Почвенно-геохимические ландшафты

Судьба продуктов почвообразования на водоразделах с близкими или глубокими грунтовыми водами, озерных и речных террасах или в подводных условиях настолько различна, что большинство ученых всегда считали необходимым выделять характерные типы рельефа (ландшафты) и связанные с ними типы почвообразования (работы Г. Н. Высоцкого, Н. А. Димо, К. Д. Глинки, Б. Б. Полынова, А. де Молона, Кубиены и др.).

Учение о почвенно-геохимических ландшафтах сложилось в последние 30—40 лет на основе исследований ряда советских ученых: М. А. Глазовской, В. В. Добровольского, В. А. Ковды, К. И. Лукашева, Д. П. Малюги, А. И. Перельмана и др.

В пределах плато и водоразделов, склонов и террас, низменностей и депрессий обособляются территориальные геохимические единицы — ландшафты, определяемые границами однородных по генезису и формам рельефа однотипных почв и биоценозов. Эти территориальные единицы связаны особенностями и элементами водного режима, обменом продуктами биогенеза, выветривания и почвообразования и представляют собой закономерную пространственно-генетическую совокупность почвенного покрова и биогеохимических процессов. Поэтому их целесообразно называть почвенно-геохимическими ландшафтами.

Почвенно-геохимический ландшафт характеризуется определенной историей и направлением почвенных процессов и сложившимся типом баланса продуктов выветривания и почвообразования. Различают следующие основные группы ландшафтов.

Автоморфные (автономные, или самостоятельные) ландшафты. Этот тип ландшафтов формируется на плато, водоразделах или на древних высоких террасах. Он характеризуется глубоким уровнем грунтовых вод, отсутствием поступлений растворенных веществ из грунтовых вод в почвенные горизонты, преобладанием геохимического выноса над аккумуляцией, противоречивым сочетанием биологического круговорота веществ, ведущего к аккумуляции органогенов в гумусовой оболочке, и геохимического выноса, ведущего к обеднению почв и коры выветривания.

Необходимо различать первичный автоморфный ландшафт, связанный с водоразделами и формированием элювия на изверженных или плотных осадочных породах, и вторичный автоморфный ландшафт, возникающий на поднятых древних аккумулятивных равнинах и террасах, где формируется неоэлювий.

Длительность элювиального почвообразования во вторичных автоморфных ландшафтах меньшая: обычно в них также можно констатировать реликтовые признаки древней аккумуляции продуктов почвообразования и биогенеза, принесенных в прошлом со стороны.

Гидроморфные транзитные (капиллярно-гидроморфные, супераквальные) ландшафты. Эти ландшафты формируются обычно на I и II аккумулятивных речных, приморских или озерных террасах или эквивалентных им низменностях. Грунтовые воды здесь лежат обычно близко к поверхности (< 3—4 м) и во многих случаях через кайму капиллярно-пленочных восходящих растворов в той или иной мере оказывают влияние на почвообразовательные процессы и жизнедеятельность растительного покрова. В этих условиях происходит частичная аккумуляция продуктов выветривания, почвообразования и биогенеза, выносимых грунтовыми водами из автономных ландшафтов водораздела и высоких террас.

Гидроморфные ландшафты являются как бы переходными, транзитноаккумулятивными. Здесь происходит частичное суммирование деятельности биологического круговорота, аккумулирующего органогенные соединения в почвах, и геохимических процессов накопления продуктов, приносимых грунтовыми водами со стороны. Для таких наиболее подвижных соединений, как хлориды и сульфаты щелочей, область супераквальных ландшафтов является областью транзита. Для карбонатов кальция, соединений фосфора, марганца, железа и кремния этот ландшафт чаще является аккумулятивным.

Аккумулятивные гидроморфные ландшафты. Данные ландшафты формируются на отрицательных элементах рельефа, в дельтах и поймах, первых надпойменных террасах, в подводных условиях лагун, эстуариев, морского мелководья или озер, а также в зоне подтопления суши, т. е. на низких затопляемых террасах с близкими грунтовыми водами.

Эти ландшафты в почвенно-геохимическом отношении генетически «несамостоятельны», так как они получают значительную часть продуктов выветривания, почвообразования и биогенеза со стороны с водным твердым и химическим стоком, а также в виде эоловых и атмосферных отложений. Направление биологического круговорота веществ и направление геохимических процессов здесь совпадают полностью. И первое, и второе приводит к обогащению ландшафта элементами минерального питания растений и подвижными соединениями разного типа.

Здесь также целесообразно различать две разновидности ландшафтов: бессточные (недренированные), когда все продукты водного твердого и химического стока, поступающие со стороны, сохраняются в пределах ландшафта и накапливаются в нем, и частично дренированные, когда часть наиболее подвижных продуктов уносится водами поверхностного или подземного стока.

В каждой из природных биоклиматических зон формируется самостоятельный тип сочетания почвенно-геохимических ландшафтов. В условиях пустынь и полупустынь водоразделы обычно представлены остаточно засоленными карбонатными и лёссовыми толщами с потенциально плодородными почвами. Древние высокие террасы заняты сероземами, такыровидными и такырными почвами. Аккумулятивные ландшафты представлены сульфатно-хлоридными, хлоридными и хлоридно-нитратными солончаками, шорами, соляными грязями, солевыми озерами.

В области степей водоразделы заняты черноземами на карбонатных лёссовидных суглинках и лёссах, а террасы лугово-черноземными почвами, часто с содовыми солонцами и содовыми солончаками. Для аккумулятивных ландшафтов характерны лугово-болотные или лугово-солончаковые почвы и солончаки содового и содово-сульфатного типа засоления.

В области сухой степи автономные ландшафты заняты карбонатными лессовидными суглинками и глинистыми отложениями, в которых обычны остаточные соли. Почвы относятся к группе каштановых. На террасах формируются солонцовые почвы в комплексе с каштановыми; и те и другие содержат обильные скопления извести, гипса и легкорастворимых солей. Для аккумулятивных ландшафтов характерны корковые, хлоридно-сульфатные солонцы, солончаки, соляные озера и грязи.

Ландшафты тропической зоны характеризуются отсутствием наиболее подвижных продуктов выветривания и почвообразования. Для водоразделов и древних высоких террас характерны аллитная и ферраллитная кора выветривания (бокситовая при крайних степенях выветривания, как на Гавайских островах) и кислые красноземные и желтоземные почвы. Переходные элювиально-аккумулятивные ландшафты на средних террасах заняты каолинитовыми красноцветными почвами; иногда они обогащены соединениями алюминия, железа, марганца, образующими так называемый латерит низкого уровня и вторичные бокситы. В аккумулятивных ландшафтах формируются своеобразные лугово-болотные почвы с резко выраженным накоплением железа, марганца, органического вещества. Иногда здесь присутствует углекислый кальций, монтмориллонит, развиты слитые черные почвы.

В саваннах и муссонных тропиках Азии, Америки и Африки в аккумулятивных и гидроморфных ландшафтах наблюдаются скопления аморфного и кристаллического кремнезема, образование глинистых черных монтмориллонитовых почв, скопления углекислого кальция, а иногда соды.

Примеры почвенно-геохимических ландшафтов в различных природных зонах (сочетание коры выветривания и почв)

В лесных областях Севера на древних водоразделах формируются кислая сиаллитная кора выветривания, кислые, бурые или подзолистые почвы.

Склоны и террасы переходных элювиально-аккумулятивных ландшафтов заняты дерново-подзолистыми или глеево-подзолистыми почвами, в которых накапливаются микростяжения железа и марганца и вторичный кремнезем.

Аккумулятивные ландшафты характеризуются образованием ясно выраженных железистых и марганцевых аккумуляций, конкреций, пластов (ортштейн), вивианита, торфяников низинного типа, а в условиях мелководных водоемов — болотно-озерной руды.

Дифференциация продуктов выветривания и почвообразования далеко не исчерпывается особенностями макроландшафтов. Горизонтальная и вертикальная дифференциация продуктов выветривания и почвообразования резко выражена в таких генетически и геоморфологически целостных образованиях, как поймы, дельты или водоразделы. Здесь дифференциация идет уже в пределах элементов микро- и мезорельефа и обусловливает комплексность почвенного покрова.

Впадины на водоразделах или на древних высоких террасах, получая дополнительные массы воды за счет поверхностного стока, всегда характеризуются относительно большей выщелоченностью подвижных продуктов, чем окружающее пространство. Вместе с тем вокруг впадин в виде геохимических колец обычно формируются полосы перераспределения и вторичной аккумуляции локально вымытых веществ. В условиях пустынь и сухих степей легкорастворимые соли, выносясь из почвы и грунтов впадин мезорельефа, аккумулируются в окружающих грунтах, образуя кольца солончаков и солонцов. В степях из таких впадин выносятся карбонаты кальция и гипс.

В условиях подзолистых и глеевых почв в подобных впадинах усиливается транспорт полуторных окислов. Окружающие впадину повышения мезо — и микрорельефа аккумулируют перемещенные массы соединений железа, марганца, кремнезема. Мезорельефные повышения быстрее просыхают и меньше увлажняются, интенсивнее нагреваются летом и более энергично проветриваются. Поэтому повышения мезо- и микрорельефа интенсивнее испаряют почвенно-грунтовые воды. В итоге образующиеся в пределах почвенно-геохимических микроландшафтов подвижные соединения аккумулируются на положительных элементах микрорельефа.

В пустынях на микрорельефных повышениях происходит аккумуляция наиболее подвижных солей, в частности хлоридов и нитратов. В условиях заболоченных почв Севера на таких повышениях аккумулируются кремнезем, окислы алюминия, железа и марганца, иногда углекислый кальций.

Все это свидетельствует о том, что формирование почв является следствием не только вертикального нисходящего движения продуктов выветривания и почвообразования, но и непрерывно текущих процессов горизонтального их движения и вертикального перераспределения.