<<
>>

ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЕ И ПОДЗОЛООБРАЗОВАНИЕ

Если принять за исходную точку отсчета дату публикации статьи В.В. До­кучаева «О подзоле» (1880), то следует согласиться с тем, что исследования подзолообразования в России ведутся непрерывно на протяжении 125 лет, т.е.

всего периода существования научного почвоведения. Это, казалось бы, отрадное явление омрачено, однако, тем, что и сегодня все еще отсутствует общепринятая концепция подзолообразования. Следует отметить и то, что с годами проявляется тенденция непрерывного умножения числа гипотети­ческих построений, связанных с подзолообразованием, обычно не подтверж­денных экспериментальными данными.

В этой связи следует прежде всего остановиться на концепции В.В. До­кучаева о взаимосвязи переувлажнения и подзолообразования. В первой ра­боте, посвященной подзолу, В.В. Докучаев следующим образом описал ус­ловия его формирования: «Песчаные и суглинистые подзолы — суть почвы смешанного болотно-растительного характера. Подзолы образовались при существенном участии болотной и лесной растительности. Здесь, очевидно, было больше влаги, меньше света, а вероятно, и меньше доступа воздуха в почву. Вот почему подзолы залегают преимущественно в лесах и близ болот, вот почему они обыкновенно окрашены в синеватый, голубоватый и желто­ватый цвет» (с. 254).

Не менее определенно связывал генезис подзола с переувлажнением, «раскислением», восстановлением прежде всего железа и Н.М. Сибирцев. В первом издании учебника «Почвоведение» (1900) он следующим образом формулирует условия возникновения белесых кислых горизонтов и подзо­листых почв: «В... западинки попадает больше влаги, в них держится по временам застойная вода. При таких условиях мы вправе ожидать здесь процессов раскислительных и подзолообразовательных. Белесый горизонт (“беляк”) есть горизонт, лишенный окисного железа» (с. 208). Н.М. Сибир­цев, кроме того, утверждал, что «раскислительные и подзолообразователь­ные процессы» возможны не только на периферии болот, но и вообще всю­ду, где есть условия для застоя воды.

Эти оценки В.В. Докучаева и Н.М. Сибирцева наиболее ярко отражены в работах А. Георгиевского. В 1888 г. он определенно обозначил причину возникновения подзола: «Подзол — по Георгиевскому — мог образоваться только там, где даны условия для восстановительных процес­сов. Условия же эти, хотя и всегда существуют в лесистых областях... тем не менее... довольно изменчивы. Поверхность лесной почвы никогда не бывает гладка, чтобы не было в ней небольших впадин и углублений, в которых может застаиваться вода. Поэтому-то прерывистость подзола и уменьшается при приближении к болоту и вообще на низких местах, напротив, мощность его в том же направлении увеличивается» (с. 47). Несомненно, и сегодня актуальна формула А. Георгиевского: «подзол мог образоваться только там, где даны условия для восстановительных процессов». Отсюда справедлив и другой вывод — если в почве не возникают восстановительные условия, то подзолы и подзолистые почвы не формируются вообще. Вне восстанови­тельных условий, связанных с переувлажнением, нет и этих почв.

Прошло более века. К сожалению, эти продуктивные взгляды В.В. До­кучаева и Н.М. Сибирцева в настоящее время практически забыты (или не были известны. — Ф.З.), а их приоритет не востребован.

Тем не менее интерес к затронутой проблеме сохранился. В трудах Я. Сюты (1962), А.И. Перель­мана (1974), Я.Я. Томашевского (1967), В.Д. Васильевской и Ю.Н. Гостева (1980) и др. встречаются прямые указания о непосредственной взаимосвязи глееобразования и подзолообразования. Однако следует подчеркнуть, что если диагностика подзолистых почв относительно общепринята, то сущность про­цесса подзолообразования трактуется весьма неоднозначно. Известно много противоречивых версий этого процесса. Упомянем основные.

Как показано выше, В.В. Докучаев, Н.М. Сибирцев и их ученики пола­гали, что подзол и подзолистые почвы возникают только там, где имеют место «раскислительные», восстановительные условия, обусловленные пе­реувлажнением. По В.В. Докучаеву и Н.М. Сибирцеву, подзол есть прямое следствие «раскисления», «восстановительных процессов», застоя влаги, зат­рудненного доступа воздуха. К.К. Гедройц (1900, 1933), однако, утверждал, что распад минералов при подзолообразовании осуществляется в результате их гидратации, причем особенно интенсивно — в присутствии угольной кис­лоты. Напротив, К.Д. Глинка отмечал, что «...существенную роль в подзоло­образовании играют процессы вымывания и вмывания коллоидов, а кислот­ное разложение лишь слабый сопутствующий процесс» (с. 364). Вместе с тем В.Р. Вильямс (1940), В.В. Пономарева (1964) и другие полагали, что определяю­щим фактором подзолообразования является действие органических кислот на минеральный субстрат. В этом случае, однако, неясно, почему в лесной зоне под покровом хвойного леса на кислых породах в условиях хорошего дренажа на фоне промывного режима возникают кислые бурые почвы, а на склонах при застойно-промывном водном режиме — почвы подзолистого и болотно-подзо­листого типов. Одновременно С.П. Ярков (1961) выдвинул новую концепцию взаимодействия оглеения и подзолообразования. Он предложил двухкомпо­нентную формулу подзолообразования — распад минералов под действием органических кислот (т.е. собственно оподзоливание) + оглеение — и пола­гал, что глееобразование определяет запуск подзолообразования. «Вне этих условий подзолообразование не может проявляться даже под лесом» (с. 74).

В связи с накоплением новых фактов позднее многие авторы сочли це­лесообразным рассматривать подзолообразование не как двухкомпонентную систему (т.е. воздействие на породу органических кислот и оглеения), а как генетическую триаду, действие которой определяется собственно подзоло­образованием (т.е. кислотным воздействием или кислотным гидролизом), а также лессиважем и оглеением.

Этот краткий обзор свидетельствует о весьма неопределенном характере современных представлений о сущности подзолообразования. Поэтому не случайно Б.Г. Розанов в учебнике «Морфология почв» (1982) писал с извест­ным сожалением о том, что «оподзоливание — процесс, которому посвяще­на огромная литература, включая и несколько монографий, и который оста­ется до сих пор невыясненным и спорным, различно характеризуемый разными школами почвоведов... Легче назвать признаки оподзоливания, и то разные, согласно концепциям разных школ, чем определить существо процесса из-за противоречивости взглядов» (с. 272). Очевидно, необходимо найти синтетическое решение, объективно отражающее сущность процесса

Рис. 18.1. Окислительно-восстановитель­ный потенциал дерново-подзолистых и дерново-подзолистых глееватых почв на двучленных отложениях. Загорский стаци­онар, Московская область [Зайдельман, Никифорова, 1998]

формирования подзолистых и болотно-подзолистых почв, имеющих следу­ющее распределение генетических горизонтов: А1-А2-В—С, Al-А2—Bg-G, А2—В—С и А2—Bg—G (на легких породах иллювиальный горизонт — Bh).

Исследование рядов геохимически сопряженных почв катен на кислых породах показали, что все почвы, несущие признаки оподзоливания, характе­ризуются в многолетнем аспекте наличием обязательных периодов (15—20 суток и более) переувлажне­ния, анаэробиоза и заметного па­дения ОВП (рис. 18.1).

Если в условиях южной тайги в период от снеготаяния до нача­ла мая почвы в поверхностных го­ризонтах не испытывают столь длительного переувлажнения и анаэробиоза, то в их профиле не возникают горизонты А2(Е) и они обычно рассматриваются как бу­рые почвы с недифференцирован­ным профилем. При этом почвы со светлыми кислыми элювиаль­ными горизонтами могут не нести в своем профиле морфохромати­ческих признаков оглеения в виде синеватых, голубоватых, сизых и других холодных цветов и оттен­ков. Тем не менее установлено, что все они обладают широким спект­ром химических и других призна-

ков оглеения. Так, во-первых, автоморфные подзолистые суглинистые и гли­нистые почвы, не несущие цветовых признаков оглеения в виде характерной сизой и синей окраски, всегда содержат в элювиальных горизонтах железо­марганцевые микро- и макроконкреции, которые, по Р. Брюеру (1964, 1964а), являются безусловными индикаторами оглеения. Во-вторых, нами ранее сфор­мулировано представление о глееобразовании как о процессе, который в химическом отношении характеризуется несбалансированным выносом глав­ным образом несиликатного железа из мелкозема или из плазмы мелкозема. Поэтому оглеенными, в том числе оглеенными на самых начальных стадиях этого процесса, являются только такие горизонты, которые характеризуются несбалансированным выносом несиликатного железа из мелкозема или его плазмы (ила). Для того чтобы аналитически подтвердить (или опровергнуть) участие глееобразования в формировании профиля автоморфных дерново- подзолистых почв, свободных от морфохроматических признаков устойчи­вого оглеения в виде окраски сизого, голубого или синего цвета, используем объективный метод количественной оценки степени оглеения по относи­тельному выносу несиликатного железа из ила исследуемого горизонта, по­скольку именно эта фракция железа подвергается наиболее активному элю- виированию при глееобразовании (формулу расчета степени оглеения — G5 см. в табл. 2.12).

Установлено, что в пределах Клинско-Дмитровской моренной гряды ряд дерново-подзолистые и дерново-подзолистые глубокооглеенные, глееватые и глеевые почвы характеризуются соответственно следующими значениями степени оглеения гор. Апах — 4, 19, 51 и 77% (табл. 18.1).

Существенно, однако, и то, что глееобразование определяет формирова­ние не только гор. Е (А2), но и всего почвенного профиля. Используя пред­ложенную методику, удалось обнаружить, что ил кутан гор. В1 и В2 всех почв (в том числе и автоморфных, не обладающих морфохроматическими при­знаками оглеения) отличается значительным обезжелезнением. Абсолютные количественные величины степени оглеения оказались весьма значительны­ми. Они были равны в этом случае соответственно в дерново-подзолистой (наиболее дренированной) 19 и 49%, в глубокооглеенной — 51 и 81%, в глеева- той и глеевой почвах — 87 и 87%. Интенсивное оглеение (или обезжелезне- ние ила), равное 19 и 49%, оказалось свойственно кутанам горизонтов В1 и В2, не несущим холодной «глеевой» окраски.

Установлено, что в тяжелых набухающих почвах с близким водоупором вынос несиликатного железа, т.е. оглеение, может оказаться весьма замет­ным И В поверхностном гор. А1 (Алах) всех почв независимо от степени их оглеения в результате длительного застоя верховодки (табл. 18.1).

Итак, глееобразование вызывает формирование светлых кислых элюви­альных горизонтов не вообще всегда, а только в одном, но весьма распрост­раненном случае, когда оно реализуется на кислых, нейтральных или выще­лоченных породах в условиях застойно-промывного водного режима.

Таким образом, подзолистые горизонты и подзолистые почвы являют­ся следствием именно этого вида глееобразования. Они возникают в ре­зультате застоя влаги, падения ОВП, анаэробиоза, выноса несиликатного железа, нередко — лессиважа. Застой влаги, переувлажнение, анаэробиоз — необходимые условия глееобразования и подзолообразования, одной из форм этого процесса, возникающей в условиях застойно-промывного режима. Вся

Таблица 18.1

Степень оглеения (обезжелезнения) тяжелых подзолистых и болотно-подзо­листых почв на глинистых почвообразующих породах разного генезиса, %

Генезис и состав почвообра­зующих пород Легкие лессовидные глины. Клинско-Дмитровская мо­ренная гряда Тяжелые лимногляциаль- ные тонкослоистые ленточ­ные глины. Приильменская низменность
горизонт горизонт
Почвы АПах В1 В2 А В1 В2
ил кутан ил кутан
Дерново-подзолистая 4 19 49 23 2 3
Дерново-подзолистая глубоко- оглеенная* 19 51 81 40 38 21
Дерново-подзолистая глееватая 51 87 87 47 72 71
Дерново-подзолистая глеевая 77 87 87 59 76 77

* На ленточных глинах — дерново-подзолистая слабооглеенная почва.

сумма изложенных данных показывает, что вне этих условий подзолистые почвы не образуются.

Вместе с тем в последнее время было высказано суждение о том, что подзолистые горизонты и почвы могут возникать и вне застоя избыточной влаги на хорошо водопроницаемых песчаных породах, в условиях, исключа­ющих переувлажнение и глееобразованне, только в результате воздействия органических кислот на минеральный субстрат [Кауричев, 1968].

В качестве подтверждения этой точки зрения было обращено внимание на формирование подзолистых почв на озах, камах, дюнах, высоких терра­сах, образованных мощной толщей хорошо дренированных песчаных и пес­чано-гравелистых пород. Их К* по всему профилю достаточно высок для инфильтрации любых осадков. Тем не менее прямые наблюдения свидетель­ствуют о том, что и в таких легких хорошо водопроницаемых оподзоленных и подзолистых почвах весной в поверхностных горизонтах длительно (до 3— 4 недель) при глубоком залегании грунтовых вод устойчиво удерживается верховодка. Она образуется потому, что весной на таких почвах снеготаяние проходит по мерзлоте. На мерзлотном водоупоре устойчиво удерживается вода, которая быстро прогревается. Процесс сопровождается падением окис­лительно-восстановительного потенциала поверхностных слоев профиля, их обезжелезнением (оглеением) и последующим осветлением.

В этой связи необходимо подчеркнуть два обстоятельства.

Во-первых, если в профиле легких почв нет водоупорных горизонтов, а грунтовые воды залегают глубоко, то тогда действительно не возникают ана­эробные условия и глееобразованне. Это верно. Но верно также и то, что в этих условиях никогда не формируются подзолистые почвы. Здесь абсолют­но доминируют только бурые или бурые псевдофибровые почвы. Они отли­чаются не выносом железа, а, напротив, его накоплением.

Однако почему в этом случае при активном воздействии на минераль­ный субстрат органических кислот происходит накопление железа? По-ви- димому, потому, что в аэробных условиях железо не меняет валентности и не переходит в почвенный раствор, а кислотность жидкой фазы почв недо­статочна для растворения гидроокислов трехвалентного железа и его элюви- ирования. Поэтому если в профиле легких почв не формируется водоупор, в частности мерзлотный водоупор, то не возникают анаэробные условия и, как следствие, отсутствуют подзолистые почвы.

Во-вторых, несомненно справедливо утверждение о том, что на хоро­шо водопроницаемых песках в лесной зоне при глубоком залегании грун­товых вод, тем не менее, формируются почвы с четкими подзолистыми го­ризонтами. Летом в этих почвах действительно нет водоупорных горизонтов. Однако наши данные и режимные наблюдения многих авторов достоверно свидетельствуют о том, что в таких легких почвах ежегодно снеготаяние происходит по мерзлоте, а на мерзлотном водоупоре устойчиво и длитель­но сохраняется верховодка.

Это явление впервые подробно и давно было изучено на территории Европейского Севера России. Исследования В.Ф. Изотова (1968), И.Н. Ела­гина и В.Ф. Изотова (1968), выполненные в северной тайге (Архангельская область), показали, что снеговой паводок проходит здесь по мерзлой почве. Период застоя влаги на мерзлотном водоупоре составлял от 10 до 30 дней.

Рис. 18.2. Схема формирования верховодки в поверхностных горизонтах песчаных под­золистых длительно-сезонно-мерзлотных почв при глубоком залегании грунтовых вод:

1 — запасы снега: 2 — мерзлотные горизонты: 3— верховодка; 4 — инфильтрация верховодки

Аналогичные данные приводит и В.Д. Тонконогов (1971) для крайнесевер­ных территорий лесной зоны.

Поэтому здесь сразу после снеготаяния непосредственно на поверхнос­ти, а позднее — в верхней части профиля легких почв на водоупорном мерз­лотном горизонте сосредоточен

значительный объем медленно испаряющейся застойной влаги (рис. 18.2).

Наконец, аналогичные яв­ления наблюдал и В.А. Кузьмин (1972), изучавший режим влаж­ности и температуры песчаных мерзлотных почв Чарской кот­ловины Северного Забайкалья.

Автор указывает, что характер­ной особенностью подзолистых песчаных почв является наличие сильно увлажненного надмерз­лотного горизонта.

Эти данные Елагина, Изо­това, Тонконогова, Кузьмина идр., а также наши наблюдения позволяют предложить обоб­щенную схему для иллюстрации механизма и объяснения причин избыточного увлажнения подзолистых почв северных районов таежной зоны, из которой следует, что наиболее выра­женные легкие подзолистые горизонты приурочены главным образом к уча­сткам аккумуляции поверхностного стока на мерзлотном водоупоре.

Выше упоминались наблюдения Тонконогова за скоростью разрушения снегового покрова в северотаежной зоне и отмечалось, что снеговой паводок проходит по мерзлотной почве, а вешние воды застаиваются в понижениях и на плакорах почти в течение месяца. Замечательное совпадение заключается в том, что и железо-гумусовые подзолы, по данным этого автора, также встре­чаются на пониженных элементах рельефа. Анализируя характер почвенно­го покрова по крупномасштабным картам ключевого участка, Тонконогов (1971) пишет, что «неоподзоленные почвы чаще всего приурочены к выров­ненным участкам повышений и склонам с выраженной крутизной. Напро­тив, на пологих склонах и в неглубоких понижениях (т.е. там, где весной на мерзлоте аккумулируются воды склонового стока. — Ф.З.) преобладают глу- бокооподзоленные почвы с мощностью А2 до12 см» (с. 218).

В связи с этим следует отметить, что возникновение восстановительных условий в результате такого обводнения поверхностных горизонтов, паде­ние окислительно-восстановительного потенциала и переход в подвижное состояние несиликатного железа могут наблюдаться ранней весной (и осе­нью) при весьма низкой температуре почв —1...—2 °С [Кауричев, Малий, 1973].

Таким образом, концепция об автономности и мезоморфности подзоли­стых почв, залегающих на хорошо фильтрующих песках при глубоком поло­жении грунтовых вод, должна рассматриваться более полно, с привлечением прежде всего материалов режимных наблюдений. Поэтому и дифференциация

почв со светлыми кислыми элювиальными (т.е. подзолистыми) горизонтами на две генетически независимые группы, из которых одна формируется в результате кислотного гидролиза алюмосиликатов на хорошо дренируемых, а вторая — в результате элювиально-глеевых явлений на слабопроницаемых породах, необоснованна.

Из изложенного следует иной вывод. Кислотное воздействие только тог­да завершается морфологически выраженным оподзоливанием профиля, когда оно осуществляется в условиях анаэробиоза, обусловленного избыточным увлажнением, независимо от состава почвообразующих пород на фоне глее­образования при застойно-промывном водном режиме.

Исследования подзолообразования на песках при глубоком залегании грун­товых вод были предприняты нами [Зайдельман, Банников, 1996] в условиях южной тайги. Полученные данные, приведенные на рис. 18.3 и 18.4, позволя­ют признать, что они полностью совпадают с итогами исследований почв в средней и северной тайге. Таким образом, установлено, что и в лесной зоне на мощных песках при глубоком залегании грунтовых вод подзолистые или опод­золенные легкие почвы возникают только в результате переувлажнения и ог­леения на фоне застойно-промывного режима. Причиной оглеения в таких условиях и образования подзолистых горизонтов является возникновение вес­ной верховодки в профиле легких почв на мерзлотном водоупоре.

В этой связи необходимо подчеркнуть, что сущностью и принципиальной особенностью глееобразования является воздействие органических кислот на

Рис. 18.3. Зональные особенности гидро­термических условий формирования бурых (а), бурых оподзоленных (б) и подзолистых (в) почв на водоразделах полесий в ареа­лах песчаных почвообразующих пород при глубоком залегании грунтовых вод (схема) Условные обозначения: а) бурые почвы. Преиму­щественно территории зоны широколиственных лесов и лесостепи. Весной в период снеготаяния верховодка в поверхностных слоях отсутствует. Снеготаяние по талой хорошо водопроницаемой почве. Анаэробные условия и глееобразованне не выражены (по данным П.П. Рогового (1972) и др.); б) бурые оподзоленные почвы. Преимуществен­но южнотаежная подзона. Кратковременно сезон­но-мерзлотные почвы. Весной кратковременная (3-4 недели) верховодка на мерзлотном водоупо­ре в период снеготаяния и после его заверше­ния. Анаэробные условия и глееобразованне в по­верхностных слоях на протяжении 2-3 недель [Зайдельман, Банников, 1996]; в) подзолистые (дерново-подзолистые) почвы. Преимуществен­но средняя и северная тайга. Длительно сезон­но-мерзлотные почвы. Весной продолжительная (1-2 месяца) верховодка на мерзлотном водо­упоре в период снеготаяния и после его завер­шения. Анаэробные условия и глееобразованне в поверхностных слоях профиля на протяжении 4-5 недель [Елагин, Изотов, 1968]. 1 — высота снежного покрова; 2 — мощность мерзлоты, см;

3 — верховодка на мерзлотном водоупоре

Рис. 18.4. Формирование верховодки на мерзлотном водоупоре в профиле бурой оподзоленной псевдофибровой песчаной почвы на мощных флювиогляциальных пес­ках в ранневесенний период и основные элементы гидрологического режима. Грун- товые воды на глубине 3,5 и более метров. Рязанская Мещера. Спас-Клепиковский стационар

Категории влажности: 1 — менее 0,7 НВ; 2 — 0,7 НВ-НВ; 3 — НВ-0,3 ПВ; 4 — 0,3 ПВ-0,7 ПВ; 5— менее 0,7 ПВ-ПВ; 6 — ПВ (верховодка); 7 — мерзлота

минеральный субстрат в анаэробной среде. При этом глееобразование может осуществляться в двух крайних вариантах, различных по своему воздействию на минеральный субстрат.

Во-первых, в условиях застойного водного режима, когда продукты ре­акций остаются (в основном или полностью) в сфере реакций. В этом случае из минерального субстрата ограниченно выносятся преимущественно ме­таллы с переменной валентностью — железо и марганец — в результате их диффузии к зонам аэрации (трещинам, крупным порам, зонам раздела и др.). При этом минеральный субстрат подвергается ограниченному обезжелезне­нию, а его pH не меняется или слабо подщелачивается. Глееобразование при застойном водном режиме происходит в анаэробных условиях, преимуще­ственно при равновесном состоянии между содержанием железа, марганца и других металлов в жидкой и твердой фазах системы раствор—почва.

Во-вторых, оглеение может происходить в условиях застойно-промывно­го водного режима. Это наиболее распространенный случай глееобразования. Глееобразование при застойно-промывном режиме происходит в условиях преимущественно неравновесного состояния между содержанием железа, марганца и других металлов в жидкой и твердой фазах системы раствор- почва и сопровождается постоянным выносом продуктов реакции из их сферы инфильтрационными водами. С током гравитационной влаги из минераль­ного субстрата в анаэробных условиях интенсивно выносятся не только же­лезо и марганец, но и алюминий, кальций, магний, фосфор, ил. Происходит интенсивное подкисление среды, относительное накопление кварца и фор­мирование светлых, кислых элювиальных горизонтов. Глееобразование в ус­ловиях застойно-промывного водного режима на кислых, выщелоченных и нейтральных породах является единственной причиной возникновения под­золистых горизонтов и подзолистых почв. Это позволило автору высказать утверждение о том, что подзолообразование является одной из форм глееобра­зования, когда этот процесс осуществляется на кислых или выщелоченных породах на фоне застойно-промывного водного режима. Вне этих условий подзолообразование на породах любого генезиса и состава проявиться не может. Именно поэтому оглеение не может являться пусковым механизмом подзолообразования, как полагал С.П. Ярков (1961). Подзолообразование яв­ляется одной из форм глееобразования, которая реализуется в условиях зас­тойно-промывного водного режима на кислых или выщелоченных породах, свободных от сульфатов. Это положение было сформулировано автором ра­нее, в 1974 г., на основе главным образом натурных исследований. Позднее оно было обосновано модельными и дополнительными исследованиями в природных условиях [Зайдельман, 1998).

Эта концепция автора была признана научным открытием с приорите­том от 1974 г. [Зайдельман, 1996].

Теперь попытаемся систематизировать факторы, определяющие в раз­личных условиях застойно-промывной водный режим поверхностных гори­зонтов, их периодическое оглеение и формирование светлых кислых элюви­альных (подзолистых) горизонтов. Это могут быть суглинистые и глинистые, а также мерзлотные (на песках) горизонты, на которых задерживается верхо­водка. Периодическое переувлажнение может быть связано с пульсирую­щим режимом грунтовых вод. Наконец, поверхностное переувлажнение во многих странах Северной и Средней Европы с мягкой зимой и влажным летом обусловлено аккумуляцией влаги на поверхности легких почв мощной мертвопокровной подстилкой или слаботорфованной массой органики, иг­рающей роль губки и удерживающей на поверхности почвы значительную массу воды (рис. 18.5).

Приуроченность неоподзоленных почв к территориям, свободным от переувлажнения поверхностных слоев, и, напротив, оподзоленных и подзоли­стых — к ареалам с явным переувлажнением, при котором, однако, еще сохраняется застойно-промывной водный режим, — явление, широко рас­пространенное в природе. Оно наблюдалось многими авторами. В дополне­ние к ранее рассмотренным работам следует обратить внимание на те иссле­дования, в которых это явление изучалось вне границ таежной зоны.

Бурые почвы под пологом темнохвойного леса на поверхностях со зна­чительными уклонами, исключающими застой верховодок, встречаются в

18. Глееобразование - глобальный почвообразовательный процесс. Его связь с другими... 621

Рис. 18.5. Причины периодического избыточного увлажнения поверхност­ных горизонтов подзолистых почв разного гранулометрического состава / — суглинистые и глинистые подзолистые почвы. Застой влаги снеговых павод­ков и дождей на поверхности иллювиальных горизонтов; // — песчаные (супесча­ные) подзолистые почвы. Застой влаги снеговых паводков на поверхности мерз­лотного горизонта; III — песчаные (супесчаные) подзолистые почвы. Избыточное увлажнение поверхностных горизонтов грунтовыми водами; IV — песчаные (су­песчаные) подзолистые почвы в районах муссонного и приморского климата. Из­быточное увлажнение связано с продолжительными осадками и длительной акку­муляцией влаги влагоемкой подстилкой; 1 — суглинок, глина; 2 — супесь, песок;

3 — мерзлота; 4 — органическая масса подстилки

Карпатах. Однако в тех же условиях, но на плоских участках или в депресси­ях, т.е. там, где сброс гравитационной влаги ослаблен и возникают условия застойно-промывного режима в профиле почв, формируются элювиальные горизонты, нередко достигающие значительной мощности. По данным по­чвенной карты Закарпатской области, составленной Е.Н. Рудневой (1960), наиболее высокие территории заняты здесь горно-лесными темно-бурыми кислыми неоподзоленными и слабооподзоленными почвами, затем ниже по склону — светло-бурыми кислыми неоподзоленными и слабооподзоленны­ми и, наконец, на относительно выровненных территориях — бурыми опод- золенными поверхностно-оглееными суглинистыми и глинистыми почвами. Такие почвы обычно встречаются в горных районах с относительно теплой зимой — на Карпатах, в Южном Приморье, на Кавказе. От водоразделов к минимальным гипсометрическим уровням они обычно образуют следующие ряды почв: 1) бурые — буро-подзолистые — лугово-глеевые; 2) бурые — буро­подзолистые — субтропические подзолы — болотно-подзолистые идр.

Подобные почвы широко распространены в гумидных ландшафтах Ев­ропы. Эти ряды почв подчеркивают определяющее значение оглеения на фоне застойно-промывного водного режима и кислой реакции поверхност­ных слоев профиля для формирования подзолистых горизонтов.

Пространственная эволюция бурых почв под влиянием избыточного ув­лажнения на тяжелом суглинке — элюво-делювии красноцветных девонских песчаников — описана Бриджем и Клейденом [Bridges, Clayden, 1971], Брид­жем [Bridges, 1974] в Южном Уэльсе. В этом районе с относительно теплым и влажным климатом (среднегодовая сумма осадков 1000—1100 мм, темпера­тура +10,9 °С) удалось проследить, как на одной и той же породе под влия­нием избыточного увлажнения в почвах, занимающих наиболее высокие от­метки, вначале наблюдается увеличение подвижности железа и образование на контакте аккумулятивных и иллювиальных горизонтов бурых почв скоп­лений аморфной гидроокиси железа — пенов.

В английской систематике такие почвы получили весьма выразительное название — бурозем полутороокисный (sesquioxidic brown earth). Они отли­чаются от типичных бурых почв наличием характерного маломощного желе­зистого пена (0,5 см) в поверхностных слоях профиля.

Ниже по рельефу под влиянием более интенсивного увлажнения на суг­линистых отложениях возникает гумусово-железистый подзол (humus-iron podsol) с мощным (15—30 см) подзолистым горизонтом. Наконец, в депрессиях фор­мируется торфяная глеевая почва (peaty gley soil), в которой подзолистый горизонт отсутствует. По данным Болла [Ball, 1966], буро-подзолистые по­чвы на суглинистых породах широко представлены на Британских островах.

Эти данные, а также изложенный выше экспериментальный материал и стационарные исследования позволяют утверждать, что подзолистые гори­зонты вне анаэробных условий, вызванных избыточным увлажнением на фоне застойно-промывного водного режима поверхностных горизонтов, не формируются вообще. Поэтому увеличение мощности подзолистого гори­зонта, наблюдаемое на начальных этапах оглеения, объясняется не тем, что в этих условиях происходит, как часто полагают, взаимное наложение двух одинаково направленных, но различных по своему существу процессов поч­вообразования, а тем, что подзолообразование при увеличении продолжи­тельности застойных явлений может получить наиболее благоприятные ус­ловия для своего развития.

Однако как на песчаных, так и на суглинистых породах морфологиче­ские признаки оподзоливания усиливаются адекватно степени гидромор­физма лишь до тех пор, пока увеличение продолжительности анаэробных условий сочетается с усилением промывного режима поверхностных гори­зонтов. Если почвенный профиль оказывается в условиях интенсивного за­болачивания, то обычно формирование подзолистых горизонтов подавлено или они отсутствуют вообще. В зависимости от конкретных условий эти взаимосвязи между степенью выраженности подзолистых горизонтов, гид­роморфизмом профиля и гидрологическим режимом оказываются весьма

Рис. 18.6. Изменение мощности горизонтов (см) А1 +А2 (А1А2 — для супесчаных глубокооглеенных почв, III) и А2 в дерново-подзолистых почвах разного механиче­ского состава

Почвы: I — тяжелосуглинистые; // — легкосуглинистые; III — супесчаные

различными (рис. 18.6). Важно подчеркнуть, что профиль не только явно оглеенных, но и свободных от цветовых признаков оглеения подзолистых почв формируется в результате активного несбалансированного выноса (пе- рераспредеделения) железа из мелкозема или из плазмы мелкозема.

Таким образом, до тех пор пока сохраняются условия для глееобразова­ния на фоне застойно-промывного режима, независимо от степени его про­явления повсеместно и непременно возникают почвы с элювиальной или элювиально-иллювиальной дифференциацией профиля и светлыми (беле­сыми) кислыми элювиальными горизонтами (т.е. подзолистые и болотно­подзолистые почвы).

Этот процесс имеет глобальный характер. Подзолистые почвы с явными морфохроматическими признаками глееобразования в условиях застойно­промывного режима описаны в Австралии [Prescott, 1944], в тропических лесах бассейна р. Амазонки [Клинге, 1971], в переменно-влажных тропиках Лаоса [Шишов, Андроников идр., 1996] и во многих других регионах Земли.

Таким образом, мы еще раз подчеркиваем тождество механизма образо­вания светлых кислых элювиальных горизонтов. Для этого необходимо и достаточно глееобразования в условиях застойно-промывного режима на кислых или нейтральных породах независимо от их генезиса и состава. Этот процесс возможен повсеместно. Он может быть приурочен к любому поясу Земли, но чаще всего проявляется, по понятным причинам, в условиях гу- мидных таежных, субтропических и тропических ландшафтов.

Вся сумма изложенных данных позволяет признать, что подзолообразо­вание не является следствием «старта» или «пуска» этого процесса глееобразо- ванием. Оно не является также отражением влияния двух, трех или большего числа макропроцессов почвообразования. Подзолообразование есть единствен­ная естественная форма глееобразования, когда последнее происходит в усло­виях застойно-промывного водного режима на кислых, нейтральных и выщело­ченных породах. Почвы с такими поверхностными горизонтами при кратковременном переувлажнении могут и не нести холодной (глеевой) ок­раски профиля. Об их оглеении в этом случае, однако, свидетельствует само наличие светлого элювиального горизонта, а также присутствие конкреций в мелкоземе, несбалансированный вынос несиликатного железа из всей его массы, из его ила или из ила кутан. При более длительном переувлажнении в суглинистых и глинистых почвах появляются мраморовидная окраска ил­лювиального горизонта, сизовато-серый цвет кутан, глееватые и глеевые го­ризонты, ряд других четких и легко воспринимаемых признаков оглеения.

Неслучайно поэтому на кислых породах при обеспеченном дренаже на повышениях под пологом хвойных лесов и кислой моровой подстилкой на фоне промывного режима (т.е., казалось бы, при наличии всех условий, не­обходимых для подзолообразования) подзолистые почвы отсутствуют. В та­ких условиях формируются бурые недифференцированные почвы, на повер­хности которых не задерживаются талые воды.

Однако на плоских участках водоразделов или в западинах, на ледовых водоупорах возникают периодический застой влаги и благоприятные усло­вия для глееобразования. В такой ситуации при застойно-промывном режи­ме на кислых или выщелоченных породах появляются светлые кислые гори­зонты, в которых по сравнению с породой происходит вынос двух- и трехвалентных металлов, обезыливание и подкисление, распад первичных алюмосиликатов. Это и есть подзолообразование — одно из проявлений глееобразования, а возникающие в таких условиях почвы — его материальное отражение. Такая оценка подзолообразования обусловлена не только тем, что она объективно отражает существо процесса и генезиса подзолов и под­золистых почв, но и тем, что определяет ответы на многие актуальные теоретические и прикладные вопросы. Становятся очевидными положитель­ные ответы на вопросы: возможно ли оподзоливание почв на современных пашнях, является ли подзолообразование реликтовым или рецентным про­цессом, каким образом и почему мощность подзолистого горизонта тесно связана со степенью оглеения почв и многие другие.

В практическом отношении этот подход содержит важную прогности­ческую информацию и ответы на вопросы о том, почему дренаж часто спо­собствует увеличению мощности подзолистого горизонта в осушенных по­чвах; почему уплотнение провоцирует развитие оподзоленности почв; почему происходит формирование оподзоленных почв при орошении и переполиве черноземов и каштановых почв пресными неминерализованными водами; почему необходима организация поверхностного стока в условиях избыточ­ного увлажнения и др. Такой подход объясняет взаимосвязь признаков по­чвенного гидроморфизма с гидрологическим режимом почв; позволяет раз­работать систему прикладной диагностики почв гумидных ландшафтов; прогнозировать изменение плодородия почв в результате применения раз­личных способов гидромелиорации ит.д.

Предлагаемая нами концепция подзолообразования актуальна еще и по­тому, что восстанавливает преемственность современных воззрений с теми справедливыми взглядами на генезис подзолов и подзолистых почв, которые были сформированы ее основоположниками в самом начале становления почвоведения как науки.

18.2.

<< | >>
Источник: Зайдельман Ф.Р.. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов: учебник. — М.: КДУ,2009. — 720 с.. 2009

Еще по теме ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЕ И ПОДЗОЛООБРАЗОВАНИЕ:

  1. ОГЛАВЛЕНИЕ
  2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТАВА ПОЧВЕННЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ГЛЕЕОБРАЗОВАНИИ
  3. ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЕ И ПОДЗОЛООБРАЗОВАНИЕ
  4. РОЛЬ ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ БУРЫХ ЛЕССИВИРОВАННЫХ ПОЧВ
  5. ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЕ И ПСЕВДООГЛЕЕНИЕ. СВЯЗЬ ГЛЕЕОБРАЗОВАНИЯ С ГЕНЕЗИСОМ ПОЧВ ТИПА ПСЕВДОГЛЕЙ И ПСЕВДОПОДЗОЛ
  6. ИСТОРИЯ ВОПРОСА (КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ)
  7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  8. ЛИТЕРАТУРА
  9. предметный указатель