CC BY
10
16. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. - М.: АН СССР, 1952. - 789 с.
17. Левцова О.П. Биологическая активность выщелоченного чернозема Приобской зоны Алтайского края: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Казань, 1973. - 18 с.
18. Руденко Е.В. Влияние влагонакоплений и удобрений на плодородие и урожай культур в севооборотах Алтайского Приобья: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. - Целиноград, 1978. - 19 с.
19. Башкин В.Н. Агрохимия азота. - Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1987. - 270 с.
20. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. - М.: Наука, 1981. - 266 с.
21. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. - М.: Наука, 1989. - 216 с.
References
1. Mishustin E.N. Mikroorganizmy i produktivnost zemledeliya. - M.: Nauka, 1972. - 343 s.
2. Naplekova N.N. Aerobnoe razlozhenie tsellyulozy mikroorganizmami v pochvakh Zapadnoy Sibiri. - Novosibirsk: Nauka SO, 1974. - 250 s.
3. Zvyagintsev D.G. Pochva i mikroorganizmy. - M.: Izd-vo MGU, 1987. - 256 s.
4. Kuk Dzh.U. Regulirovanie plodorodiya pochvy. -M., 1970. - 502 s.
5. Lykov A.M. Vosproizvodstvo plodorodiya pochv v Nechernozemnoy zone. - M.: Rosselkhozizdat, 1982. -141 s.
6. Mishustin E.N. Azotnyy balans v pochvakh SSSR // V kn.: Mineralnyy i biologicheskiy azot v zemledelii SSSR. - M.: Nauka, 1985. - S. 3-11.
7. Mishustin E.N., Petrova A.N. Obrazovanie svobod-nykh aminokislot na razlagayushcheysya v pochve tsel-lyuloze / V kn.: Mikrobiologiya. - M., 1966. - T. XXXV. -Vyp. 3. - S. 491-500.
8. Vostrov I.S., Petrova A.N. Opredelenie biolog-icheskoy aktivnosti pochvy razlichnymi metodami // Mikro-biologiya. - 1961. - № 4. - T. 30. - S. 665-669.
+
9. Zakharchenko A.F. Razlozhenie tsellyulozy v zon-alnykh pochvakh Tadzhikistana // Pochvovedenie. - 1961.
- № 2. - S. 54-62.
10. Turchin F.V. Prevrashchenie azotnykh udobreniy v pochve i usvoenie ikh rasteniyami // Agrokhimiya. - 1964.
- № 3. - S. 3-19.
11. Sirota L.B. Vliyanie azotnykh udobreniy na ispol-zovanie rasteniyami azota pochvy // V kn.: Udobreniya i osnovnye usloviya ikh effektivnogo primeneniya. - M.: Kolos, 1973. - S. 143-181.
12. Jenkinson D.S., Fox R.H., Rayner J.H. Interaction between fertilizer nitrogen and soil nitrogen: the so-called "priming" effect // J. Soil Sci. - 1985. - Vol. 36. -P. 425-444.
13. Mishustin E.N., Petrova A.N. Opredelenie biolog-icheskoy aktivnosti pochvy // Mikrobiologiya. - 1963. -T. 32. - Vyp. 3. - S. 479-484.
14. Zvyagintsev D.G. Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii. - M.: Izd-vo Mosk. un-ta, 1980. - 224 s.
15. Bashkin V.N., Kudeyarov V.N. Sposob opredeleni-ya azotmineralizuyushchey sposobnosti pochv. A.S. 1206703 (SSSR) // B.I., 1986. - № 3.
16. Vinogradskiy S.N. Mikrobiologiya pochvy. - M.: AN SSSR, 1952. - 789 s.
17. Levtsova O.P. Biologicheskaya aktivnost vyshche-lochennogo chernozema Priobskoy zony Altayskogo kraya: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. - Kazan, 1973. -18 s.
18. Rudenko E.V. Vliyanie vlagonakopleniy i udobreniy na plodorodie i urozhay kultur v sevooborotakh Altayskogo Priobya: avtoref. dis. ... kand. s.-kh. nauk. - Tselinograd, 1978. - 19 s.
19. Bashkin V.N. Agrokhimiya azota. - Pushchino: ONTI NTsBI AN SSSR, 1987. - 270 s.
20. Gamzikov G.P. Azot v zemledelii Zapadnoy Sibiri.
- M.: Nauka, 1981. - 266 s.
21. Kudeyarov V.N. Tsikl azota v pochve i effektivnost
udobreniy. - M.: Nauka, 1989. - 216 s. +
УДК 631.436 С.В. Макарычев
S.V. Makarychev
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ (НА ПРИМЕРЕ ДЕНДРАРИЯ НИИСС ИМ. М.А. ЛИСАВЕНКО)
THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF CHERNOZEMS (CASE STUDY OF ARBORETUM SOILS AT LISAVENKO RESEARCH INSTITUTE OF GARDENING IN SIBERIA)
Ключевые слова: плотность, гранулометрический Keywords: density, particle-size composition, hydrologi-состав, гидрологические постоянные, влажность завя- cal constants, wilting moisture, discontinuous capillary mois-
дания, влажность разрыва капилляров, наименьшая влагоемкость, теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность.
ture, minimum field moisture capacity, thermal capacity, thermal diffusivity, thermal conductivity.
Для произрастания древесных пород оптимальным является режим, обеспечивающий необходимым количеством тепла все биологические процессы, происходящие в почвенном профиле. В этом отношении береза тополе-листная свето- и влаголюбива, хорошо адаптирована к низким температурам. Исследованные черноземы относятся к легким (под березовыми насаждениями) и к средним суглинкам (под травянистым покровом). При этом наименьшую плотность сложения имеют гумусово-аккумулятивные горизонты обыкновенных черноземов. Наименьшая влагоемкость (НВ) черноземов довольно высока (до 39% от массы почвы). В профиле суглинистых почв она варьирует от 9 до 25%. Минимальной теплоемкостью обладают верхние слабо уплотненные слои чернозема, а максимальной - почвообразующая порода. В гумусовых горизонтах объемная теплоемкость при увлажнении в пределах от ВЗ до НВ возрастает почти в 2 раза. Температуропроводность имеет ярко выраженный экстремум при влажности, близкой к ВРК, что характерно для средних суглинков. Полученные данные по теплофизическому состоянию черноземов позволят оценить и прогнозировать характер и степень изменения тепловых свойств по профилю почв при разных режимах увлажнения, что необходимо для комплексного обоснования и эффективного решения актуальных вопросов влаго- и тепломелиорации почвенного покрова.
The optimal regime for tree species growth is the one which provides all biological processes occurring in the soil profile with the required amount of heat. In this regard, American white birch (Betula populifolid) is a light- and moisture-demanding tree, and well adapted to low temperatures. The investigated chernozems belong to light (under birch stands) and to medium loams (under herbaceous cover). The humus-accumulative horizons of ordinary chernozems have the lowest bulk density. The minimum field moisture capacity of chernozems is quite high (up to 39% of the soil weight). It varies from 9 to 25% in the profile of loamy soils. The minimum thermal capacity is found in the top, weakly compacted layers of chernozem; and the maximum thermal capacity is found in the parent rock. In humus horizons, when the soil is moistened in the range from the wilting moisture to the minimum field moisture capacity, the volumetric thermal capacity increases almost 2 times. The thermal diffusivity has a pronounced extreme point at the moisture content close to the discontinuous capillary moisture which is typical for medium loams. The obtained data on the thermo-physical state of chernozems will enable to evaluate and forecast the nature and degree of thermal property changes along the soil profiles under different moistening regimes which is necessary for complex substantiation and effective solution of topical problems of moisture- and thermal melioration of soil cover.
Макарычев Сергей Владимирович, д.б.н., проф., зав. каф. физики, Алтайский государственный аграрный университет. Тел.: (3852) 62-83-53. E-mail: phys_asau@ rambler.ru.
Makarychev Sergey Vladimirovich, Dr. Bio. Sci., Prof., Head, Chair of Physics, Altai State Agricultural University. Ph.: (3852) 62-83-53. E-mail: [email protected].
Введение
Тепло и влага играют огромную роль в жизни древесных насаждений. При этом основное значение имеет микроклимат приземного слоя атмосферы и почвы [1]. Здесь теплопередача осуществляется за счет молекулярной теплопроводности, конвекции, теплового излучения и передачи тепла жидкой влагой [2, 3]. Для произрастания древесных пород оптимальным является режим, обеспечивающий необходимым количеством тепла все биологические процессы, происходящие в почвенном профиле. В этом отношении следует отметить, что береза тополелистная свето- и влаголюбива, хорошо адаптирована к низким температурам.
С влагой, как экологическим фактором, тесно связаны процессы возобновления древесных насаждений, формирование древостоев и само существование древесных пород [4].
Общие физические и теплофизические свойства почв изменяются в пространстве и во времени. Для выявления закономерностей формирования теплофизического состояния, складывающегося в почвенном профиле черноземов обыкно-
венных в зависимости от особенностей произрастающих древесных ценозов, с 2014 г. нами проводились наблюдения на участках, занятых березовыми насаждениями и травянистой растительностью (залежь).
Объекты и методы Объектами исследований явились черноземы обыкновенные, сформированные под березовыми насаждениями и под травянистой растительностью. Цель работы - экспериментальное определение общих физических свойств черноземов и комплекса теплофизических коэффициентов, таких как теплоемкость, тепло- и температуропроводность. При этом были использованы методы, общепринятые в почвоведении [5], а также импульсный метод плоского нагревателя для лабораторных измерений и цилиндрический зонд для полевых [6, 7].
Результаты исследований
Гранулометрический состав чернозема обыкновенного, сформированного в березовых насаж-
дениях, характеризуется как легкий суглинок. Содержание физической глины в его почвенном профиле не превышает 30% за исключением иллювиального и следующего за ним переходного горизонтов. Количество крупной пыли колеблется по глубине в пределах от 48 до 58%, но в горизонте Вк составляет только 29%. В профиле имеется песчаная фракция, представленная мелким песком. Содержание илистых частиц не более 11%.
Чернозем под травянистым покровом (поляна) относится к среднесуглинистой разновидности, в которой содержится 31-35% глинистой фракции. Основная доля здесь принадлежит крупной пыли (41-50%). Отмечено также значительное количество ила от 16% в гумусово-аккумулятивном горизонте А до 21% в иллювиальном Вк. В целом данный профиль однороден по дисперсности.
Плотность сложения является одним из основных физических свойств почвы, определяющих ее водно-воздушный режим [8]. Наименьшую плотность сложения имеют генетические горизонты чернозема обыкновенного под травянистым покровом. Следует отметить, что гумусовые горизонты А и А1 чернозема имеют минимальную плотность сложения, равную 1,21-1,22 г/см3.
Почва как многофазная, полидисперсная система способна поглощать и удерживать влагу [9]. При этом водообеспеченность растений определяется не только количеством поступающей воды в почву, но и ее водными свойствами.
Для лессовых черноземов Приобского плато характерно определенное сочетание воздухоносных пор различного диаметра. Так, в составе по-рового пространства пахотного слоя обыкновенных среднесуглинистых черноземов преобладают мелкие поры диаметром менее 3 мкм, а на долю средних (3-60 мкм) и крупных (более 60 мкм) приходится, соответственно, 29 и 20% объема общей порозности. Характерно, что почти все крупные поры представлены порами диаметром более 600 мкм. Эти поры в естественных условиях редко заполнены водой и обеспечивают хорошую аэрацию и водоотдачу почв. При таком характере распределения почвенных пор по размерам в почве хорошо выражена такая гидроконстанта, как ВРК (влажность разрыва капилляров), составляющая 0,70-0,75 НВ (наименьшей влагоемкости). В пахотном слое, увлажненном до НВ, обводняется 44% общей порозности, и вся влага удерживается в системе мелких пор, что обусловливает пленоч-но-связное состояние почвенной влаги [10].
Определение гидроконстант показало, что влажность завядания почв варьирует в широких пределах. Чернозем обыкновенный под покровом трав характеризуется повышенной влажностью завядания, особенно в гумусовых горизонтах, мощность которых составляет 55-60 см. Наименьшая (НВ) влагоемкость черноземов обыкновенных довольно высока (31-39% от массы почвы).
В связи с тем, что изучаемые почвы приурочены к территории с недостаточным увлажнением, запасы продуктивной влаги в них чаще бывают низкими, а объем пор, занятых воздухом, высоким. В целом черноземы обыкновенные по типу водного режима являются непромывными, за исключением лет с повышенным увлажнением [11, 12].
Теплофизические характеристики генетических горизонтов чернозема, такие как объемная теплоемкость, тепло- и температуропроводность, главным образом зависят от целого ряда почвенно-физических факторов: влажности, плотности, температуры почвы, ее дисперсности и от количества органического вещества.
Изменения теплофизических характеристик в профиле чернозема представлены в таблице 1.
Таблица 1
Удельная (Со, Дж/(кг К)), объемная (Ср, 106Дж/(м3 К)) теплоемкости, температуропроводность (а, 10-6 м2/с), теплопроводность (А, Вт/(м К))
При этом наименьшей величиной теплоакку-муляции обладают верхние, слабо уплотненные горизонты чернозема, а наибольшей - почвооб-разующая порода (табл. 1). Это связано с различиями физико-механических и водно-физических показателей почвенных горизонтов чернозема. Так, при увеличении плотности и влажности почвы доля воздуха в единичном объеме уменьша-
Горизонт Со Ср а А
Чернозем обыкновенный. Березовая роща
А 1089 1,318 0,463 0,610
АВк 1172 1,547 0,402 0,622
Вк 1191 1,775 0,287 0,499
ВСк 1208 1,824 0,252 0,460
Ск 1219 1,780 0,287 0,501
Чернозем обыкновенный. Травянистая залежь
А 1042 1,271 0,426 0,541
АВк 1113 1,436 0,364 0,522
Вк 1167 1,610 0,316 0,508
ВСк 1218 1,815 0,259 0,470
ется, и он защемляется твердой либо жидкой почвенными фазами, объемная теплоемкость которых превосходит теплоемкость воздуха на три порядка.
Большой интерес представляет распределение теплофизических характеристик генетических горизонтов чернозема выщелоченного при различных гидрологических константах (табл. 2, 3).
Таблица 2
Объемная теплоемкость (Ср, 106 Дж/(м3 К)), температуропроводность (а, 10-6 м2/с) и теплопроводность (А, Вт/(м К)) чернозема обыкновенного при различных гидрологических константах (березовая роща)
Характер изменения температуропроводности и теплопроводности в зависимости от влажности дан в работе С.В. Макарычева [13]. Он показал, что по мере повышения влажности почвы и перехода почвенной влаги из категории прочносвязан-ной в рыхлосвязанную, и затем в свободную, изменяется энергия связи влаги с твердой фазой почвы. Ее необводненное пространство все более насыщается парообразной влагой. Вместе с этим повышается степень обводнения почвенной по-розности и меняются условия для диффузии почвенного воздуха и переноса энергии.
Максимальная динамичность теплоемкости характерна для гумусового горизонта. Здесь объемная теплоемкость в пределах от ВЗ до НВ возрастает почти в 2 раза. Такие же изменения отмечаются и в иллювиальном горизонте.
Таблица 3
Объемная теплоемкость (Ср, 106 Дж/(м3 К)), температуропроводность (а, 10-6 м2/с) и теплопроводность (А, Вт/(м К)) чернозема обыкновенного при различных гидрологических константах (травянистая залежь)
Примечание. Значения влажности и гидрологических констант определены Л.В. Лебедевой.
Нужно отметить, что температуропроводность имеет выраженный экстремум при влажности близкой к ВРК, что характерно для почв суглинистого гранулометрического состава. Диапазон изменений температуропроводности от ВЗ до НВ для гумусового горизонта снижается на 38%, в переходных горизонтах - на 5%. Такое распределение теплофизической характеристики связано с содержанием гумуса в генетических горизонтах.
Приведенные данные показывают, что при влажностях, соответствующих той или иной гидрологической константе, качественный характер изменения теплофизических коэффициентов по профилю чернозема остается почти неизменным, хотя степень изменения их при этом разная. То же можно сказать и о динамике коэффициентов теплопереноса в каждом генетическом горизонте в связи с меняющейся влажностью.
Так, при одинаковых гидроконстантах теплопроводность имеет меньшие значения в пахотном слое, а с глубиной они, как правило, увеличиваются. Например, при влажности завядания теплопроводность чернозема возрастает при переходе от Апах к горизонту С на 11%, а при наименьшей влагоемкости - на 9%. Следовательно, с повышением влажности почвы значения теплофизиче-ских коэффициентов в профиле имеют тенденцию к выравниванию.
Горизонт ТФК Абс. сухая ВЗ ВРК НВ
А Ср 1,318 1,623 2,741 3,249
а 0,463 0,560 0,440 0,405
А 0,610 0,909 1,205 1,316
АВк Ср 1,547 1,863 2,656 3,005
а 0,402 0,502 0,444 0,424
А 0,622 0,935 1,180 1,274
Вк Ср 1,775 2,132 2,964 3,340
а 0,287 0,471 0,437 0,424
А 0,499 1,004 1,296 1,415
ВСк Ср 1,824 2,160 3,092 3,536
а 0,252 0,470 0,425 0,406
А 0,460 1,015 1,314 1,436
Ск Ср 1,780 2,160 3,068 3,497
а 0,287 0,463 0,427 0,411
А 0,501 1,001 1,309 1,439
Горизонт ТФК Абс. сухая ВЗ ВРК НВ
А Ср 1,271 1,773 2,480 2,885
а 0,426 0,547 0,467 0,434
А 0,541 0,970 1,158 1,253
АВк Ср 1,436 1,989 2,520 2,877
а 0,364 0,506 0,460 0,434
А 0,522 1,006 1,158 1,250
Вк Ср 1,610 2,033 2,538 2,827
а 0,316 0,488 0,455 0,439
А 0,508 0,992 1,156 1,241
ВСк Ср 1,815 2,159 2,816 3,129
а 0,259 0,463 0,439 0,427
А 0,470 0,999 1,235 1,337
Суммируя вышесказанное, следует отметить, что установленная на примере чернозема обыкновенного приуроченность наиболее выраженных изменений теплофизических свойств почвы к определенным константам влаго- и воздухосо-держания в почве является, на наш взгляд, важным моментом в развитии представлений о влиянии влажности на тепловые свойства почвы. Особенно значим практический аспект выявленных взаимосвязей, так как они позволяют оценить и прогнозировать характер и степень изменения тепловых свойств по профилю почвы при разных режимах увлажнения, что необходимо для комплексного обоснования и эффективного решения актуальных вопросов влаго- и тепломелиорации почв Сибири.
Заключение
Гранулометрический состав исследованного обыкновенного чернозема под березовыми насаждениями характеризуется как легкий суглинок. В его профиле имеется песчаная фракция, представленная легким суглинком. Чернозем под травянистой растительностью (поляна) относится к среднесуглинистой разновидности. В нем содержится 31-35% глинистой фракции.
Наименьшую плотность имеют гумусово-аккумулятивные горизонты, равную 1,21-1,22%. Чернозем под покровом трав характеризуется повышенной влажностью завядания, особенно в гумусовых горизонтах. Наименьшая влагоемкость черноземов довольно высока (31-39% от массы почвы).
Минимальной теплоемкостью также обладают верхние слабо уплотненные слои чернозема, а максимальной - почвообразующая порода. В гумусовых горизонтах объемная теплоемкость при увлажнении в пределах от ВЗ до НВ возрастает почти в 2 раза. Температуропроводность имеет ярко выраженный экстремум при влажности, близкой к ВРК, что характерно для средних суглинков.
Библиографический список
1. Гейгер Р. Климат приземного слоя воздуха. -М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. - 162 с.
2. Мелехов И.С. Лесоведение. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 398 с.
3. Абаимов В.Ф. Дендрология. М.: Изд-кий центр «Академия», 2009. - 363 с.
4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. - М.: Высшая школа, 1973. - 399 с.
5. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Физические основы экологии: учебное пособие. - Владимир: Изд-во Влад. НИИСХ, 2000. - 244 с.
6. Болотов А.Г. Измерение температуры почвы с помощью технологии 1-Wire // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2012. -№ 11. - С. 29-30.
7. Макарычев С.В. Теплофизическое состояние черноземов плодовых садов Алтайского Приобья. -Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. - 190 с.
8. Качинский Н.А. Физика почвы. - М.: Наука, 1965.
- Ч. 1. - 323 с.
9. Кауричев И.С., Александрова Л.Н., Панов Н.П. и др. Почвоведение. - М.: Колос, 1982. - 496 с.
10. Мазиров М.А., Макарычев С.В. Теплофизиче-ская характеристика почвенного покрова Алтая и западного Тянь-Шаня. - Владимир: Изд-во Влад. ГУ, 2002. - 447 с.
11. Панфилов В.П., Чащина Н.И. Особенности поведения влаги в супесчаных и суглинистых автоморф-ных почвах в связи с их порозностью // Известия СО АН СССР. - 1975. - № 5. - Серия биологических наук.
- Вып. 1. - С. 3-7.
12. Макарычев С.В. Особенности теплофизическо-го состояния пахотных выщелоченных черноземов Приобья // Почвоведение. - 2007. - № 8. - С. 949-953.
13. Макарычев С.В., Гефке И.В. Коэффициенты аккумуляции и переноса тепла выщелоченных черноземов Алтайского Приобья // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2006. - № 3 (23). - С. 33-38.
References
1. Geyger R. Klimat prizemnogo sloya vozdukha. -M.: Izd-vo inostrannoy literatury, 1960. - 162 s.
2. Melekhov I.S. Lesovedenie. - M.: Izd-vo MGU, 1999. - 398 s.
3. Abaimov V.F. Dendrologiya. - M.: Izd. tsentr «Akademiya», 2009. - 363 s.
4. Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledo-vaniya fizicheskikh svoystv pochv i gruntov. - M.: Vyssha-ya shkola, 1973. - 399 s.
5. Makarychev S.V., Mazirov M.A. Fizicheskie osnovy ekologii: uchebnoe posobie. - Vladimir: Izd-vo Vlad. NIISKh, 2000. - 244 s.
6. Bolotov A.G. Izmerenie temperatury pochvy s pomoshchyu tekhnologii 1-Wire // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. -№ 11. - S. 29-30.
7. Makarychev S.V. Teplofizicheskoe sostoyanie chernozemov plodovykh sadov Altayskogo Priobya. -Barnaul: Izd-vo AGAU, 2008. - 190 s.
8. Kachinskiy N.A. Fizika pochvy. - M.: Nauka, 1965.
- Ch. 1. - 323 s.
9. Kaurichev I.S., Aleksandrova L.N., Panov N.P. i dr. Pochvovedenie. - M.: Kolos, 1982. - 496 s.
10. Mazirov M.A., Makarychev S.V. Teplofizicheskaya kharakteristika pochvennogo pokrova Altaya i zapadnogo Tyan-Shanya. - Vladimir: Izd-vo Vlad. GU, 2002. - 447 s.
11. Panfilov V.P., Chashchina N.I. Osobennosti povedeniya vlagi v supeschanykh i suglinistykh avtomorfnykh pochvakh v svyazi s ikh poroznostyu // Izvestiya SO AN SSSR. Seriya biologicheskikh nauk. -1975. - № 5. - Vyp. 1. - S. 3-7.
12. Makarychev S.V. Osobennosti teplofizicheskogo sostoyaniya pakhotnykh vyshchelochennykh cherno-zemov Priobya // Pochvovedenie. - 2007. - № 8. -S. 949-953.
13. Makarychev S.V., Gefke I.V. Koeffitsienty akku-mulyatsii i perenosa tepla vyshchelochennykh cherno-zemov Altayskogo Priobya // Vestnik Altayskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta. - 2006. - № 3 (23). -S. 33-38.
+ + +
УДК 631.44:551.432 (571.56-18) М.В. Оконешникова, Р.Р. Софронов
M.V. Okoneshnikova, R.R. Sofronov
ПОЧВЫ ПРЕДГОРИЙ ХРЕБТА СЕТТЕ-ДАБАН (СЕВЕРО-ВОСТОЧНАЯ ЯКУТИЯ)
THE SOILS OF THE SETTE-DABAN RIDGE FOOTHILLS (NORTH-EAST YAKUTIA) -V/-
Ключевые слова: почвенный покров, карбонатные почвы, морфология, свойства, маломощный профиль, многолетняя мерзлота, склон горы, переувлажнение, моховой покров, северо-восточная Якутия.
Представлены результаты исследования почвенного покрова и почв ранее не изученной части предгорий хребта Сетте-Дабан (юго-восточное продолжение Верхоянского хребта, 63° с.ш., 127° в.д.). Длина хребта составляет около 650 км, высота - до 2102 м, сложен преимущественно известняками и песчаниками нижнего палеозоя. Климат района суровый, резко континентальный. Почвообразующие породы представлены элювиально-делювиальными продуктами выветривания плотных карбонатных пород. Многолетняя мерзлота распространена повсеместно. Мощность сезонного протаивания почв в середине июля 2015 г. составляла 33-55 см (в единичных разрезах не обнаружена из-за сильной каменистости или влажности нижележащих горизонтов). Важнейшим фактором почвообразования, определяющим экологическую нишу изученных почв, являются наличие, интенсивность и режим дополнительного поступления талых и внутри-почвенных вод из вышележащих территорий в сочетании с многолетнемерзлым сильнольдистым водоупором. В почвенном покрове преобладают мерзлотные перегной-но-карбонатные, торфяные верховые и торфянисто-глеевые карбонатные почвы, развитые в интервале абсолютных высот 404-459 м над ур. м. под редкостойной лиственничной тайгой с участием массивов ели, тополя, ерника. Характерной особенностью всех типов почв является маломощный профиль (максимум 50-55 см), который ограничен в основном присутствием на небольшой глубине многолетнемерзлого льдистого слоя, в единичных разрезах - сильной щебнистостью и каменистостью нижележащего горизонта. Глубина сезонного протаивания почв зависит от сочетания нескольких факторов: степени дренированности участков (положение в рельефе, гранулометрический состав, щебнистость и камени-
стость почвенного профиля), крутизны склонов и мощности органогенного горизонта.
Keywords: soil cover, calcareous soils, morphology, properties, thin profile, permafrost, mountain slope, over-moistening, moss cover, north-eastern Yakutia.
This paper presents the research findings on the soil cover and soil types of previously unexplored areas of the foothills of the Sette-Daban Ridge (south-eastern extension of the Verkhoyansk Range, 63°N, 127°E). The total length of the Sette-Daban Ridge is almost 650 km; the altitude is 2102 meter above sea level. The ridge is predominantly composed of limestone and sandstone of the lower Paleozoic. The climate of the study area is severe, sharply continental. The parent rocks are represented by eluvial-deluvial products of weathering of dense carbonate rocks. The permafrost is widespread. The thickness of seasonal soils thawing was 3355 cm in mid-July 2015 (some soil profiles did not show this due to high stoniness or moisture content of the underlying horizons). The most important factor of soil formation determining the ecological niche of the studied soils is the presence, intensity, and regime of additional income of snowmelt and subsurface waters from the overlying territories combined with long-term frozen icy rocks. The soil cover is dominated by permafrost humus-carbonate, upper peat and peaty-gley calcareous soils developed under the sparse larch taiga with participation of the massifs of spruce, poplar and dwarf birch within the range of absolute heights of 404-459 m above sea level. A characteristic feature of the soil types is a shallow profile (50-55 cm at the max) which is limited mainly by the presence of permafrost ice layer at low depths and in separate profiles by underlying gravel and stony horizons. The depth of seasonal soil thawing depends on the combination of several factors: drainage level (position in the relief, particle-size composition, and gravel and stone content in a soil profile), slope steepness and thickness of the organogenic horizon.
