Главные закономерности географического распространения почв

Закономерности географического распространения почв обусловлены распределением природных условий на поверхности Земли. Это положение лежит в основе важнейших разделов географии почв: учения о горизонтальной зональности, учения о вертикальной зональности, учения о почвенно-географических фациях и провинциях и учения о неоднородности и структурах почвенного покрова.

По современным представлениям в почвенном покрове могут быть выделены широтные почвенно-биоклиматические пояса, обусловленные главным образом термическими особенностями климата (полярный, бореальный, суббореальный, субтропический, тропический). Для каждого пояса свойственен свой набор типов почв.

Почвенно-климатические пояса разделяются на почвенно-биоклиматические области. Под ними понимается – совокупность почвенных зон и горных почвенных провинций, имеющих не только сходные радиационные и термические условия, но и сходные условия увлажнения и континентальности.

Почвенный покров почвенно-биоклиматических областей более однороден, чем почвенно-климатических поясов. В каждой почвенно-биоклиматической области выделяются две или три почвенные зоны. Почвенная зона это ареал зонального почвенного типа и сопутствующих ему интразональных почв. Внутри почвенных зон на переходах к соседним зонам выделяются почвенные подзоны, а по простиранию почвенных зон обособляются почвенные фации и провинции. Почвенная подзона – часть почвенной зоны, вытянутая в том направлении, на территории которой распространены определенные зональные подтипы почв. Почвенная фация – часть почвенной зоны, существенно отличающаяся от других ее частей по температурному режиму почв и сезонному ходу увлажнения.

На Карте почвенно-географического районирования СССР для высших учебных заведений (М1:8 000 000), составленной Г.В.Добровольским, И.С.Урусевской, Н.Н Розовым (1983), выделены следующие соподчиненные единицы (Схема 1).

Почвенно-климатические пояса

Почвенные биоклиматические области

Для равнинных территорий Для горных территорий

Почвенная зона Почвенная зона

Почвенные подзоны Горная почвенная провинция

Почвенная провинция Горная почвенная зона

Почвенный округ Почвенный район

(по оролитологическим признакам)

Схема 1 почвенно-географического районирования (Герасимова М.И., 2007)

Горная почвенная провинция – ареал определенного ряда взаимосвязанных вертикальных почвенных зон, обусловленного положением горной страны (или её части) в системе почвенно-биоклиматических поясов и областей и главными особенностями орографии.

Почвенная провинция – часть почвенной зоны, отличающаяся специфическими особенностями почв и условий почвообразования, связанными либо с различиями в увлажнении и континентальности, либо с температурными условиями.

Почвенный округ – территория с качественно однотипной структурой почвенного покрова, обусловленной особенностями рельефа и почвообразующих пород.

Почвенный район – часть почвенного округа с относительно однородным рельефом, составом почвенного покрова и особенностями микроклимата.

Исходной неделимой единицей почвенного покрова является элементарный почвенный ареал (ЭПА), т.е. пространство, занимаемое какой-либо одной почвой, относящейся к классификационной единице наиболее низкого ранга (например, разновидность почвы), и ограниченное другими элементарными почвенными ареалами или непочвенными образованиями.

ЭПА, чередуясь в пространстве, образуют почвенные комбинации, которые создают структуру почвенного покрова.

В. М. Фридланд в 1972 г. предложил подразделять почвенные комбинации на микро-, мезо- и макрокомбинации.

Микрокомбинации – это чередование мелких ЭПА (измеряемых единицами и десятками метров), обычно связанных с микрорельефом.

Мезокомбинации – сочетание более крупных ЭПА и микрокомбинаций. Здесь во многом проявляется влияние экспозиции склонов, мезорельефа и пространственной смены почвообразующих пород.

Макрокомбинации – чередования мезокомбинаций, обусловленне макрорельефом.

В ряду мезоструктур почвенного покрова различают сочетания и мозаики почв.

Сочетаниями называются комбинации почв, закономерно сменяющих друг друга по элементам рельефа и связанных между собой боковым перемещением поверхностных или почвенно-грунтовых вод с растворенными и взвешенными химическими соединениями – продуктами выветривания и почвообразования;

Мозаики – неупорядоченные в пространстве и геохимически несопряженные между собой комбинации почв, обусловленные литологической неоднородностью выходящих на поверхность коренных пород или неупорядоченным распределением в пространстве рыхлых отложений различных гранулометрического и минералогического составов.

Наряду с общепринятой стстемой почвенно-географического районирования, основано на законах географии почв, широко известна альтернативная система, разработанная М.А.Глазовской (1973). В ней основное внимание уделяется не факторам почвообразования, а свойствам почв, которые выражаются через параметры химического состава, основные почвообразовательные процессы, строение профиля. Вместо поясов и зон выделяются не менее обширные территории со сходным направлением почвообразовательных процессов, с близкими по составу и свойствам продуктами почвообразования. Территориальные единицы меньшего ранга характеризуются одинаковыми спектрами почв в сопряженных почвенно-геохимических рядах – катенах, однотипностью процессов радиальной миграции и аккумуляции веществ.

Выделяются следующие таксономические единицы районирования: мегаструктуры – почвенные области, мегаструктуры – почвенно-геохимические катены.

Следующей таксономической единицей районирования, более низкого уровня, являются почвенно-геохимические поля – территории с господством определенной геохимической ассоциации субаэральных почв или закономерным сочетанием нескольких геохимических ассоциаций. В геохимическую ассоциацию объединяются почвы со сходными щелочно-кислотными и окислительно-восстановительными режимами, отражающими самые общие результаты современного педогенеза. На земном шаре выделяется 6 почвенно-геохимических полей.

Геохимические поля подразделяются на секторы, состоящих из 16 типов. Критерием выделения сектора служит состав семейств образующих его почв. Семейства объединяют почвы со сходным строением профиля, т.е. направлением почвообразования, и в которых отчетливо проявляются сочетания почвообразовательных процессов, связанные с энергетикой почвообразования, ёмкостью биологического круговорота, господствующими типами растительных формаций. Некоторые секторы совпадают с ландшафтными зонами или включают несколько зон и подзон.

Следующая единица почвенно-геохимического районирования – почвенные области, выделяемые на основе возможных комбинаций почв в пределах семейств и дополнительных почвенных типов из других семейств. Область включает несколько типов макроструктур почвенного покрова.

На относительно однородных суглинистых породах и в условиях равнинного рельефа смена почв может определяться изменениями гидротермических условий, т.е. зональностью. Для ряда почвенных равнинных областей характерны широтно-зональные макроструктуры почвенного покрова, например для степей юга Русской равнины. В горных областях господствуют горно-зональные макроструктуры, не только включающие закономерный вертикальный ряд почв, но и учитывающий экспозиционные эффекты, «инверсию зон», «предгорную зональность». Нерегулярное или закономерное чередование контрастных пород создает литогенные неупорядоченные или упорядоченные макроструктуры.

В данном учебном пособии почвенный покров рассматривается по почвенно-климато-биогеохимическому районированию, предложенному Н.Н.Розовым и М.Н.Строгановой (1979), дающему возможность оценить распространение главных типов почв Земного шара в тесной связи с биоклиматическими условиями. Именно климат, почвы и растительность – главные факторы, определяющие биологическую продуктивность ландшафтов. Таблица 1 дает представление о распределении почвенного покрова по почвенно-биоклиматическим поясам и областям.

Таблица 1

Распределение почвенного покрова суши по почвенно-биоклиматическим поясам иобластям, % от площади суши. (по Н.Н. Розову и М.Н.Строгановой, 1979)

Основной территориальной единицей почвенного покрова выбраны почвенно-биоклиматические пояса и почвенно биоклиматические области.

Н.Н.Розов и М.Н.Строганова (1979) приводят агроэкологическую группировку почв, которая имеет три таксономических уровня: 1) почвенно-агроэкологические классы (пояса); 2) почвенно-агроэкологические подклассы (области); 3) почвенно-агроэкологические формации.

Почвенно-агроэкологические классы объединяют типы почв по сходству температурного режима самих почв на глубине 0,2 м, или по температуре приземного слоя воздуха, с учетом довольно сложной корреляции, которая существует между этими величинами. В системе комплексного климато-биогеохимического районирования почвенно-агроэкологические классы отвечают почвенно-биоклиматическим поясам. При разделении на пояса учитываются не только суммы активных температур, но и величины радиационного баланса. Солнечная энергия, слагающаяся обычно из коротковолновой радиации, свободно проникает через атмосферу и поглощается деятельной поверхностью, основой которой является почва вместе с находящимся на ней растительным покровом. Именно от деятельной поверхности нагреваются приземные слои атмосферы и нижние горизонты почвы. При излучении в ночное время в первую очередь охлаждается также деятельная поверхность, но излучение при этом длинноволновое и поглощается атмосферой. Таким образом, складывается радиационный баланс, показатели которого не вполне аналогичны агроклиматическому показателю сумм температур, так как не учитывают значительных количеств тепла, переносимого благодаря динамике и конвекции атмосферы. Почвенно-географическое значение поясов видоизменяется в процессе развития аридизации и иссушения, что приводит к выделению почвенно-биоклиматических областей.

Почвенно-агроэкологические подклассы (области) объединяют почвы в пределах пояса со сходным режимом атмосферного увлажнения. Атмосферное увлажнение является главным в формировании естественного и, особенно, агрикультурного растительного покрова. Показателем атмосферного увлажнения является так называемый коэффициент увлажнения (КУ), который вычисляется из отношения годового количества осадков в миллиметрах к годовому количеству испаряемости, т.е. испарения с открытой водной поверхности (в миллиметрах). В таблицах и тексте используется показатель КУ Высоцкого-Иванова (Иванов Н.Н. 1948).

В системе почвенно-агроэкологического подразделения Н.Н.Розов и М.Н.Строганова (1979) выделяют следующие области: гумидные, семигумидные, семиаридные, аридные. Режим атмосферного увлажнения определяет глубину промачивания почв в периоды дождей и снеготаяния, количество доступной для растений влаги в корнеобитаемом слое, переувлажнение почв близкими грунтовыми водами.

Почвенно-агрохимические формации.Выделение почвенно-агрохимических формаций опирается на системы почвенно-геомических формаций, разработанных В.А.Ковдой (1975), М.А. Глазовской(1964) но проводится строго в рамках почвенно-агроэкологических областей.

Четвертым самым низким таксономическим уровнем агроэкологической группировки почв – являются типы, подтипы и родыпочв, выделяемые на почвенных картах мира.

Таким образом, в данной группировке почв объединены два главных подхода к общей трактовке развития почвенного покрова Земного шара: биоклиматический (зонально-фациальный) и геохимический.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается биоклимкатический подход к трактовке почвенного покрова Земного шара.

2. В чем заключается геохимический подход к трактовке почвенного покрова Земного шара

3. Назовите главные таксосномические единицы почвенно-географического районирования.

Полярный пояс

На территорию полярного пояса без материковых льдов, приходится около 4% от общей площади поверхности суши земного шара. В северном полушарии выделяются две полярные области – Евроазиатская и Северо-Американская. В южном полушарии - в Антарктике почвенный покров формируется лишь на небольших по площади островах и участках суши континента, не покрытых льдом.

Почвенный покров Антарктиды сильно отличается от покрова Арктики и всей остальной Земли. Он еще недостаточно изучен, чтобы информацию о нем систематически излагать в учебном пособии. Можно лишь отметить, что в наиболее высокоширотных областях Антарктиды (73^о ю.ш. и южнее) встречаются почвы холодных пустынь с тысячными долями процента содержания органического вещества, часто засоленные, щелочные, а в почвах прибрежных оазисов – нейтральные и малогумусовые микропрофильные почвы под редкой криптогамной растительностью (мхи, лишайники, водоросли). Почвы мелкие из-за близкого подстилания многолетней мерзлотой или плотной скалой (Goryachkin et al., 2004; Абакумов Е.В., 2011; Горячкин С.В. и др., 2012).

К Евроазиатской области относится север территории России, включая арктические острова и архипелаги, побережье Северной Норвегии и архипелаг Шпицберген. Северо-Американская область охватывает северное побережье континента, Канадский Арктический архипелаг, п-ов Лабрадор и свободные ото льда побережья Гренландии.

Обе области, хотя и имеют некоторые различия, в целом сходны по набору почв и закономерностям почвенного покрова, поэтому мы будем их рассматривать вместе и особое внимание уделим зональным различиям почв.

ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ АРКТИЧЕСКОЙ И ТУНДРОВЫХ ЗОН

Почвенный покров высоких широт северного полушария (это вся территория к северу от северной границы леса) до сих пор изучен не так подробно, как почвы более южных лесных и степных областей. Кроме того, основным объектом почвоведения, как науки, являются полноразвитые почвы средних широт – подзолы, черноземы, солонцы и т.д. Существуют общепризнанные взгляды на их происхождение и распространение, которые излагаются в учебниках. Что же касается почв высоких широт, развивающихся в условиях явного недостатка тепла, то исследования их генезиса (происхождения) и классификационного положения остаются зачастую «на обочине» науки. Поэтому и в начале XXI века существуют как признаваемые всеми закономерности географии почв полярных областей, так и различия в интерпретации почвенно-географических данных, которые необходимо представлять, чтобы иметь полную картину современного состояния знания в этой области.

Все почвоведы-географы, специалисты по Северу, отделяли тундровую зону от зоны, расположенной севернее, которую называли по-разному - «зоной полярных (или арктических) пустынь» или «арктической почвенной зоной». Различия в современных представлениях специалистов касаются также внутризональных подразделений и местонахождения границ между зонально-подзональными выделами. Кроме того, преобладающими представлениями до сих пор являются те, что характерные для большей части тундр гумидные кислые Al-Fe-гумусовые почвы (подбуры и подзолы) и глеевые почвы к северу сменяются принципиально иным - аридным засоленно-карбонатным неглеевым типом почвообразования. Хотя для Евразии имеется точка зрения, не признающая аридный характер высоких широт, выделяющая в ней арктическую почвенную зону с дерновыми неглеевыми насыщенными почвами (Михайлов И.С., 1970).

Существует опыт нескольких подходов к разделению почв Арктики и Субарктики, основанных на разных критериях. 1. Большинство разделений основывается на “зональных” почвах, и их различия связаны с тем, что авторы по-разному понимают, какие почвы являются “зональными”. 2.Зональное разделение проводится по набору основных почв в почвенном покрове. В этом случае почвенные границы существенным образом не совпадают с растительными и ландшафтными - граница между арктической и тундровой почвенной зоной проводится по северной части растительно-ландшафтной подзоны арктической тундры.

Таким образом, при разных критериях зонального деления почвенного покрова Арктики и Субарктики, почвенные границы, в целом, совпадают между собой и не соответствуют традиционно выделяемым растительно-ландшафтными границам (см. Табл. 2). По набору основных почв в почвенном покрове вся северная безлесная область делится на 3 части. В 2004 году Международной группой по исследованию мерзлотных почв было разработано “интегральное” почвенное разделение полярных областей, названия зональных выделов которых совмещают российский и канадский подход к зонированию этой территории (Goryachkin et al., 2004). Оно показано в таблице 1.

Схема указанной выше почвенной зональности Арктики изображена на рисунке 1. Основания для того, что у ученых, изучавших Арктику, сложились разные представления о ее зональном разделении, и причины несоответствия почвенного и растительного разделения, а также характеристики почв, указанных в таблице 1, изложены ниже.