О структуре вертикальной зональности почв Дагестана

УДК 631.44

О СТРУКТУРЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ ПОЧВ ДАГЕСТАНА © 2008 г. З.Г. Залибеков, М.А. Баламирзоев, А.Б. Биарсланов, Д.Б. Асгерова, М.З. Залибекова

The article is devoted to common laws of mountain, foothill and flat automorphic soils spreading in Daghestan with characteristics of place and areas in the system of vertical (foothill, high-altitude-expositional) zonality. Determined differences in high-altitude marks of the same soils on different expositions let us differentiate borders of soils' zones with taking into consideration expositional orientation and pluviometric gradient of precipitation.

Распространение отдельных типов почв и изменение их состава и свойств в горных и равнинных условиях подчинено закону горизонтальной и вертикальной зональности в различных вариантах его проявления [1-3]. Проведенные исследования по географии почв Дагестана в 70-80-е гг. и анализ современного состояния позволили дополнить общие закономерности распространения почв горных территорий выделением гумидно-предгорной, аридно-предгорной барьер-но-высотной и высотно -экспозиционной зональности, обусловленной прямым и косвенным влиянием горных систем [4-8]. Однако влияние фактора высоты местности и специфики горного рельефа на распространение почв в зональном аспекте претерпывают заметные изменения как во времени, так и в пространстве [9, 10]. Эти изменения отражаются в распределении ареалов и границ почв в зависимости от высотных отметок и экспозиционной ориентации. Наиболее существенные изменения формируются в естественной структуре зональности и вертикальной протяженности почвенных зон, отражая влияние наметившейся тенденции климатических изменений. Современные представления о вертикальной зональности почв Дагестана основываются на результатах исследований, утверждающих размещение различных типов почв преимущественно по высотным отметкам, характерным для северо-восточных и восточных экспозиций.

Сумма площадей по указанным экспозициям занимает 30-40 % общей территории, тогда как параметры подавляющей части (60-70 %) почв горного Дагестана не соответствуют установленным высотным отметкам.

Кроме того, границы, ареалы площади отдельных типов почв претерпывают изменения на фоне общей динамики развития почвообразовательных условий. Эти обстоятельства подчеркивают необходимость проведения исследований по почвам горных территорий с оценкой характера влияния не только высотных отметок, но и экспозиции, крутизны склонов и геолого-геоморфологического строения территории.

Целесообразность такого подхода была подчеркнута при изучении закономерностей размещения почв краевой полосы предгорий Дагестана, где отмечено, что рекомендуемая схема размещения почвенных зон «далеко не всегда отражает реально существующую смену биоклиматических условий, которая формируется под воздействием высотных и солярно-экспозиционных различий» [9].

Учитывая значимость познания закономерностей распространения отдельных типов почв и их ареалов, нами предпринята попытка выяснить на примере почвенных зон горных, предгорных, равнинно-предгорных районов Дагестана различия, формирующиеся в экспозиции и высотных отметках естественных и антропогенно измененных их границ. Методическая основа работы базируется на учете данных по сравнительной оценке структуры природной зональности почв и занимаемых ими ареалов с аналогичными показателями, полученными в конце 60-х гг. прошлого века [11-13]. Структура вертикальной зональности и естественных границ отдельных типов почв иллюстрирует четкую дифференциацию высотных отметок в зависимости от экспозиционной ориентации (табл. 1).

Таблица 1

Тип почв Экспозиция, высоты, м Ландшафтный пояс

Северная Восточная Западная Южная

Каштановые 150 200 250 350 Засушливые, полупустынные степи

Коричневые 150 350 300 500 Лесостепи и кустарники

Горные бурые лесные 400 600 450 750 Мезофильные леса

Горно-каштановые 600 900 800 1000 Горные сухие степи

Горные лугово-степные 950 1150 1100 1200 Горные луговые степи

Горные черноземы 900 1000 1200 - Горные степи

Горно-луговые черноземовидные 1000 1100 1100 1200 Горные лугостепи

Горные лугово-лесные 1150 1200 1300 - Субальпийская лесо-луговая зона

Горно-луговые типичные 1150 1250 1200 1400 Субальпийские луга

Горно-луговые дерновые 1400 1450 1500 2200 Суальпийские высокотравные луга

Горно-луговые маломощные 2000 2100 2200 2300 Альпийские низкотравные луга

Горно-луговые примитивные 2500 2600 2600 2800 Субальпийский пояс изреженных примитивных лугов, мхов и лишайников

Снега и ледники 3500 4000 4000 - Нивальный пояс вечных снегов и ледников

Структура зональности почв в зависимости от высоты местности и экспозиций склонов горного Дагестана

Исходной основой определения современных границ основных типов почв послужили результаты исследований авторов и опубликованные фондовые материалы [14-16], различия которых сведены в единую систему. Естественные границы отдельных типов почв согласуются с общепринятой структурой вертикальной зональности, обусловленной влиянием горных систем. Выявленное разнообразие в размещении ареалов почв по высотным отметкам и экспозиций показывает наличие существенных различий в показателях водно-теплового режима в зависимости от крутизны и экспозиционной ориентации склонов.

Приведенная структура (табл. 1) вертикальной зональности почв включает основные типы, характеризующие нижние границы высотных отметок по отдельным экспозициям. Каштановые почвы, представляющие нижний спектр вертикальных зон в равнинной зоне, размещаются в пределах отметок 150-350 м. Различия в высотных их отметках по экспозициям (включая и переходную полосу равнинной территории к предгорьям) небольшие, и по этой причине экспозиционная дифференциация в переходной полосе от равнинной зоны к предгорной проявляется в слабой степени. При антропогенных воздействиях границы каштановых почв в переходной полосе сохраняются на типовом уровне, так как освоенные варианты изменяются на уровне видовых и подтиповых различий.

Переход к вышерасположенной зоне коричневых почв сухих лесов и кустарниковых лугостепей сопровождается увеличением высотных отметок ареалов и их естественных границ. Высотные отметки коричневых почв по экспозициям характеризуются: на южных (500 м) и северных склонах высотные отметки (150 м) подвергаются относительному уменьшению и составляют до 350 м; восточных и западных соответственно - 200-250 м. По сравнению с более увлажненными условиями склонов северной ориен-

тации на восточных и западных склонах высотные отметки коричневых почв поднимаются до 300-350 м. Вышележащий спектр зоны коричневых почв занимают лесные бурые мезофильных лесов, располагаясь в пределах отметок 400-750 м. Различие в экспозиционной дифференциации достигает значительной величины - более 300 м.

Экспозиционная дифференциация рассматриваемых почв свидетельствует о ведущей роли процесса перераспределения осадков по различным элементам рельефа. Установленный для Дагестана плювиомет-рический градиент (увеличение количества осадков в зависимости от высоты местности на каждые 100 м) соответствует в основном склонам северо-восточной ориентации в пределах высотных отметок 500-1500 м - 60-80 мм. По восточным и западным склонам градиент падает до 36-40 мм, минимальная величина его характерна для южных экспозиций (табл. 2).

Плювиометрический градиент осадков природных регионов имеет условный характер, и его показатели изменяются неравномерно. Это объясняется расчлененностью горного рельефа и отсутствием условий для свободной циркуляции воздушных масс. Приведенные данные по регионам получены расчетным путем, используя среднемесячное, годовое количество осадков за теплый и холодный периоды года за 50-летний период наблюдений [16]. Объективность характеристики экспозиционных различий в количестве осадков не вызывает сомнений. Доказательством этого является общее изменение климатического фактора, связанного с процессами, вызывающими смещение зональных границ под влиянием изменяющихся условий почвообразования и прежде всего гидротермического режима склонового рельефа. Относительно распределения почв на плоскогорьях, плато и элементах межгорных равнин следует отметить наличие аналогии (в большинстве случаев) в занимаемых позициях одноименных разновидностей по восточным и западным склонам.

Изменение плювиометрического градиента по отдельным природным регионам горного Дагестана

Регион Экспозиция Высота, м Плювиометрический градиент осадков, мм Кол-во осадков за год Кол-во осадков относительно северной экспозиции, %

Северо- С 600-800 100

западное предгорье В З Ю 200-1000 60-80 360-560 300-480 120-240 60-70 50-60 20-30

Центральное С 500-600 100

среднегорье В З Ю 10002000 20-30 300-480 200-300 150-240 60-80 40-50 30-40

Высокогорье С В З Ю >2000 30-40 600-1000 360-600 420-800 360-700 100 60-80 70-80 60-70

Таблица 2

Влияние различий в степени увлажнения отдельных экспозиций на почвообразование связано с увеличением содержания влаги не только в почвенном профиле, но и в атмосфере, организме животных и растений. Выявление склоново-экспозиционной дифференциации вертикальных зон приближает наши знания к объективной характеристике распространения естественных границ и ареалов отдельных типов почв. Применение плювиометрического градиента позволило определить внутри региона отсутствие прямолинейных границ, идущих параллельно горизонталям горного рельефа. Смещение высотных отметок отдельных типов почв по экспозициям склонов выступает в качестве важной особенности естественной структуры вертикальной зональности. В ее образовании важное значение имеют формирующиеся различия в высотных отметках, противоположно ориентированных северных и южных экспозиций. Максимальная разница между северными и южными экспозициями, минимальная - между западными и восточными осложняют структуру, создают пестроту в строении и составе почвенного покрова. Полосу максимальных различий охватывает в предгорьях зоны распространения коричневых почв сухих лесов и кустарников и бурых лесных почв мезофильных лесов; в высокогорной зоне распространения - горнолуговых субальпийских дерновых почв и горнолуговых альпийских.

Следует отметить формирование одноименных типов почв на разных экспозициях и высотах. Бурые лесные почвы мезофильных лесов на восточных склонах предгорий занимают высотные отметки 600 м. В полосе тех же высот на северных склонах распространены горно-каштановые почвы и частично горные лугово-степные почвы. На южных экспозициях последние занимают высоты (11001200 м), как и горно-луговые субальпийские на северных и западных экспозициях. Основная причина - близкая величина суммы годовых осадков и их отношения с радиационным балансом.

В результате сопоставления материалов по распределению склонов различной ориентации с почвенными картами подтверждается присутствие внутри каждой вертикальной зоны определенного соответствия границ типов почв с изолиниями отметок, установленных в структуре вертикальной зональности.

По характеру размещения отдельных типов почв можно отметить наличие различных условий почвообразования по экспозициям на уровне типовых свойств. Размещение ареалов одноименных почв и их сменяемость по разным экспозициям свидетельствуют о наличии аналогий в условиях почвообразования на разных высотных отметках. У горно-луговых дерновых почв высотные отметки на северных склонах опускаются до 1400 м, тогда как на южных экспозициях достигает 2200 м с относительной разницей по сравнению с южными склонами - 800 м. Согласно приведенным данным, экспозиционные различия вы-

сотных отметок одноименных почв укладываются в пределах 200-400 м за исключением горно-луговых дерновых почв. Следует отметить сохранение показателей плювиометрического градиента, установленных для отдельных экспозиций в пределах крутизны до 15° при травянистом покрове и до 30° при лесокус-тарниковом покрове.

Для всех градаций высотных отметок характерны определенные изменения в степени интенсивности почвообразовательных процессов. Экспозиционная дифференциация способствует формированию различий в показателях свойств почвенных горизонтов и дифференциации вертикального профиля почв. Это видно на примере образования горных черноземов и горных, лугово-лесных почв, ареалы которых практически отсутствуют на южных склонах, образуя узкую полосу в вертикальном плане. Смещение почвенных зон и их местоположения известны в литературе как «миграция», обусловленная под влиянием различий «в свойствах» почвообразующей породы. Такое явление объясняется особенностями почвообразующих пород, имеющих локальный характер. Изменение высотных отметок распространения отдельных типов почв по предгорьям и средне-горной полосе представлено на рисунке. Графическое изображение показывает дифференциацию почвенных зон по экспозициям, где отличия в их распространении сводятся к следующему.

1. Одинаковые высотные отметки в разных экспозициях являются одним из ведущих факторов формирования разнообразия в структуре и составе вертикальной зональности почв.

2. Усложнение строения и состава спектра почвенных зон приводит к образованию последовательных рядов перехода от низших таксономических единиц (вид, род) к более высокому уровню -типа почв.

/

ч

ч

С В З Ю Экспозиция

Кривые изменения высотных отметок распространения типов почв по экспозициям склонов. Почвы: 1 - каштановые сухих степей; 2 - коричневые сухих лесов и кустарников; 3 - лесные бурые мезофильных лесов; 4 - горные каштановые; 5 -горные лугово-степные. Экспозиции: С - северная; В - восточная; З - западная; Ю - южная

Высота . м

3500

3000

2500

2000

1500

000

500

0

Смена типов почв по северным склонам происходит при относительной разнице высотных отметок до 200-250 м, тогда как на склонах южной ориентации наблюдается увеличение различий в относительных высотах более чем в 1,5-2,0 раза. При этом выявляется разнообразие почв в высотном протяжении склонов: северных - с дифференциацией типов почв гумидного ряда, с образованием полнопрофильных разновидностей и частой сменяемости почв и ландшафтов; южных -замедленные темпы аридного направления почвообразования, слабая дифференциация морфологического профиля при разной степени участия геолого-геоморфологического строения территории в формировании почв и ландшафтов; восточных, западных - развитием почвообразовательных процессов, тяготеющих к южным склонам при слабой дифференциации морфологического профиля. Переходные границы почвенных зон между экспозициями - резкие, по высотной протяженности постепенные.

Признаки остепнения почв восточных, западных и частично северных склонов имеют прогрессирующий характер; на южных склонах развиваются процессы аридной деградации, отражающие, на наш взгляд, влияние антропогенного фактора и современной тенденции климатических изменений.

Последние десятилетия наблюдается увеличение высотных отметок разных почвенных зон, обусловленное прямым и косвенным влиянием антропогенного фактора. Общая тенденция сдвига границ почвенных зон отмечается при повышении высотных отметок. Максимальная интенсивность антропогенных воздействий проявляется в зонах коричневых почв сухих лесов и кустарниковых лугостепей и лесных бурых почв мезофильных лесов с последующим сведением лесов и использованием в качестве природных кормовых угодий и частично в земледелии. В результате указанные типы почв подвергаются остепнению, сохраняя типовой уровень классификационных признаков. Чередование почвенных зон и их высотные отметки, свойственные данному региону, сохраняются в рамке современной структуры вертикальной зональности.

Антропогенная трансформация почв проявляется в направлении олуговения на склонах северной экспозиции - остепнения по западным и восточным склонам; cклоны, ориентированные к юго-западу, юго-востоку испытывают остепнение и аридную деградацию. Развитие почвенного покрова и ландшафтов, у которых антропогенное воздействие как основная движущая сила почвообразования играет большую роль, сопровождается смещением естественных границ в территориальном плане. Экспозиционное смещение почв

способствует изменению их свойств в пределах видов и разновидностей по степени эродирован-ности, гумусированности задернованности и накапливаемой фитомассе. Общая тенденция изменений - чем выше высота местоположения почвенных зон, тем сильнее тяготеют к луговому режиму на северных склонах, лугово-степному - на западных и восточных склонах.

Установленное разнообразие высотных отметок одноименных почв на разных экспозициях подчеркивает целесообразность дифференциации границ почвенных зон и структуры вертикальной зональности с учетом экспозиционной ориентации и плювиометрического градиента осадков. Выявляется значимость склоново-экспозиционной дифференциации как фактора, обусловливающего ресурсоведческий потенциал почв в условиях непосредственного влияния горных систем. Смещение высотных отметок почвенных зон по экспозициям, сохраняя типовой уровень естественного почвенного покрова, осуществляется сменой его освоенными вариантами в земледелии. Изменение границ вертикальных зон по экспозициям склонов и современное состояние почвенного покрова свидетельствуют об усилении засушливости и тенденции поднятия границ почвенных зон, тяготеющих к аридному климатическому режиму.

Литература

1. Докучаев В.В. К учению о зонах природы. Избр. соч. Т. 3. М., 1949. С. 160-180.

2. Захаров С.А. // Почвоведение. 1934. № 6. С. 40-52.

3. Зонн С.В. // Природные ресурсы Дагестана. Т. 2. М., 1946. С. 46-64.

4. Акимцев В.В. // Тр. Дагестанского сельскохозяйственного института. 1939. Вып. I. С. 5-21.

5. Баламирзоев М.А. Эффективное использование предгорных земель. Махачкала, 1982.

6. Залибеков З.Г. // Изв. Всесоюз. географ. общества СССР. 1971. Т. 103. С. 247-249.

7. Керимханов С.У. // Вопросы рационального использования и повышения плодородия почв Дагестана. Махачкала, 1972. С. 49-66.

8. БаламирзоевМ.А. // Там же. С. 82-92.

9. Зонн С.В. История почвоведения России в XX в. Т. 1. М., 1999; Григорьев А.А. Закономерности строения и развития географической среды. М., 1966.

10. Молчанов Э.Н. // Почвоведение. 1991. № 1. С. 518.

11. Залибеков З.Г. // Изв. Всесоюз. географ. общества СССР. 1964. Т. 96. С. 139-140.

12. Агроклиматический справочник по Дагестанской АССР. Л., 1963.

13. Керимханов С. У., Залибеков З.Г., Баламирзоев М.А. // Тез. докл. IV Делегатского съезда Всесоюз. общества почвоведов. Алма-Ата, 1970. Ч. 1. С. 175-176.

14. Гаджиева З.Х., Соловьев Д.В. // Физическая география Дагестана. М., 1996. С. 150-184.

15. Захаров С.А. // Тр. Юбилейной сессии, посвященной столетию со дня рождения В.В. Докучаева. М.; Л., 1949. С. 69-78.

16. Керимханов С.У. // Почвоведение. 1973. № 2. С. 310.

Дагестанский государственный университет,

Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН, г. Махачкала 9 октября 2007 г.