Рис. 1. Сравнение почв Тувы, других регионов юга Сибири и ЕТР по соотношению основных компонентов гумуса (Сгк'-Сф)
Горно-луговые черноземовидные почвы (р. 72) и близкие к ним горно-луговые остепняющиеся почвы (р. 70) отличаются очень высоким содержанием Собщ., на 20-25% преобладанием ГК относительно ФК и соответственно превышающими 1,0 абсолютными величинами Сге:Сфк (1,33-1,47 - в первых и 1,00-1,34 - во вторых), высокой долей гуминовых кислот, среди которых существенно преобладают бурые их формы (фр. 1), достигающие 60% и более от их общего содержания, а также ГК фр. 3, доля которых составляет не менее 20% (табл.).
Бурые полупустынные почвы отличаются в абсолютном большинстве случаев преобладанием фуль-вокислот (или равными их количествами с ГК), составом гумуса с низкой (как правило, менее 20%) долей ГК, среди которых преобладает фр. 3 (наиболее прочно связанные с глинными минералами). Бурые гуминовые кислоты (фр. 1) составляют небольшой процент от общего содержания этого компонента гумуса. В целом в гумусе преобладают негидролизуемые формы, доля которых лежит в пределах 60-80%(табл.).
Состав гумуса почв некоторых кластерных участков Убсунурского биосферного заповедника
Глубина, см Собщ Хгк ГК I ГК II ГК III Хфк ФК 1а % К Хфк Сгк:Сфк
% к 7гк
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Кластерный участок Арысканныг
Горно-тундровая примитивная (разрез ' 33)
0-6 4,33 20,4 51,0 30,4 18,6 25,1 10,0 0,81
6-15 2,82 14,3 60,1 16,1 23,8 31,8 16,7 0,26
15-20 1,37 21,6 35,2 30,1 34,7 46,3 21,6 0,47
Горно-луговая остепняющаяся (разрез 70)
0-6 12,96 42,3 43,5 18,7 37,8 35,4 6,5 1,20
6-12 12,41 35,2 68,5 8,5 23,0 26,3 8,0 1,34
12-18 11,77 36,6 53,0 26,2 20,8 36,7 4,9 1,00
Горно-луговая черноземовидная (разрез 72)
0-5 10,13 26,1 67,4 9,2 23,4 17,7 11,9 1,47
5-10 7,58 23,7 74,7 2,9 22,4 17,8 12,9 1,33
10-15 3,32 27,0 69,6 4,8 25,6 20,2 21,3 1,34
Бурая полупустынная разрез 31)
0-6 1,08 22,3 0,5 70,4 29,1 23,1 7,8 0,96
6-10 1,35 13,7 13,2 10,9 75,9 20,0 22,0 0,68
Бурая полупустынная разрез 28)
0-5 1,47 19,7 41,1 24,4 34,5 24,1 30,7 0,82
5-10 0,84 17,9 33,5 40,2 26,3 21,9 30,1 0,82
Бурая полупустынная (разрез 32)
0-5 1,00 15,2 18,4 36,2 45,4 15,6 23,8 0,97
Бурая полупустынная (разрез 33)
0-5 0,89 17,6 12,5 42,0 45,5 18,0 12,2 0,97
Бурая полупустынная (разрез 34)
0-5 1,11 10,8 16,7 25,0 58,3 10,8 33,3 1,00
Бурая полупустынная (разрез 35)
0-10 1,09 17,9 29,1 31,8 39,1 26,3 13,3 0,68
Бурая полупустынная разрез 38)
0-5 0,76 17,8 12,9 28,1 59,0 19,9 10,0 0,89
5-10 0,65 17,8 12,9 33,7 52,3 21,7 11,5 0,82
Бурая полупустынная (разрез 36)
0-5 1,36 23,1 6,5 41,1 52,4 23,1 12,5 1,00
Бурая полупустынная (разрез 132)
0-10 1,38 13,1 13,0 42,7 44,3 20,2 10,9 0,65
10-20 1,26 8,1 22,2 18,5 59,3 21,4 11,2 0,38
Кластерный участок Цугер-Эллис
Каштановая почва (разрез 10)
0-2 0,93 24,2 12,8 55,0 32,2 28,8 9,4 0,84
2-6 0,54 36,5 12,3 48,2 39,4 41,8 12,4 0,87
6-12 0,85 21,8 26,2 38,5 35,3 25,4 19,3 0,86
12-18 0,81 18,6 28,5 31,2 40,3 31,8 17,0 0,58
Каштановая почва (разрез 11)
0-10 0,64 20,3 23,1 38,4 38,4 31,3 9,9 0,65
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Каштановая почва (разрез 12)
0-10 0,98 16,3 12,3 56,4 31,3 22,4 9,8 0,70
Каштановая почва (разрез 14)
0-10 0,92 17,4 25,3 31,0 43,7 29,2 14,7 0,60
Окончание табл.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Кластерный участок Ончалан
Каштановая почва (разрез 19)
0-2 0,57 32,4 13,3 39,2 47,5 43,6 20,9 0,74
2-7 1,03 17,4 32,8 13,8 53,4 17,3 43,9 1,00
7-12 0,92 34,0 44,7 15,9 39,4 38,8 11,3 0,87
12-20 0,94 11,4 22,8 27,2 50,0 16,2 38,3 0,70
Каштановая почва (разрез 15)
0-5 1,17 23,8 38,6 16,8 44,6 27,8 24,5 0,86
5-10 1,09 20,4 35,8 26,5 37,7 30,0 21,0 0,68
Каштановая почва (разрез 16)
0-10 1,01 18,8 47,3 0,0 52,7 24,7 8,1 0,76
Кластерный участок Ямаалыг
Каштановая почва (разрез 24)
0-1 1,16 30,9 24,3 24,3 51,4 35,6 10,1 0,87
1-4 0,73 38,5 10,9 37,7 51,4 41,0 6,1 0,94
4-7 0,87 24,1 20,7 37,3 42,0 34,9 8,9 0,69
7-13 0,85 18,3 19,7 34,4 45,9 24,3 13,6 0,76
13-19 0,61 18,3 18,6 38,8 42,6 29,9 15,7 0,61
Каштановая почва (разрез 21)
0-5 1,05 21,9 60,7 8,7 30,6 22,8 8,3 0,90
Каштановая почва (разрез 22)
0-10 1,03 17,5 33,1 44,6 22,3 24,7 12,9 0,70
Кластерный участок Чоогей
Каштановая почва (разрез 29)
0-1 1,56 10,1 63,4 8,9 28,7 17,7 29,4 0,57
1-7 0,92 13,4 48,5 0,8 50,7 30,0 16,3 0,45
7-14 0,92 13,2 13,6 38,6 47,8 20,1 17,4 0,65
Каштановая почва (разрез 23)
0-5 0,93 20,5 40,0 26,3 33,7 25,6 10,5 0,80
Каштановая почва (разрез 27)
0-5 0,54 22,2 16,7 50,0 33,3 27,8 13,3 0,80
Кластерный участок Кара-Холь
Горно-луговая черноземовидная (разрез 60)
0-5 5,50 36,2 66,6 17,1 16,3 24,0 15,0 1,51
5-10 5,89 31,2 68,3 19,5 12,2 26,0 12,3 1,20
10-11 5,78 23,5 71,9 10,2 17,9 28,2 19,5 0,83
Горно-луговая черноземовидная (разрез 57)
0-5 10,76 36,5 40,6 33,4 26,0 21,3 11,3 1,71
Горно-луговая черноземовидная (разрез 58)
0-10 10,32 43,5 37,0 39,5 23,5 22,5 11,5 1,93
Горно-луговая черноземовидная (разрез 61)
0-5 15,85 30,0 12,3 60,7 27,0 25,4 6,3 1,18
Горно-луговая черноземовидная (разрез 62)
0-10 8,48 40,5 54,8 32,8 12,4 26,5 9,1 1,53
Горно-луговая черноземовидная (разрез 63)
0-5 20,02 30,8 26,6 46,1 27,3 25,1 6,4 1,23
Вскрытые разрезами полные профили почв этого участка и подробный отбор образцов позволили выявить некоторые особенности развития этих почв, используя характеристики их гумусовых профилей (рис. 2).
Гумусовый профиль бурой полупустынной почвы (рис.2, А) свидетельствует о ее полигенетичности. Кроме современного, в профиле на глубине 28-43 см выделяется второй максимум в содержании Собщ., гу-
миновых кислот и соответственно повышенные величины Сгк:Сфк. Содержание фульвокислот мало колеблется по профилю (исключая самую нижнюю 10-см часть профиля, где отмечено резкое возрастание доли этого компонента гумуса).
А
5 О і 10 0 10 5 0 5
2 0 2 10 0 10 і 0 5 і О і і 0 5 0 1
В
Рис. 2. Гумусовые профили почв кластерного участка Арысканныг: А - бурая полупустынная почва (р. 132);
Б - горно-луговая черноземовидная почва (р. 72); В - горно-тундровая почва (р. 133): а - содержание органического углерода, % к почве; содержание углерода групп и фракций гумусовых веществ, % к общему углероду; б - гуминовые кислоты (ГК); в - фульвокислоты (ФК); г - негидролизуемые формы гумуса; д - ГК фракции 1; е - ГК фракции 2; ж - ГК фракции 3;
з - ФК фракции 1а; и - СгкСфк
Б
Можно полагать, что в период, равный времени формирования этой почвы, наблюдались изменения теплообеспеченности при практически неизменном увлажнении климата. В период относительного повышения температур соотношение Сгк и Сфк изменилось в пользу относительно большей гуматности гумуса. Условия формирования как реликтового, так и современного гумусовых горизонтов, судя по характеристикам гумусового профиля, были близки, т.е. не выходили за рамки полупустынных.
Характеристики гумуса горно-луговой черноземовидной почвы позволяют говорить, как минимум, о двух частях гумусового профиля с разным соотношением основных компонентов гумуса. В верхней части
доля гуминовых кислот существенно выше, чем фульвокислот, высока доля бурых ГК, понижено содержание подвижных ФК фр. 1а и повышена доля негидролизуемых форм гумуса, который в целом имеет гуматный тип (рис.2, Б).
В нижней части существенно преобладают фульвокислоты, содержание гуминов невелико, гумус относится к фульватному типу, отличается пониженными долями ГК всех фракций и повышенной долей ФК фр. 1а. На данном этапе изучения этих почв обсуждать их полигенетичность сложно, требуются дополнительные материалы.
Гумусовый профиль горно-тундровой почвы (р. 133) имеет два относительных максимума накопления гуминовых кислот: в верхнем гумусовом горизонте (глубина 1-6 см) и в слое, лежащем непосредственно на плите горной породы, что определяет такое же изменение с глубиной величины Сгк:Сфк (рис.2, В). Профиль характеризуется сравнительно монотонным изменением содержания ГК фр.1 и увеличением доли ГК за счет гуматов кальция и ГК фр. 3, т.е. наименее подвижных гуминовых кислот. С глубиной, как это характерно для почв тундровой зоны вообще, возрастает в составе гумуса доля фульвокислот всех фракций и в том числе наиболее подвижных - свободных ФК. Несмотря на это, относительная гуматность гумуса в самой нижней части профиля по отношению к вышележащей толще увеличивается. Это позволяет предположить, что накопление ГК в нижнем слое почвы обязано не большей подвижности ГК, а формированию нижней части профиля в иных условиях, чем верхней, и что эта почва формировалась в изменяющихся условиях.
Рассмотрение состава гумуса и гумусовых профилей кластерных участков «Цугер-Элис», «Ончалан», «Ямаалыг», «Чоогей» проводится обобщенно, поскольку все представители почв этих участков относятся к типу каштановых и по этим характеристикам они близки.
Состав гумуса изученных каштановых почв (см. табл.) за исключением одного случая относится к фульватному типу: фульвокислоты преобладают и величина Сге:Сфк в большинстве случаев (оценивая всю изученную толщу почв) колеблется в пределах 0,60-0,87. Количество гуминовых кислот также колеблется в широких пределах (чаще всего в интервале 15-30%), среди них преобладают ГК фракции 2 (т.е. гуматы кальция) или ГК фракции 3 (связанные прочно с глинными минералами), доля которых составляет более 30% от общего содержания этого компонента гумуса. Лишь в очень редких случаях превалирующими формами гуминовых кислот являются гуматы полуторных оксидов (см. табл.). Специфичность состава гумуса этих почв заключается в большей его фульватности по сравнению с аналогичными почвами других межгор-ных котловин Тувы (рис. 3).
Ш Турано-Уюкская котловина
Э ЦентральноТувинская котловина В Убсунурская котловина
Собщ СгкСфк
Рис. 3. Соотношение основных компонентов гумуса (СгкСфк) в каштановых почвах разных котловин Тувы
Очень существенно они отличаются от почв аналогичного типа Европейской части России, но в то же время они имеют сходные количественные показатели состава гумуса с каштановыми почвами других экстрааридных регионов Сибири: Забайкалья и Юго-Восточного Алтая (см. рис.1).
Характеристики гумусового профиля изученных каштановых почв рассмотрим на примере трех разрезов: разреза 10, представляющего территорию кластерного участка Цугер-Эллис, разреза 24 - участка «Ямаалыг» и разреза 29 - участка «Чоогей».
Разрез 10 заложен на транс-аккумулятивной позиции юго-западного склона песчаной гряды участка Цугер-Элис. Он вскрывает каштановую среднемощную почву на желтых карбонатных крупнозернистых песках. Морфологически выделяемых горизонтов аккумуляции гумуса, кроме современного, не отмечается.
Гумусовый профиль почвы, вскрытой этим разрезом (рис. 4, А), в целом имеет аккумулятивный тип с накоплением продуктов органо-минеральных реакций в верхней части, где величина Сге:Сфк составляет 0,84-0,86; глубже (на глубине 42-64 см) этот показатель снижается до 0,15-0,08, а в самых нижних горизонтах ГК отсутствуют. Однако на фоне относительного в целом сужения этого отношения отмечаются признаки неоднородности состава гумуса: в слое 18-26 см наблюдается, хотя и не очень значительное увеличение его гу-матности в основном за счет некоторого сокращения фульвокислот.
В настоящее время трудно сказать определенно, обусловлены ли эти изменения исключительно колебаниями биоклиматической обстановки в период формирования почвы.
А
1 0 1 10 5 0 5 10 10 5 0 5 10
В
Рис. 4. Гумусовые профили каштановых почв: А - р. 10, кластерный участок «Цугер-Эллис»;
Б - р. 29, кластерный участок «Чоогей»; В - р. 24, кластерный участок «Ямаалыг»: а - содержание органического углерода, % к почве; содержание углерода групп и фракций гумусовых веществ, % к общему углероду; б - гуминовые кислоты (ГК); в - фульвокислоты (ФК); г - негидролизуемые формы гумуса; д - ГК фракции 1; е - ГК фракции 2; ж - ГК фракции 3;
з - ФК фракции 1а; и - Сгх:СфК
Б
Однако параллельное возрастание гуматности гумуса и магнитной восприимчивости (МВ) почвенной массы на этой глубине (4,2 -Ю'6 СГСЕ на 1 г против 3,0 -Ю'6 /г для вышележащего и 2,3 -Ю'6 СГСЕ/г для нижележащего слоя почвы) заставляет обратить внимание на этот факт, поскольку величина МВ имеет тесную
связь с гумусообразованием - гумусовые вещества способствуют переводу немагнитных минералов в магнитные [29].
Характеристики гумусового профиля свидетельствуют, что все изменения происходили в пределах сухостепных условий, однако первое (снизу) относительное увеличение Сгк:Сфк было меньше, чем современное. Судя по долевому содержанию гуминовых кислот и фульвокислот, первая теплая фаза была относительно холоднее и суше, чем современная (граница изменения условий фиксируется по совокупности признаков на глубине 18-26 см). При этом верхняя полуметровая часть данной почвы могла формироваться при некотором относительном колебании увлажнения, о чем свидетельствуют изменения в содержании фульво-кислот в целом и их наиболее подвижных фракций.
Кластерный участок Чоогей находится на высоте 1280 м над ур. м. на подгорной равнине урочища Чоогей и представляет территорию южного склона останца Ямаалыг. Каштановые почвы сформированы здесь под разнотравно-злаковым сообществом с более высокой насыщенностью видами, чем в предыдущем (как и в последующем) случае. Как и предыдущая, почва, вскрытая этим разрезом, не имеет морфологических реликтовых признаков гумусообразования.
Гумусовый профиль почвы, вскрытой разрезом 29 (рис.4,Б), имеет характеристики в целом типичные, как и в предыдущих случаях, для любых почв каштанового типа (типизация профилеграмм подробно описана в работе [11]). В то же время профиль на глубине 40-55 см осложнен присутствием зоны (слоя) с повышенным содержанием гуминовых кислот, причем за счет гуматов кальция. Характеристики нижней части гумусового профиля соответствуют более высокой степени увлажнения, чем верхней 20-см толщи, менее высокой теплообеспеченности, о чем говорят пониженные доли гуминовых кислот, повышенные - фульвокислот и свободных форм последних (фр. 1а). Характеристики гумусового профиля (как распределение с глубиной отдельных компонентов, так и фракций гуминовых кислот) свидетельствуют, что формирование почвы происходило в меняющихся природных условиях и что современные климатические условия являются, вероятнее всего, относительно более теплыми и сухими, чем предшествующий период.
Характеристики гумусового профиля каштановой почвы кластерного участка Ямаалыг (разрез 24, рис. 4, В), расположенного на высоте 1284 м над ур. м. на подгорной равнине южного склона останца Ямаалыг, свидетельствуют о наличии еще двух, кроме современного, горизонтов с относительно более высокой гуматностью гумуса (и параллельно большей магнитной восприимчивостью), причем один из них в пределах верхних 13 см, а второй - на глубине 25-30 см. В целом гумусовый профиль отражает колебания (хотя и не столь значительные) теплообеспеченности и увлажнения, что очень наглядно представлено на гумусовой профиле-грамме разреза 24 (рис. 4, В).
Таким образом, во всех каштановых почвах Убсунурской котловины, рассмотренных выше, отмечается колебание относительной гуматности гумуса на протяжении почвенного профиля. Это позволяет предполагать, что почвы могли формироваться в меняющихся условиях природной обстановки, а всеобщий характер таких варьирований может свидетельствовать в пользу общих изменений условий формирования почв. Однако это наблюдение не позволяет пока сделать нам однозначный вывод об изменении природной среды в процессе формирования рассмотренных почвенных профилей, поскольку почвы имеют легкий гранулометрический состав, очень низкое содержание илистых частиц, находятся в зоне влияния эоловых процессов и обладают слабой рефлекторностью [30]. Мы сочли возможным рассмотреть гумусовые профили этих почв и констатировать колебания в их характеристиках, чтобы акцентировать внимание на возможности выявления по характеристикам гумусового профиля неоднородности почвенного тела, связанной не только с дифференциацией профиля на генетические горизонты при его формировании, но и с изменением природной среды и обусловленной ею стадийности формирования почв.
Ключевой участок «Кара-Холь» расположен в пределах Алашского горного района и входит составной частью в территорию Убсунурского биосферного заповедника. Котловина оз. Кара-Холь, где заложены изученные нами разрезы, располагается в среднегорном ландшафтно-климатическом поясе, который отличается по климатическим показателям от территории Убсунурской котловины. Он характеризуется прохладным летом, относительно высокой влажностью (КУ около 1,0) и 180-200-дневным периодом с отрицательными среднесуточными температурами. Годовое количество осадков составляет 500-600 мм, большая часть которых выпадает в течение вегетационного периода [31].
Горно-луговые черноземовидные почвы, которые широко распространены на этом участке, характеризуются высоким содержанием Собщ., существенным преобладанием ГК над ФК и соответственно высокими абсолютными величинами Сге:Сфк, абсолютные значения которого выше 1,0 и достигают 1,51-1,93 (см. табл.). Эти почвы выделяются одной из самых высоких среди горных почв долей ГК (30% и более), среди которых чаще всего преобладают бурые их формы (фр. 2), особенно в верхней части профиля. Лишь в единичных
случаях преобладают гуматы кальция. Содержание гуминовых кислот, более прочно связанных с минеральной частью почвы (фр. 3), может составлять от 12—16 до 26-27% от суммы ГК. Количество свободных фуль-вокислот колеблется в пределах 6-19% (см. табл.).
Разрез 60 представляет тот редкий случай, когда в профиле морфологически выделяется два гумусово-аккумулятивных горизонта - современный и на глубине 15-20 см, причем нижний имеет повышенное содержание общего органического углерода (до 8-12%). Это отражается и в характеристиках гумусового профиля, который можно условно разделить на три части: верхнюю - 0-11 см, среднюю - 11-35 см, нижнюю -35-40 см (рис. 5).
6 3 О 3 6 0 Ч-'|||||||/-'
10 .
30- Л У
40 -
50-1
а
Рис. 5. Гумусовый профиль горно-луговой черноземовидной почвы разреза 60, заложенного на кластерном участке «Кара-Холь»: а - содержание органического углерода, % к почве; содержание углерода групп и фракций гумусовых веществ, % к общему углероду; б - гуминовые кислоты (ГК); в - фульвокислоты (ФК); г - негидролизуемые формы гумуса; д - ГК фракции 1; е - ГК фракции 2; ж - ГК фракции 3;
з - ФК фракции 1а; и - Сгх:СфК
Верхняя часть характеризуется: постепенным сокращением содержания гуминовых кислот и преобладающих в них бурых их форм (фр.1), невысоким количеством гуматов кальция, меньшим, чем ГК, содержанием фульвокислот и увеличением их с глубиной, как и возрастанием доли негидролизуемых форм гумуса. Тип гумуса изменяется от гуматного через фульватно-гуматный до гуматно-фульватного. Средняя часть профиля отражает неоднозначные условия гумусообразования, которое на глубине 11-15 см отличалось большой интенсивностью, хотя и не привело к самому большому накоплению общего органического углерода. В то же время этот слой характеризуется самой высокой долей гуматов кальция среди всех горизонтов профиля и повышенной гуматностью гумуса, соотношение основных компонентов в котором (Сгк:Сфк) соответствует величине 1,19. Глубже выявлен максимум содержания общего органического углерода, более низкие, но преобладающие в составе ГК количества гуматов кальция, возрастающее книзу общее количество ГК и уменьшающееся ФК и негидролизуемых форм гумуса. Величина Сге:Сфк изменяется в пределах рассматриваемой толщи с 1,08 до 0,92. И, наконец, третья, самая нижняя часть профиля, характеризуется постепенным сокращением с глубиной общего органического углерода, гуминовых кислот, очень низкой долей ГК фр.2, увеличивающейся книзу профиля долей фульвокислот и постепенным уменьшением величины Сгк:Сфк, которая лежит в пределах, соответствующих фульватному типу гумуса.
В целом изучение гумусового профиля горно-луговых черноземовидных почв, с одной стороны, подтвердило наличие второго горизонта накопления гумуса, выделенного по морфологическим признакам, с другой - позволило выявить все этапы становления почвенного тела. Вполне вероятно, что его формирование происходило в меняющейся обстановке, хотя в условиях горных стран не исключено влияние на неоднородность характеристик профиля и процессов сноса почвенного материала по склонам.
В целом статистически усредненные данные по содержанию Собщ, относительным долям гуминовых кислот и фульвокислот, а также их соотношению для различных типов почв территории Тувы, вполне согласуются с закономерностями изменений этих показателей в почвах других горных территорий экстраконти-нентальных районов юга Сибири, что было показано ранее [17]. При сопоставлении средних значений отношения Сгк:Сфк почв одного и того же типа разных экстраконтинентальных регионов горной территории юга
Сибири, к каковым относится и Тува, достоверных различий в пределах колебаний этого показателя состава гумуса нет, о чем свидетельствует величина Р-критерия - 28,15 при уровне значимости р=0,000, а также перекрывающиеся доверительные интервалы средних показателей Сге:Сфк сравниваемых аналогичных почв [32]. Это позволяет выводы, полученные при изучении состава гумуса почв Тувы, экстраполировать на другие территории сопредельных горных стран юга Сибири.
Заключение. Таким образом, по составу гумуса горизонта А почвы Убсунурского биосферного заповедника, формирующиеся в резко различающихся условиях от горной тундры до остепненных полупустынных ландшафтов, обладают определенной специфичностью, обусловленной как региональными, так и локальными причинами. Почвы каштанового типа отличаются по соотношению компонентов в составе гумуса не только от почв ЕТР, но и от аналогичных почв других, отличающихся климатическими характеристиками котловин Тувы. В них величины отношений Сгк:Сфк ниже, чем в сравниваемых объектах. В то же время они близки по соотношению компонентов гумуса с аналогичными почвами экстрааридных территорий юга Сибири - почвами Забайкалья и Юго-Восточного Горного Алтая.
Обобщение наших данных и имеющихся в литературе по составу гумуса горно-тундровых почв [1;7] показало повышенные величины интегрального показателя гумуса - отношения Сге:Сфк - по сравнению с тундровыми почвами ЕТР. Однако небольшая выборка обусловливает необходимость рассмотрения этого вывода как предварительного.
Анализ гумусовых профилей почв Убсунурского биосферного заповедника показал, что каждый из них отражает историю развития конкретного почвенного тела, которая зависит не только от региональных, но и локальных условий почвообразования.
Литература
1. Орлов, Д.С Гумусное состояние и природный почвенный потенциал почв Убсунурской котловины / Д.С. Орлов, Н.И. Суханова, Н.В. Шидбникова // Убсунурская котловина - природная модель биосферы: сб. науч. тр. - Пущино, 1989.
2. Степанов, А.А. Гидрофобные свойства органического вещества некоторых почв Убсунурской котловины / А.А. Степанов, Е.Д. Милановский // Советско-монгольский эксперимент "Убсу-Нур": тез. докл. -Кызыл, 1989.
3. Пузанов, А.В. Гумусовое состояние почв Тувы / А.В. Пузанов, М.А. Мальгин // Охрана окружающей среды и человек: мат-лы III Республ. науч.-практ. конф. (3-5 июня 1991 г., Кызыл). - Кызыл, 1993. -С. 43-44.
4. Курбатская, С.С. Органическое вещество и гумусное состояние почв Тувы / С.С. Курбатская // Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов: тез. докл. V Меж-дунар. конф. (20-24 сентября 2001 г., Ховд, Монголия). - Томск: Изд-во ТгУ, 2001. - С. 16-17.
5. Суханова, Н.И. Особенности гумусовых профилей основных почв Убсунурской котловины: тез. докл. II Междунар. конф. / Н.И. Суханова. - М.-СПб., 2003. - С. 174-175.
6. Очур, К.О. Гумус современных почв Тувы и реконструкция изменений природной среды позднего плейстоцена-голоцена на его основе / К.О. Очур, Е.Э. Ондар // Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: мат-лы V Всерос. совещания по изучению четвертичного периода. - М.: ГЕОС, 2007. - С. 318-319.
7. Орлов, Д.С. Органическое вещество почв Российской Федерации / Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, Н.И. Суханова. - М.: Наука, 1996. - 253 с.
8. Миронычева-Токарева, Н.П. Особенности гумусообразования в степных условиях Тувы / Н.П. Миро-нычева-Токарева, Н.Н. Афанасьева, А.Д. Самбуу // Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель: мат-лы Междунар. науч. конф. - Томск, 2002. - С. 309-311.
9. Изучение парамагнитной активности почв Убсунурской котловины / Г.Н. Курочкина, Ф.И. Хакимов, Н.Ф. Деева [и др.] // Убсунурская котловина как индикатор биосферных процессов в Центральной Азии: мат-лы VIII Междунар. Убсунурского симпоз. (26-30 июля 2004 г., Россия). - Кызыл, 2004. - С. 74-78.
10. Ондар, Е.Э. Разнообразие состава гумуса почв Тувы в связи с условиями формирования / Е.Э. Ондар, М.И. Дергачева // Экосистемы Центральной Азии: исследования, проблемы охраны и природопользования: мат-лы IX Убсунурского Междунар. симпоз. - Кызыл: Тываполиграф, 2008. - С.128-130.
11. Дергачева, М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика / М.И. Дергачева. - Новосибирск: Наука, 1984. - 155 с.
12. Каллас, Е.В. Гумусовые профили почв озерных котловин Чулымо-Енисейской впадины I Е.В. Каллас. -Новосибирск, 2004. - 170 с.
13. Каллас, Е.В. Гумусовый профиль почв как отражение стадийности почвообразования I Е.В. Каллас,
М.И. Дергачева II Сиб. экол. журн. - 2007. - №5. - С.711-717.
14. Ондар, Е.Э. Состав гумуса степных почв Тувы I Е.Э. Ондар, Н.Н. Aфанасьева II Вест. ТГУ. - 2003. -
№3. - С. 280-2B1.
15. Дергачева, М.И. Эколого-гумусовые связи в условиях Тувы как основа реконструкции палеоприродной среды I М.И. Дергачева, Н.Н. Рябова, Е.Э. Ондар II Природные условия, история культура Западной Монголии и сопредельных регионов: мат-лы VII Междунар. конф. - Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2005. - Т. 1. - С. 134-137.
16. Ондар, Е.Э. Гумус каштановых почв Убсунурской котловины I Е.Э. Ондар II Биоразнообразие и сохранение генофонда флоры, фауны и народонаселения Центрально-Азиатского региона: мат-лы II Междунар. конф. - Кызыл: РИО ТывГУ, 20О7. - С. 17-1B.
17. Ондар, Е.Э. Гумус почв Тувы I Е.Э. Ондар II Сибир. экол. журн. - 2007а. - № 5. - С. 873-Э9б.
1B. Информационные проблемы изучения биосферы. Эксперимент "Убсу-Нур". - Пущино: ОНТИ НЦБИ
АН СССР, 1986.
19. Информационные проблемы изучения биосферы. Комплексные характеристики природных экосистем. - М.: Наука, 1988.
20. Информационные проблемы изучения биосферы. Убсунурская котловина - природная модель биосферы. - Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1990.
21. Информационные проблемы изучения биосферы. Геоэкоинформационные центры. - М.: Наука, 1992.
22. Воронов, А.Г. Биогеографическое описание ключевых участков Убсунурской котловины I AT. Воронов, Е.И. Голубева II Информ. проблемы изучения биосферы. Эксперимент "Убсу-Нур": сб. науч. тр. - Пущино, 1986. - С. 99-117.
23. Останец «Ончалаан» как натуральная модель развития биогеоценозов стоковых серий ландшафтов Убсунурской котловины. - Кызыл, 1992. - 182 с.
24. Эксперимент «Убсу-Нур». Ч. 1. Наземные исследования. - М.: Интеллект, 1995. - 336 с.
25. Курбатская, С.С. Почвы кластеров заповедника "Убсунурская котловина" I С.С. Курбатская, С.Г. Кур-
батская, Се Чжен II Комплексное изучение аридной зоны Центральной Азии. - Кызыл, 1998. - С. 34-37.
26. Курбатская, С.С. Степные экосистемы Убсунурской котловины - природной биосферной лаборатории. Метод функциональной экологии I С.С. Курбатская. - Кызыл, 2001. - 104 с.
27. Пономарева, В.В. Методика и некоторые результаты фракционирования гумуса черноземов I В.В. Пономарева, T.A. Плотникова II Почвоведение. - 196b. - № 11. - С. 104-117.
2B. Вашукевич, Н.В. Органическое вещество голоцен плиоценового хроноряда почв Предбайкалья: авто-
реф. дис. ... канд. биол. наук I Н.В. Вашукевич. - Новосибирск: ИПА СО РАН, 1996. - 14 с.
29. Mullins, C.E. Magnetic Susceptibility of Soil and its Significance in Soil Science - A Review I C.E. Mullins II
Journal of Soil Science. - 1977. - P. 223-246.
30. Ондар, Е.Э. Гумус почв Тувы: автореф. дис. ... канд. биол. наук I Е.Э. Ондар. - Томск: Изд-во ТГУ, 200B. - 20 с.
31. Нордега, И.Г. Климат I И.Г. Нордега II Физико-географическое описание и экономическое характеристика. Геология СССР. - М.: Недра, 1966. - Т. 29 - Ч. 1. - С. 25-2B.
32. Рябова, Н.Н. Эколого-гумусовые связи в горных почвах экстраконтинентальных регионов юга Сибири: автореф. дис. ... канд. биол. наук I Н.Н. Рябова. - Томск, 2005. - 20 с.
'--------♦-----------
