Почвы речных долин и пойм лесной зоны Нечерноземья

ПОЧВЫ РЕЧНЫХ ДОЛИН И ПОЙМ ЛЕСНОЙ зоны

НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Н.Г. ШИШКИНА, к.б.н., доцент кафедры почвоведения МГУ Л а,

Л.Б. ВОСТОКОВА, к.б.н., ст. научый сотрудник кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ им. М. В.Ломоносова,

П.Н. БАЛАБКО, д.б.н.. заведующий кафедрой земледелия факультета почвоведения МГУ им. М. В.Ломоносова, профессор,

Н.Н. ЛУКЬЯНОВА, аспирантка кафедры географии почв факультета почвоведения МГУ им. М. В.Ломоносова

Поймы рек представляют собой особый тип ландшафта, находящийся в состоянии постоянного развития и преобразования под влиянием геологических и биологических факторов. Почвенный покров пойм отличается исключительной пестротой в пространстве и динамичностью во времени. В поймах могут быть только что образовавшиеся участки, едва затронутые процессом почвообразования и уже вышедшие из режима поёмности, с признаками зональных почв - долинные аналоги зональных водораздельных почв. Этой особенностью пойменных ландшафтов и объясняется сложность анализа закономерностей почвообразования, изучения генезиса и разработки классификации пойменных почв, отличающихся от почв надпойменных террас и водоразделов.

Подробный обзор литературы, отечественной и зарубежной, посвященный пойменному почвообразованию, дан в трудах Г.В. Добровольского (1968), ШрагаВ.И. (1969), Балабко П.Н. (1991) и других исследователей.

Несмотря на обилие публикаций, посвященных пойменным почвам, и свидетельствующих о больших успехах в изучении их генезиса, классификации, диагностики и свойств, остается ещё много недостаточно изученных и спорных проблем в вопросах морфогенеза и почвообразовательных процессов в поймах, влияния природных условий речного бассейна, литоморфо-

генеза пойменных террас речных долин, изменения свойств почв под влиянием антропогенного воздействия, освоения и рационального использования пойменных почв.

Цель работы - проследить на зональ-но-подзональном уровне особенности проявления основных процессов, формирующих почвенный покров пойм и речных долин и отражающихся в морфологии, микроморфологии и свойствах почв лесной зоны Вос-точно-Европейской равнины.

Пойменные почвы формируются при участии двух групп процессов: поёмно-

аллювиальных и почвообразовательных. Добровольский [3] среди почвообразовательных процессов в поймах рек лесной зоны выделяет дерновый, луговой и болотный, которые и формируют три типа пойменных почв: дерновые, луговые и болотные. По степени развития основного и сопутствующих процессов формируются подтипы дерноволуговых и лугово-болотных почв. Большую роль в формировании пойменных почв играют поёмно-аллювиальные процессы, определяющие степень гидроморфизма, гранулометрический, петрографический и биолитный состав почв. Состав аллювия влияет и на гу-мусное и кислотное состояние почв.

Элементарные почвенные процессы также различно проявляются в различных почвенно-климатических зонах. Характер изменений всех этих процессов и их влияние на формирование пойменных почв прослеживается не только на зональном, но и под-

зональном уровнях: северной, средней и южной тайги лесной зоны. В этих регионах нами в течение ряда лет велись исследования пойменных почв.

На территории северной тайги (Онежско-Печорская провинция глееподзолистых и болотных почв) изучались пойменные почвы Северной Двины в нижнем ее течении, где она протекает по моренной плосковолнистой равнине (2).

Зональными почвами являются глееподзолистые, болотно-подзолистые и болотные. Пойменные почвы представлены всеми тремя типами: аллювиальными дерновыми, луговыми и болотными (по Добровольскому 1968).

Среди дерновых почв преобладают дерновые слаборазвитые и дерновые маломощные. Формируются они на повышенных участках прирусловья и гривах центральной поймы в условиях кратковременного затопления быстротекущими паводковыми водами, отлагающими большое количество аллювия легкого механического состава. Почвы не переувлажнены, следы оглеения отсутствуют. Гумусовый горизонт этих почв желтовато-серого или серого цвета, непрочной комковатой структуры, легкого механического состава, небольшой мощности; ниже идет слоистый аллювий без признаков иллювиального процесса. Почвы отличаются высокой водопроницаемостью, хорошей аэрацией. Все дерновые почвы отличаются нейтральной или близкой к ней реакцией и высокой насыщенностью основаниями, количество гумуса от 1,5 до 8,0 %, в составе его преобладают гуминовые кислоты.

Аллювиальные луговые насыщенные почвы представлены в пойме Северной Двины в основном двумя подтипами - дерноволуговыми и луговыми. Формируются на более низких участках центральной поймы, в межгривных понижениях, причем на склонах грив и ровных повышениях центральной поймы развиваются дерново-луговые маломощные и среднемощные легко суглинистые почвы, иногда слоистые на песчаном аллю-

вии, в межгривных понижениях - луговые маломощные легкосуглинистые также иногда слоистые на песчаном аллювии. Гумусовый горизонт от желтовато-бурого до темнобурого цвета, комковато-зернистый легко-суглинистый, небольшой мощности (17-40 см), с признаками оглеения в виде ржавых пятен и мелких железистых стяжений, в переходном горизонте оглеение выражено более ярко в виде ржаво-охристых пятен и железистых конкреций. Таким образом, характерными особенностями луговых почв здесь является малая мощность гумусовых горизонтов, зернисто-комковатая структура, легкий механический состав, слоистость почвенного профиля, слабая степень оглеен-ности по сравнению с аналогичными почвами других регионов (Добровольский, 1968). Почвы характеризуются нейтральной реакцией, высоким содержанием обменных оснований, высокой степенью насыщенности основаниями, хорошо обеспечены подвижными формами фосфора, значительно ниже - калия. Содержание гумуса колеблется от 1,25 до 8,1 % (2).

Микроморфологические исследования луговых почв северо-таежной подзоны показали, что миграция соединений железа происходит в основном по ходам корней, с образованием "корневых чехликов" и локализацией железистой плазмы по крупным дренирующим порам. Характерна также по-течность гумуса и его концентрация по периферии агрегатов. Признаки иллювиирова-ния малозаметны и проявляются в виде тонких пленок вокруг зерен скелета (1).

В наиболее низких частях центральной поймы развиваются хвощево-осоковые и осоковые болота с иловато-глеевыми и тор-фяно-глеевыми почвами. Профиль этих почв представляет собой сильно насыщенную водой иловато-торфяную массу, не расчлененную на горизонты.

В среднетаежной подзоне в пойме Северной Двины в почвенном покрове преобладают луговые почвы, которые отличаются от северо-таежных луговых пойменных

почв более отчетливой дифференциацией профиля, усилением оглеения, лучшей ост-руктуренностью гумусового горизонта, большей его мощностью, наличием железисто- марганцовистых образований (Бе - Мп).

На территории южно-таежной подзоны нами исследовались пойменные почвы рек Клязьмы, Москвы-реки, Нерли, Люлеха, Со-лоницы, Которосли и их притоков [5, 6, 7].

Пойменные почвы Клязьмы исследовались в верхнем, среднем и нижнем течении. Долина Клязьмы в Чашниковском расширении относится к району неразвитой поймы верховьев Клязьмы. Долина разработана здесь очень слабо, узкой полосой прорезая моренные холмы или расширяясь в широкие понижения на местах древнеозерных котловин. Поймы в виде развитой аккумулятивной террасы здесь ещё нет, лишь в местах древнеозерных понижений русло реки начинает сильно блуждать, образуя широкую пойменную террасу, сложенную торфяниками, перекрытыми сверху тонким слоем суглинистого аллювия. Примером такого расширения и является Чашниковское.

Зональными почвами являются дер-ново-подзолистые, распаханные или занятые лесами - это сложные ельники, ельники-кисличники с широкотравьем, дубняки с орешником и широкотравьем, кленом и липой. Лесной растительностью занята и значительная часть поймы. В прирусловой пойме это смешанный елово-березовый лес с подлеском из черемухи, рябины, бузины и осинники с примесью серой ольхи. В притеррасной пойме это березняки на глубоких торфах с примесью ели и осины с ольшаниками.

Прирусловая часть поймы характеризуется развитием почв дернового типа и дерновых оподзоленных, разной степени оподзоленности. Дерновые почвы формируются на илистых отложениях речного аллювия с хорошо выраженной слоистостью различного механического состава - от песка до легкого и среднего суглинка и даже торфа. Гумусовый горизонт темновато-серый с ко-

ричневатым оттенком, рыхлый, непрочнокомковатый, небольшой мощности - до 20 см. Содержание гумуса не превышает 2 %, реакция почв кислая, насыщенность основаниями невысокая.

Дерново-подзолистые почвы поймы отличаются от водораздельных аналогов большей оглееностью нижней части профиля, формируются на слоистом аллювии, а иногда и на погребенных перегнойно-глеевых почвах, перекрытых слоем суглинистого аллювия. Эти почвы характеризуются кислой реакцией, низкой насыщенностью основаниями (около 50 %), высокой гидролитической кислотностью (до 15 мг экв/100 г почвы), низким содержанием гумуса (до 3 %).

Выровненные повышенные участки центральной поймы заняты дерноволуговыми и луговыми, понижения между ними - почвами болотного типа. Луговые почвы здесь формируются на слоистом суглинистом аллювии и погребенном торфе в условиях поемного режима, но почти полном отсутствии аллювиальных процессов. Луговые почвы содержат 5 - 6 % гумуса, слабокислые или почти нейтральные (pH 6,2 - 6,3). Содержание обменных оснований до 26 и более мг экв.

В притеррасной пойме и понижениях центральной поймы формируются почвы болотного ряда часто на глубоких торфах: торфяные, торфянисто-глеевые, перегнойно-глеевые, иловато-перегнойно-железисто-гле-евые и др. В формировании этих почв участвуют в основном процессы торфонакопления и оглеения. Реакция этих почв слабокислая, сумма обменных оснований достигает 43 мг экв, степень насыщенности основаниями до 93 - 97 % [4].

Среднее течение реки Клязьмы (Кня-гинкинская пойма Ковровский р-н Владимирской обл.) пересекает пространства ал-лювиально-зандровой равнины. Здесь долина Клязьмы имеет уже четко выраженное асимметричное строение - высокий правый берег, сложенный коренными породами кар-

бона, и низкий левый берег. Ширина поймы достигает 5 км, с хорошо выраженным при-русловьем, центральной поймой и притер-расьем. Почвенный покров очень пестрый: в прирусловье преобладают дерновые песча-но-супесчаные и легко суглинистые - на гривах и лугово-болотные - в логах; в центральной пойме преимущественно глубокодерновые, дерново-луговые, луговые глинистые и тяжелосуглинистые кислые ожелез-ненные; в притеррасной пойме - луговоболотные и болотные. Дерновые почвы содержат небольшое количество гумуса- до 4 %, имеют слабокислую до нейтральной реакцию (pH 6,5), сумма обменных оснований 15- 18 мг экв. Луговые почвы центральной поймы богаче гумусом - до 8 -12%, более кислые (pH 5,2), гидролитическая кислотность до 9- 10 мг экв., сумма обменных оснований 20 - 30 мг экв. Болотные почвы имеют кислую реакцию, высокую гидролитическую кислотность и низкую насыщенность основаниями (3).

Нижнее течение Клязьмы проходит по обширной Балахнинской низменности. Правый берег здесь высокий, левый - низкая широкая пойма, переходящая в древнеаллювиальную песчаную террасу. Для этой части поймы характерно широкое распространение остепненных лугов и высокая степень облесенности (дубняки, березняки, осинники, иногда с примесью сосны и ольшаники -в притеррасье).

Почвенный покров очень пестрый: дерновые, дерновые оподзоленные, сильно-ожелезненные лугово-болотные, луговые и болотные почвы.

Оподзоленные пойменные почвы приурочены к плоским повышениям центральной поймы, вышедшим из режима поем-ности, и развивающиеся в зональные дерново-подзолистые почвы.

В притеррасной пойме интенсивно идет процесс ожелезнения - почвы здесь содержат огромное количество железистых ортштейнов разного размера от мелких орт-штейнов до железистых ноздреватых плит.

На правобережье этого не наблюдается -здесь господствуют насыщенные дерновые почвы с pH 5,7 - 7,0 и насыщенностью основаниями до 93 % - сказывается влияние высокого коренного берега, сложенного пермскими известняками.

Различия в почвах левобережной и правобережной пойм объясняются особенностями строения речной долины, составом аллювия, химизмом поверхностных и почвенно-грунтовых вод и влиянием всех этих факторов на характер пойменного почвообразования. Это влияние прослеживается по всей долине Клязьмы и отражается на важнейших особенностях пойменных почв: распространение почв преимущественно легкого механического состава, преобладание кислой реакции в луговых и болотных почвах, интенсивный процесс ожелезнения (оруденения) и высокая подвижность глинистой плазмы этих почв, обедненность всех почв подвижными соединениями фосфора, широкое распространение оподзоленных почв [3].

К южно-таежной подзоне относится также и верхнее и среднее течение реки Москвы. Долина её проходит здесь по южным склонам Клинско-Дмитровской возвышенности, представляющей собой плоскую, сла-борасчлененную равнину, где воды р. Москвы и её притоков размывают известняки карбона: отсюда обогащенность аллювия карбонатами. Почвы поймы р. Москвы, характеризуются слабокислой или нейтральной реакцией (pH 6,6 - 6,9), высокой насыщенностью основаниями (96 - 98 %), в составе мелкозема заметны обломки карбонатных пород.

Пойма реки Москвы относится к типу ложбинно-гривистых и сегментно-гривистых пойм, структура почвенного покрова которых представлена обычно сочетаниями дерновых супесчаных и луговых глееватых. а также пятнистостями луговых глеевых и лугово-болотных почв суглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Зарегулирование стока и отсутствие половодья привело к затуханию поемно-

аллювиальных седиментационных процессов, что нашло отражение в морфологии и микроморфологии почв: усилились биогенно-аккумулятивные процессы, активизировалась деятельность почвенной биоты, в результате чего профиль луговых почв приобрел облик зернистой почвы с макро- и мик-роагрегированным гумусовым горизонтом. В результате формируются две группы почв: дерновые (агроземы) супесчаные и луговые (агрозёмы) глинистые и тяжелосуглинистые. В почвах первой группы наблюдается незначительное ухудшение свойств при интенсивном сельскохозяйственном использовании (распашка) - разрушение структуры, потеря аморфных фору гумуса. В почвах второй группы происходит дегумификация, уплотнение, снижена пористость, обесструкту-ривание, усиление глеевых процессов и лес-сиважа- иллювиирования [1].

К территории южно-таежной подзоны относятся также долины и поймы рек зандровых полесских низменных равнин, сложенных древнеаллювиальными и водноледниковыми песками. Своеобразие их заключается в том, что на водоразделах соседствуют резко контрастные почвы - малогу-мусные песчано-супесчаные под сосновыми лесами и органогенные болотные.

Поймы полесских ландшафтов южной тайги изучались нами на примере поймы среднего течения реки Десны. Результаты этих исследований с подробной характеристикой почв нами опубликованы [8, 9].

Исследованные пойменные почвы Средней Десны, представленные здесь всеми тремя типами - дерновыми, луговыми и болотными (по Добровольскому, 1968), характеризуются легким механическим составом, бесструктурностью, небольшой мощностью прогумусированных горизонтов, оглеено-стью, ожелезненностью, слоистостью, наличием погребенных горизонтов. Почвы Левобережья являются кислыми и слабокислыми, Правобережья- насыщенными и карбонатными. Содержание поглощенных оснований максимально в болотных почвах (до 20 мг

экв.), в луговых - 10 - 18 мг экв., дерновых -до 13 мг экв/100 г почвы. Наиболее гумуси-рованы луговые кислые почвы - 5-11%, менее гумусированы луговые насыщенные -менее 5 %. Все исследованные почвы в основном хорошо обеспечены подвижными формами фосфора и калия.

Краткий обзор морфогенетических особенностей и физико-химических, и мик-роморфологических свойств исследованных нами пойменных почв дает возможность отметить не только зональные, но и подзо-нальные особенности пойменных почв лесной зоны: разный цвет почвы, разная реакция среды, различная мощность гумусового горизонта и различное содержание гумуса и его запасов, разный состав гумуса, разная степень гумификации гумуса и переработан-ности органических остатков, различная степень насыщенности почв основаниями: различное количество и состав почвенных новообразований. Эти различия не всегда и не во всех исследованных почвах пойм достаточно четко проявляются, иногда их возможно установить только с помощью мик-роморфологических методов, которые позволили установить, что дерновый, луговой и болотный макропроцессы (типы почвообразования) в условиях пойм проявляются в наборе и интенсивности проявления элементарных почвообразовательных процессов. Для дернового типа характерно гумусообра-зование и биогенное оструктуривание; луговой тип почвообразования сочетает интенсивное гумусообразование и гумусонакопле-ние, оглеение, лессиваж, биогенное и гидро-морфное оструктуривание, ожелезнение. окарбоначивание; болотный тип почвообразования проявляется в сочетании процесса интенсивного оглеения и торфонакопления.

Большое влияние на формирование пойменных почв оказывают специфические процессы пойменного почвообразования: поемность и аллювиальность. Морфология и микроморфология и химизм пойменных почв определяются соотношением и интен-

сивностью поемно-аллювиальных и собственно почвообразовательных процессов.

Существенное значение в почвах пойм имеют Мп-Бе и Мп-Ре-Са новообразования и кремневые организмы: по форме, размеру, окраске и вещественному составу новообразований диагностируются зональ-но-подзонально-региональные особенности пойменного почвообразования и степень гидроморфизма пойменных почв [1].

В заключение следует сказать, что в географии поименных почв отчетливо выявляются следующие закономерности:

зонально-географическая, обусловленная общими биоклиматическими условиями;

региональная, связанная с литологогеоморфологическими и геохимическими особенностями придолинных водораздельных ландшафтов, что отражается в петрографическом, гранулометрическом, биолит-ном составе, элементарном микростроении и вещественном составе новообразований; что проявляется в окраске почв, мощности гумусового горизонта, количестве и составе гумуса, тенденции к формированию профиля, аналогичного зональным почвам;

закономерность гидролого-геомор-фологическая, обусловленная продольным развитием речной долины, что находит отражение в сложении почв, степени их гидроморфизма;

закономерность литолого-геоморфо-логическая, обусловленная литоморфогене-зом пойменной террасы, которая проявляется в определенном расположении почв и структуре почвенного покрова в поперечном направлении поймы.

Эти же закономерности достаточно отчетливо прослеживаются и на подзональ-ном уровне.

Литература

1. Балабко П.Н. Микроморфология, диагностика и рациональное использование пойменных почв Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин: Автореферат докторской диссертации. -М.: 1991.

2. Гончарова И.Б., Востокова Л.Б. Биологическая продуктивность и зольный состав растительности аллювиальных луговых почв поймы Северной Двины. // Вестник Моск. ун-та. - Серия 17. Почвоведение. —1992.

3. Добровольский Г.В. Почвы речных пойм центра Русской равнины. - М.: Изд-во МГУ. 1968.

4. Почвенно-агрономическая характеристика АБС Чашниково. - М.: Изд-во МГУ, 1986.

5. Сабо З.Д.. Востокова Л.Б., Шишкина Н.Г. Качественное состояние естественных биогеоценозов пойм малых рек, и рациональное использование мелиорированных болотных почв Нечерноземной зоны РСФСР: В сб.научн.тр. Рациональное использование, охрана и воспроизводство лесных ресурсов. Вып. 184.-М.: 1986.

6. Шишкина Н.Г., Востокова Л.Б. Сравнительная характеристика потенциального плодородия почв речных долин южно-таежной подзоны (на примере долины реки Москвы) // Научн.тр. ! Вопросы лесовыращивания и рационального лесопользования,- Вып. 165. - М.: МЛТИ, 1984.

7. Шишкина Н.Г., Востокова Л.Б., Знаменская А.Л.. Балабко П.Н., Некрасова Л.В. Свойства, продуктивность почв и зродированность почвенного покрова долинных ландшафтов центральных округов Нечерноземья // Научн. тр. /Рациональное использование, охрана и воспроизводство лесных ресурсов - Вып. 198. - М.: МЛТИ. 1988.

8. Шишкина Н.Г., Востокова Л.Б. Особенности состояния и использования пойменных почв Дес-нинского Полесья // Научн. тр./ Лесопользование и воспроизводство лесных ресурсов - Вып. 286. -М.: МГУЛ, 1997.

9. Шишкина Н.Г, Востокова Л.Б, Балабко П.Н. Почвенно-экологическая оценка и бонитировка почв лесных насаждений в долине реки Десны // Научн. тр./ Лесопользование и воспроизводство лесных ресурсов. - Вып. 297. - М.: МГУЛ, 1999.