ГИДРОМОРФНЫЕ ПОЧВЫ - ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИЗНАКИ

^)дной из существенных особенностей мелиорируемых почв практически всех природных зон является частое присутствие в их профиле признаков гидроморфизма. Они возникают под влиянием как естественных, так и вто­ричных антропогенных факторов.

В отечественное почвоведение термин «гидроморфные почвы» впервые был введен С.С. Неуструевым в 1930 г. В монографии «Элементы географии почв» он писал, что «гидроморфные почвы... относительно перенасыщены влагой, получая ее на своей поверхности больше, чем на нее выпадает в виде осадков» (с. 69). Неуструев полагал далее, что «гвдроморфный процесс» обусловлен «се­зонным или постоянным избыточным увлажнением». Это «...влечет за собой или капиллярный подъем растворов и осаждение из них при испарении прине­сенных ими веществ, или является причиной анаэробного состояния почвен­ной массы» (с. 147). Итак, по С.С. Неуструеву, гидроморфные почвы отличают­ся постоянным или временным переувлажнением, анаэробиозом, нередко гидрогенной аккумуляцией в верхних горизонтах привнесенных веществ.

Существенное значение гидроморфных почв в народном хозяйстве страны признавалось всегда. Так, их широкое распространение в зоне избыточного увлажнения России дало основание В.В. Докучаеву в 1898 г. при рассмотре­нии систем важнейших мероприятий по улучшению условий земледелия в лесной зоне обратить особое внимание на то, что «...здесь в тайге среди подзолов минерализация почв и дренаж, можно сказать, центр тяжести все­го сельского хозяйства». Вопросы генезиса, мелиорации и экологии гидро­морфных почв в настоящее время не только не утратили своего значения, но, напротив, в целом проблема исследования гидроморфных почв приобрела новое звучание. Этому способствовали три следующих обстоятельства. Во- первых, в естественных условиях гидроморфные почвы широко распростра­нены в наиболее населенных регионах страны с высоким промышленным потенциалом.

Существенно также совпадение всех этих явлений с абсолютным увели­чением среднегодовой нормы осадков во многих регионах лесостепной и степной зон за последние десятилетия. Наконец, если прогнозы потепления климата окажутся справедливы, то в обозримом будущем можно ожидать повышения уровня Мирового океана, общего базиса эрозии, снижения сте­пени дренированности суши, а в высоких широтах — вытаивания мерзлоты и заболачивания почв. Все эти обстоятельства определяют актуальность, на­учную и прикладную значимость рассматриваемой проблемы.

Переходя к анализу переувлажнения почв и почвенного гидроморфиз­ма, необходимо прежде всего согласовать дефиниции понятий — переувлаж­ненные, гидроморфные и заболоченные почвы, поскольку эти важные тер­мины далеко не всегда трактуются однозначно.

Определяющим фактором возникновения гидроморфных почв (мине­ральных и торфяных) является переувлажнение. Под переувлажне­нием почв следует понимать такое их состояние, которое наступает при влажности выше предельной полевой влагоемкости (состояние, близкое к нижнему пределу текучести или выше этого предела). При этом, однако, возможно возникновение трех принципиально различных ситуаций.

Во-первых, переувлажнение может происходить в аэробных условиях. Например, если в почвообразующей породе или в горизонте почв нет орга­нического вещества, способного к ферментации, или если почвы переув­лажнены пресными водами, обогащенными кислородом. Такие условия мо­гут иметь место в горах при таянии снега, ледников ит.п. В этих случаях возможны изменения физических свойств почв, например набухание твер­дой фазы или ее усадка, но при этом морфологические и химические свой­ства будут оставаться весьма стабильными.

Во-вторых, переувлажнение пресными водами возможно в присутствии органического вещества. В этом случае оно сопровождается интенсивным анаэробиозом. В результате изменяются не только физические, но и химиче­ские свойства твердой фазы. В анаэробных условиях в подвижное состояние переходят железо, марганец, кальций, магний, алюминий, фосфор, другие элементы и соединения. Следствием этого является изменение морфологи­ческих, минералогических, физических и других свойств почв и пород [Зай­дельман, 1992, 1998]. Таким образом, только в этом весьма распространен­ном случае переувлажнение сопровождается адекватными изменениями их морфологии. Такие почвы и являются собственно гидроморф­ны м и. Они не только переувлажнены (кратковременно, длительно или по­стоянно), но и обладают вполне очевидными признаками гидрологического воздействия на минеральный субстрат в анаэробных условиях.

В-третьих, возникновение переувлажнения и формирование признаков почвенного гидроморфизма может происходить под влиянием близко зале­гающих к дневной поверхности ожелезненных и засоленных грунтовых вод. Результатом этого является возникновение в горизонтах почвенного профи­ля гидрогенных железистых (гидроксидных) и солевых аккумуляций. Этот процесс гидрогенной аккумуляции оксидов и солей осуществляется преиму­щественно при наличии органического вещества, способного к фермента­ции. В любом случае в профиле таких почв формируются отчетливые при­знаки гидроморфизма в виде характерных горизонтов, обогащенных гидро­окисью железа или водорастворимыми солями. Первые возникают в профи­лях почв лесной зоны, вторые — в полугидроморфных и гидроморфных по­чвах степной, полупустынной и пустынной зон при залегании грунтовых вод соответственно от 3 до 6 м и выше 3 м. Таким образом, признаки почвенного гидроморфизма весьма разнообразны. Их появление обусловлено рядом фак­торов.

1) холодную (синеватую, сизую, голубовато-сизую, белесовато-серую) ок­раску оглеения горизонтов почвенного профиля и кутан;

2) черную окраску сульфидных горизонтов;

3) конкреционные и неконкреционные новообразования железистого, мар­ганцево-железистого, гумусово-алюминиевого, карбонатного, сульфат­ного, хлоридного составов, возникновение которых связано с влиянием различных факторов переувлажнения — грунтовых, напорных, атмо­сферных, склоновых и русловых вод;

4) торфяные горизонты, образованные в условиях субаквального водного режима;

5) подзолистые горизонты и кремнеземистую белесую присыпку (скелетаны);

6) аккумуляции грубого гумуса и перегноя (рис. 1.1).

Следует подчеркнуть, что возникновение этих признаков гидроморфиз­ма возможно только в анаэробных условиях, обусловленных переувлажне­нием разной продолжительности [Зайдельман, 1998]. Поэтому, в частности, сухоторфяные горизонты почв тундры и лесотундры, возникновение кото­рых связано с морозной консервацией растительных остатков, не следует рассматривать как признак гидроморфизма.

В зависимости от окислительно-восстановительных условий, генезиса и состава почвообразующих пород и вод следствием переувлажнения оказыва­ются различные процессы [Зайдельман, 2003]. К ним относятся:

1) гидратация в аэробных условиях, не вызывающая изменения химиче­ских свойств и морфологии твердой фазы;

2) торфообразование;

3) глееобразование;

4) сульфатредукция;

5) гидрогенная аккумуляция оксидов (главным образом железа и марганца);

6) соленакопление (рис. 1.2).

В прикладном отношении актуально, однако, то, что присутствие при­знаков переувлажнения далеко не всегда свидетельствует о негативном вли­янии переувлажнения на продуктивность сельскохозяйственных культур. Существует определенная группа почв, несущих четкие признаки гидромор­физма и вместе с тем обладающих вполне благоприятными условиями для роста и развития растений, для получения близких или более высоких в сравнении с автоморфными почвами урожаев.

Рис. 1.1. Признаки почвенного гидроморфизма в минеральных и органических почвах

Рис. 1.2. Современные процессы почвообразования, обусловленные переувлажнением

происхождения столь продолжителен, что вызывает угнетение или гибель сельскохозяйственных или лесохозяйственных растений [Зайдельман, 1984, 1985, 1991].

В равной мере эти положения относятся и к засоленным почвам. Имен­но заболоченные почвы привлекают особое внимание при организации зем­леделия и лесного хозяйства, поскольку в этом случае необходимо регулиро­вание их водного режима с помощью мелиоративных и агромелиоративных мероприятий. Они требуют дополнительных и нередко весьма значительных инвестиций. Такие почвы являются важным резервом повышения продук­тивности сельскохозяйственного производства.

В Нечерноземной зоне России в разных регионах заболоченные почвы образуют от 70 до 95% площади земель, сельскохозяйственное использование которых возможно после их мелиорации. Остальные 5-30% занимают посто­янно переувлажненные торфяные почвы, преимущественно низинных болот.

Таким образом, гидроморфные почвы представляют сложную группу почв, которые отличаются не только по своему генезису, составу и климату, но и по степени заболоченности. Поэтому степень заболоченности почв — понятие эколого-экономическое. Оно отражает устойчивость рас­тений к переувлажнению и целесообразность мелиорации почв при их раз­личном сельскохозяйственном использовании. Дифференциация гидроморф­ных почв по степени заболоченности является необходимым условием их рационального и альтернативного использования в земледелии и лесном хозяйстве, обоснованного применения мелиоративных мероприятий. Прин­ципы такой дифференциации, основанной на эколого-гидрологическом и эколого-экономическом подходах, и классификация почв по степени забо­лоченности для условий Нечерноземной зоны Европейской территории Рос­сии будут рассмотрены ниже.