Дифференциация почв хребта Алан (северо-западная часть западного Саяна)

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОЧВ ХРЕБТА АЛАН

DIFFERENTIATION OF THE ALAN RANGE SOILS

Е.А. Григорьева, И.В. Борисова Е.А. Grigoreva, I.V. Borisova

Катена, горные почвы, физико-химические свойства, гранулометрический состав.

В работе проанализированы физические, физикохимические и химические свойства почв хребта Алан (северо-западная часть Западного Саяна). Выявлены дифференциация почвенного покрова, смена генетических разновидностей почв в зависимости от высотной поясности и приуроченности к определенным геохимическим фациям.

Catena, mountain soils| physic-chemical properties, particle size distribution.

This paper analyzes physical, physic-chemical and chemical properties of the soils of the Alan Range (northwest part of the Western Sayan). The differentiation of the soil cover, the change of genetic variation of the soils depending on altitudinal zones and connection with certain geochemical facies are revealed.

Формирование почвенного покрова горных территорий характеризуется определенной спецификой. В горных системах основные типы почв распространены в виде высотных поясов. Почвы горных территорий в своем распространении отражают закономерности как горизонтальной зональности, так и фациальности. Пестрота почвенного покрова зависит от высоты гор, ветровой экспозиции склонов, температурных инверсий, вещественного состава почвообразующих пород и ряда других менее значимых факторов [Владыченский, 1998].

Объектом исследования явился почвенный покров хребта Алан. Для изучения дифференциации почвенного покрова были заложены две ка-тены: на склонах южной (катена 1, интервал высот от 1786 до 1405 м) и северо-восточной экспозиций (катена 2, интервал высот от 1788 до 1499 м). В пределах катен выделяются автономные (эл-лювиальные) и подчиненные (трансэлювиальные и трансэлювиально-аккумулятивные) геохимически сопряженные ландшафты [Глазовская, 1988].

Макроморфологические почвенные исследования территории хребта Алан зафиксировали формирование нескольких типов почв. По сочетанию горизонтов почвы, формирующиеся на склоне южной экспозиции, можно определить как: горно-тундровые примитивные фрагментарные

(О-А-С), горные лесные дерновые темноцветные почвы (Ао-А-В-С), горные лесные дерновые почвы (О-А-С), горно-луговые субальпийские подзолистые почвы (Ао-А-В-ВС-С), горно-таежные бурые неоподзоленные почвь! (Ао-А-АВ-В-С), ржавозе-мы оподзоленные (О-А^-ВГМ-С), буроземы типичные (О-АУ-ВМС). Почвы, развивающиеся на склоне северо-восточной экспозиции хребта Алан, представлены следующими разновидностями: горнотундровыми (Ао-А-АВ-В-ВС-С), горными лесными дерновыми (Ао-А-С), горными лесными дерновыми темноцветными (Ао-А-С), горно-луговыми (О-А-АВ-С), горно-луговыми субальпийскими нео-подзоленными почвами (Ао-А-В-С) [Григорьева и др., 2011].

На основании результатов изучения свойств горно-тундровой примитивной фрагментарной почвы (катена 1, точка 1), соответствующей элювиальной фации, установлено, что по содержанию гумуса она характеризуется как высокогумус-ная. Количество общего углерода в среднем составляет 10,5 %. Карбонаты содержатся в незначительных количествах - в среднем 0,016 %. По величине pH почвы характеризуются как кислые или близкие к нейтральным, кислотность уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе. Количество обменных оснований незначительное и в среднем составляет 1,93 мг-экв/100 г почвы. По

содержанию окислов железа профиль почвы слабо дифференцирован, максимальное значение Ре203 отмечено в горизонте О (231,26 мг/кг), минимальное значение в горизонте А (200,20 мг/кг). Количество А1203 уменьшается вниз по профилю от 1,23 (А) до 0,91 мг/100 г почвы (С). Среднее содержание Р205 составляет 17,42 мг/кг. Определение гранулометрического состава горно-тундровой примитивной фрагментарной почвы позволило установить, что профиль не дифференцирован по гранулометрическому составу. Доминируют фракции крупного, среднего и мелкого песка, варьирующие в пределах 18-82 %. Пылеватые и илистые фракции отсутствуют во всем почвенном профиле. Почва и почвообразующая порода классифицируются как рыхлопесчаные.

Изучение физико-химических и химических свойств горно-луговой субальпийской подзолистой почвы (катена 1, точка 2), соответствующей трансэлювиальной фации, позволило определить, что по содержанию гумуса она характеризуется как среднегумусная. Количество общего углерода в среднем составляет 4,16 %. По величине pH водной вытяжки почвы характеризуются кислой реакцией среды, при этом кислотность уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе (от

3,60 до 4,34). Процентное содержание карбонатов незначительное и изменяется в пределах от 0 до 0,089%. По количеству суммы обменных оснований профиль горно-луговой субальпийской подзолистой почвы не дифференцирован, их среднее содержание составляет от 2,00 до 2,40 мг-экв/100 г почвы. Количество окислов железа снижается вниз по профилю к почвообразующей породе от 146,50 до 83,9 мг/кг. Количество подвижных форм алюминия (А1203) изменяется в пределах от

1,45 (А0) до 1,18 (С) мг/100 г почвы. Распределение Р205 в почвенном профиле имеет аккумулятивный тип с максимальным значением 24,80 мг/кг в органических горизонтах и минимальным 2,40 мг/кг в минеральных горизонтах на границе с почвообразующей породой. Профиль горно-луговой субальпийской подзолистой почвы не дифференцирован по гранулометрическому составу. Фракции крупного, среднего и мелкого песка изменяются в пределах 39-60 %. Пылеватые фракции отсутствуют. Илистая фракция зафиксирована по всему профилю, ее содержание не превышает 1

%, кроме горизонте А0, в котором илистая фракция отсутствует. Почвообразующая порода и почва классифицируются как рыхлопесчаные.

Исследования свойств ржавозема оподзолен-ного (катена 1, точка 3), формирующегося на поверхности трансэлювиальной фации, позволили установить,чтосреднеесодержание гумуса составляет 4,68 %, максимальное количество зафиксировано в горизонте А (14,60 %), а минимальное -в горизонте С (0,90 %). По величине pH водной вытяжки почвы характеризуются как кислые, при этом кислотность среды уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе (от 3,86 до 4,30). Количество карбонатов незначительное, максимальное отмечено в горизонте ВРМ (0,05 %). По содержанию суммы обменных оснований профиль дифференцирован, максимальное количество отмечено в горизонтах О и А (2,00 мг-экв/100 г почвы). Содержание окислов железа в ржавозе-ме оподзоленном увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе, максимальное количество зафиксировано в горизонте ВРМ и достигает 321,75 мг/кг, а минимальное - 19,35 мг/кг в горизонте О. Распределение подвижных форм алюминия в профиле аналогично дифференциации Ре203, его количество увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 0,33 до

2,60 мг/100г почвы. Р205 характеризуется аккумулятивным типом распределения, его содержание изменяется в пределах от 234,00 до 4,50 мг/100 г почвы. Определение гранулометрического состава ржавозема оподзоленного позволило установить, что профиль не дифференцирован по распределению фракций. Фракции крупного, среднего и мелкого песка варьируют а пределах 40-59 %. В горизонтах ВРМ (29-35 см) и С зафиксирована фракция крупной и средней пыли (1 %), мелкопылеватая фракция содержится только в горизонте О (1 %). Илистая фракция отмечена в горизонтах ВРМ и С и не превышает 1%. Почва и почвообразующая порода классифицированы как рыхлопесчаные.

Горно-таежная бурая неоподзоленная почва (катена 1, точка 4), развивающаяся на поверхности трансэлювиальной фации, по содержанию гумуса характеризуется как среднегумусная (5,30 %). По величине pH водной вытяжки почва характеризуется кислой реакцией среды, кислотность увели-

чивается вниз по профилю к почвообразующей породе (от 4,90 до 4,67). Количество карбонатов в горно-таежной бурой неоподзоленной почве незначительное (0,09 %). По количеству суммы обменных оснований профиль не дифференцирован, их содержание по всему профилю, за исключением горизонта А0, составляет 2,00 мг-экв/100 г почвы. Максимальное содержание подвижных окислов железа зафиксировано в горизонте АВ -414,70 мг/кг, а минимальное - 128,70 мг/кг - в горизонте А0- Количество подвижных форм окислов алюминия изменяется от 0,27 до 1,53 мг/100 г почвы, максимальное значение зафиксировано в горизонте АВ, минимальное в горизонте А . Содержание Р205 уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе от 240,00 до 24,60 мг/100 г почвы. Горно-таежная бурая неоподзоленная почва также не дифференцирована по гранулометрическому составу. Фракции крупного, среднего и мелкого песка изменяются в пределах 39-61 %. Пылеватых фракций в профиле не зафиксировано. Доля илистой фракции присутствует по всему профилю (1 %), кроме горизонта Ао(0 %).

Исследования бурозема типичного, формирующегося на поверхности трансэлювиальной фации (катена 1, точка 5), выявили следующие результаты. По содержанию гумуса почва определяется как высокогумусная, его среднее содержание составляет 11,16 %. По величине pH водной вытяжки почва характеризуется как кислая, максимальное значение - 3,95 (горизонт АУ), минимальное -3,48 (горизонт ВМ). Количество карбонатов незначительное и зафиксировано только в горизонте О (0,071%). Обменные основания зафиксированы только в горизонтах О и АУ (9,00 и 1,00 мгэкв/100 г почвы соответственно). Содержание подвижных окислов железа постепенно увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 82,94 до 224,40 мг/кг. Количество подвижных форм окислов алюминия изменяется в пределах от 1,28 до 1,94 мг/100 г почвы. Содержание Р205 уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе от 200,00 до 12,75 мг/100 г почвы. Профиль бурозема типичного по распределению фракций не дифференцирован. Как и во всех исследованных почвах, доминируют фракции крупного, среднего и мелкого песка (43-57 %). Пылеватые фракции отсутствуют во всем профиле. Фракция ила

составляет 1 % по профилю, кроме горизонта О (0 %). Почвы и почвообразующая порода классифицируются как рыхлопесчаные.

При исследовании горной лесной дерновой темноцветной почвы (катена 1, точка 6), развивающейся на поверхности трансэлювиальной фации, установлено, что по содержанию гумуса она характеризуется как высокогумусная (9,62 %). По величине pH водной вытяжки почва характеризуется как кислая, кислотность изменяется незначительно в пределах от 3,95 до 3,66. Карбонаты в горной лесной дерновой темноцветной почве отсутствуют. Количество суммы обменных оснований изменяется в пределах от 0 до 2,00 мг-экв/100 г почвы. Содержание окислов железа увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе, максимальное количество отмечено в горизонте С (192,47 мг/кг). Количество подвижных форм окислов алюминия увеличивается вниз по профилю от 0,71 до 1,37 мг/100 г почвы. Содержание Р205 снижается к почвообразующей породе от 29,46 до

2,00 мг/100 г почвы. Изучив гранулометрический состав горной лесной дерновой темноцветной почвы, можно сказать, что во всем профиле доминируют фракции крупного, среднего и мелкого песка 28-72 %. Среднепылеватая фракция установлена только в горизонте А (1 %). Илистая фракция зафиксирована по всему профилю (1 %), за исключением горизонта А,. Классифицировать почвы и почвообразующую породу можно как рыхлопесчаные.

Горная лесная дерновая почва, развивающаяся на поверхности трансэлювиальной фации (катена 1, точка 7), по содержанию гумуса классифицируется как среднегумусная (3,43 %). По величине pH водной вытяжки почва кислая, кислотность незначительно снижается вниз по профилю от 4,70 до 4,87. Карбонаты в почве отсутствуют. По количеству суммы обменных оснований профиль дифференцирован: максимум зафиксирован в горизонте А (3,00 мг-экв/100 г почвы), а минимум - в горизонтах О и С (2,00 мг-экв/100 г почвы). По содержанию подвижных окислов железа профиль дифференцирован: отмечено закономерное снижение их количества вниз к почвообразующей породе от 286,00 до 69,80 мг/кг. Содержание подвижных форм окислов алюминия незначительно изменятся в пределах почвенного профиля от 0,98 до

1,10 мг/100 г почвы. Количество Р205 уменьшается от 15,80 до 4,50 мг/100 г почвы вниз по профилю к почвообразующей породе. В гранулометрическом составе горной лесной дерновой почвы преобладают фракции крупного, среднего и мелкого песка, зафиксированные в количестве 33-66 %. Наличием пылеватых фракций характеризуется только горизонт С (1 %). В горизонтах А и С зафиксировано по 1 % илистой фракции. Почвообразующую породу и почву можно классифицировать как рыхлопесчаные.

Горно-тундровая почва, формирующаяся на поверхности элювиальной фации (катена 2, точка 8), по содержанию гумуса характеризуется как среднегумусная (6,82 %). По величине pH водной вытяжки почва кислая, кислотность уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе. Карбонаты в почве не обнаружены. Сумма обменных оснований в пределах профиля изменяется незначительно от -1,00 до 2,00 мг-экв/100 г почвы. Профиль дифференцирован по содержанию окислов железа: О0- 429,00 мг/кг; А - 90,09 мг/кг; АВ - 171,60 мг/кг; В - 417,56 мг/кг; ВС - 483,34 мг/кг; С - 490,55 мг/кг. Количество подвижных форм окислов алюминия увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 0,72 до 1,31 мг/100 г почвы. Содержание Р ,05 снижается вниз к почвообразующей породе от 44,00 до 4,50 мг/100 г почвы. Изучение гранулометрического состава горно-тундровой почвы позволило определить, что профиль характеризуется доминированием фракций крупного, среднего и мелкого песка (13-87 %). Пылеватые и илистые фракции отсутствуют. Почвы и почвообразующие породы можно классифицировать как рыхлопесчаные.

При исследовании физико-химических и химических свойств горно-луговой почвы (катена 2, точка 9) трансэлювиальной фации установлено, что по содержанию гумуса почвы можно отнести к среднегумусным (3,42 %). По величине водного pH почвы кислые, кислотность среды снижается вниз по профилю к почвообразующей породе от

4,46 до 4,85. Карбонаты в горно-луговой почве отсутствуют. Сумма обменных оснований в пределах почвенного профиля изменяется незначительно - от 2,00 до 3,00 мг-экв/100 г почвы. Количество подвижных окислов железа уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе от 715,00

до 76,45 мг/кг. Количество подвижных форм окислов алюминия изменяется в пределах от 0,27 до 1,18 мг/100 г почвы. Содержание Р205 снижается от органических горизонтов к минеральным от 26,20 до 7,80 мг/100 г почвы. Определение гранулометрического состава горно-луговой почвы позволило установить преобладание фракций крупного, среднего и мелкого песка, количество которых изменяется в пределах 19-81 %. Пылеватые и илистая фракции не зафиксированы. Классифицировать почвы и почвообразующую породу можно как рыхлопесчаные.

Горная лесная дерновая почва трансэлювиальной фации (катена 2, точка 10) по содержанию гумуса характеризуется как высокогумусная (10,00 %). По величине pH водной вытяжки почва кислая, кислотность увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 4,74 до 4,70. Содержание карбонатов в профиле незначительное и составляет 0,89 %. Количество суммы обменных оснований уменьшается вниз по профилю к почвообразующей породе: горизонты А0 и В содержат 5,00 мг-экв/100 г почвы, горизонт С содержит

3,00 мг-экв/100 г почвы. Содержание подвижных окислов железа увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 135,85 до 256,65 мг/ кг. Содержание подвижных форм окислов алюминия увеличивается вниз по профилю к почвообразующей породе от 0,23 до 1,23 мг/100 г почвы. Количество Р205 вниз по профилю снижается от 21,80 до 5,67 мг/100 г почвы. Горная лесная дерновая почва, так же как и почвообразующая порода, по гранулометрическому составу классифицируется как рыхлопесчаная. Доминируют песчаные фракции, 29-71%, при полном отсутствии пылеватых и илистой фракций.

Исследования горной лесной дерновой темноцветной почвы, формирующейся на поверхности трансэлювиальной фации (катена 2, точка 11), позволили установить, что среднее содержание гумуса составляет 4,53 %. По величине водного pH почвы характеризуются как кислые, кислотность изменяется от 4,42 до 4,97. Сумма обменных оснований изменяется в пределах от 5,00 до 3,00 мг-экв/100 г почвы. Количество карбонатов незначительное и изменяется в интервале от 0,09 до

0,07 %. Максимальное количество окислов железа зафиксировано в горизонте А - 200,20 мг/кг по-

чвы. Содержание подвижных форм окислов алюминия увеличивается к почвообразующей породе от 0,78 до 1,06 мг/кг. Количество Р205 уменьшается вниз по профилю от 26,00 до 5,00 мг/100 г почвы. Исследования гранулометрического состава горной лесной дерновой темноцветной почвы позволили установить, что профиль не дифференцирован по распределению фракций. Содержание фракций крупного, среднего и мелкого песка варьирует от 30 до 70 %. Мелкопылеватая и илистая фракции зафиксированы только в горизонте А (1 %). Почвы и почвообразующие породы можно классифицировать как рыхлопесчаные.

Горно-луговая субальпийская неоподзолен-ная почва, развивающаяся на поверхности трансэлювиальной фации, по содержанию гумуса относится к среднегумусным (6,94 %) почвам. По величине pH водной вытяжки почвы характеризуются как кислые, кислотность среды снижается вниз по профилю к почвообразующей породе от 3,70 до 3,98. Количество карбонатов незначительное, максимальное значение зафиксировано в горизонте А0 (0,12 %). Количество суммы обменных оснований также незначительное и составляет 2,00 мг-экв/100 г почвы. Содержание подвижных окислов железа увеличивается от 225,60 до 478,30 мг/кг вниз по профилю к почвообразующей породе. Количество подвижных окислов алюминия увеличивается вниз по профилю от 1,12 до 1,17 мг/100 г почвы. Наибольшее содержание Р205зафиксировано в горизонтах А0 и В - 18,00 мг/100 г почвы, минимальное в горизонте С - 10,60 мг/100 г почвы. Гранулометрический состав горно-луговой субальпийской неоподзоленной почвы позволил определить доминирование песчаных фракций 29-66 %. Фракции средней пыли и ила зафиксированы только в горизонте А (1 %). Почвообразующие породы и почвы можно классифицировать как рыхлопесчаные.

При исследовании свойств горной лесной дерновой темноцветной почвы трансэлювиальной фации (катена 2, точка 13) установлено, что среднее содержание гумуса в ней составляет 5 %, что позволяет отнести их к среднегумусным почвам. По величине pH водной вытяжки почвы можно определить как кислые, кислотность изменяется в пределах от 3,91 до 3,59. Количество карбонатов незначительное и составля-

ет 0,09 %. Горизонты О и С содержат одинаковое количество суммы обменных оснований - 2,00 мг-экв/100 г почвы, горизонт AY - 3,00 мг-экв/100 г почвы. Максимальное содержание окислов железа зафиксировано в горизонте О (604,18 мг/кг), минимальное (91,52мг/кг) -в горизонте AY. Количество подвижных окислов алюминия незначительно варьирует в пределах почвенного профиля от 1,14 до 1,19 мг/100 г почвы. Содержание Р,05 снижается вниз по профилю к почвообразующей породе от 26,20 до 9,60 мг/100 г почвы.

Исследования, проведенные на территории хребта Алан, позволяют выявить смену генетических разновидностей почв в зависимости от приуроченности к определенной геохимической фации.

Почвы, развивающиеся в пределах исследуемых катен склонов южной и северо-восточной экспозиций хребта Алан по содержанию гумуса классифицируются как высокогумусные, по величине pH водной вытяжки характеризуются кислой реакцией среды и достаточно высоким содержанием подвижных форм окислов железа и алюминия.

Почвообразование в горных территориях в основном протекает на плотных породах, что обусловливает малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сорти-рованность материала, слагающего почвенную толщу. Основными закономерностями дифференциации почв на горной территории являются смена высотной поясности, закономерная смена климата и растительности.

Библиографический список

1. Владыченский A.C. Особенности горного почвообразования. М.: Наука, 1998. С. 192.

2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1988. С. 328.

3. Григорьева Е.А., Борисова И.В., Ямских Г.Ю. Макроморфологические свойства почв, формируют,ихся на территории хребта Алан (Западный Саян) // Международная научно-практическая конференция «Теоретические и практические аспекты развития современной науки». М., 2011. С. 324.