Субтропические гумидные области

Лесные субтропические гумидные области так же, как и суббореальные, занимают 4% площади Земли или около 600 млн. га, из них 43% или 285 млн. га приходится на горные территории. Эти области распространены в основном на восточных гумидных окраинах материков с муссонным характером климата, где выпадает от 1000 до 2500 мм осадков в год (табл. 21), причем большая их часть приходится на лето и осень. На западных побережьях континентов влажные субтропики встречаются лишь в особых региональных орографических условиях. Таковы, например, территории их распространения на Черноморском и Каспийском побережьях Кавказа, в некоторых регионах юго-восточной Европы, в субтропических районах Чили, Марокко. В целом для субтропических гумидных областей характерны следующие климатические показатели (табл. 21).

Таблица 21

Средние климатические показатели для субтропических гумидных областей.

Влажные субтропики отличаются высокими температурами в течение всего года. Лишь на некоторых территориях Закавказья в отдельные годы наблюдались отрицательные температуры (–0,5^оС; –1,5^оС). Почвы не промерзают. Большое количество осадков способствует развитию здесь промывного типа водного режима.

Наиболее значительные площади субтропических гумидных областей расположены в Северном полушарии - это Северо-Американская и Восточно-Азиатская области. Северо-Американская охватывает юго-восточные штаты США. Восточно-Азиатская включает юго-восточные провинции Китая, островов Тайвань, юг Японии. Кроме того, встречаются отдельные влажно-субтропические районы и в западных частях континентов: в западном и юго-восточном Закавказье (Краснодарский край России, западная часть Грузии и восточная часть Азербайджана), в Турции и Марокко.

В южном полушарии площади влажных субтропиков значительно меньше – это Южно-Американская(юго-восток материка – территории Парагвая и Уругвая, и юго-восток Бразилии) и Австралийская (юго-восточное горное побережье Австралии, северный остров Новой Зеландии и северное побережье Тасмании) области.

Для субтропических гумидных территорий характерно обширное развитие широколиственных лесов с кленами и дубами. В Восточно-Азиатской области часто встречаются южные хвойные леса, леса с веерными пальмами и лавролиственные леса. В Северо-Американской области развиты сосновые, дубово-гикориевые леса, со значительной долей участия платана, вяза, ильма, ясеня, клена, красного каменного дерева. В Австралии и Тасмании – эвкалиптовые леса. Общая биомасса, накапливаемая растительными сообществами, составляет 410 т/га, ежегодный опад – 21 т/га, с опадом поступает значительное количество зольных элементов – до 700 кг/га.

Преобладающими корами выветривания являются ферраллитные и ферраллитно-сиаллитные и незначительная часть почв формируется на продуктах выветривания известняков.По мнению Б.Б. Полынова (1956), И.П.Герасимова и М.А.Глазовской (1960) формирование красноцветной коры выветривания вначале протекало в условиях щелочной среды. В это время и происходили интенсивный вынос из неё кремнезема и накопление полуторных оксидов

Почвенный покров большинства рассмотренных областей на мировых почвенных картах представлен красноземами и желтоземами.

Главным процессом почвообразования в субтропических гумидных областях является процесс ферраллитизации (остаточного накопления железа и алюминия). Он протекает медленно и выражается, главным образом, в желтоземо- и красноземообразовании. Красноземы приурочены в основном к древним ферраллитным корам выветривания пород среднего и основного состава. Желтоземы формируются на феррсиаллитных продуктах выветривания.

Красноземы (AО-A1f-Bm-Cferal – индексы горизонтов предложены А.Н. Геннадиевым и М.А. Глазовской, 2005) получили название благодаря своей окраске, связанной с составом почвообразующих пород (продуктами выветривания, имеющими кирпично-красные или оранжевые тона). Цвет толщи обусловлен присутствием на поверхности глинистых частиц прочносвязанных гидроксидов трехвалентного железа, не разрушающихся даже при длительном промывании толщи кислыми почвенными растворами. Гидроксиды железа, покрывая и цементируя глинистые частицы, соединяют их в прочные агрегаты, что является причиной хорошей микроагрегированности красноземов. Все особенности красноцветных продуктов выветривания устойчиво сохраняются в сформированных на них почвах. Следовательно, не только цвет, но и многие другие свойства красноземы получили не в процессе почвообразования, а унаследовали от почвообразующих пород.

Характерной чертой почвообразования в красноземах служит продолжающаяся аллитизация минеральной части почвы.

Современное почвообразование в зоне влажных субтропиков протекает под пологом лесной растительности с обширной биомассой, богатой зольными элементами. Поэтому опад является главным фактором, влияющим на развитие почв. Несмотря на то, что почвы формируются в кислой среде, признаки подзолообразования в красноземах не проявляются или в ряде случаев проявляются не отчетливо, что связано с большим количеством оснований, образующихся при разложении органических остатков, и нейтрализующих кислые продукты. Процессы оподзоливания ослабляются и вследствие поступления полуторных оксидов, также высвобождающихся при минерализации растительного опада.

Морфологический профиль краснозема, описанный А.Н. Геннадиевым и М.А. Глазовской (2005), выглядит следующим образом:

AО – горизонт подстилки, состоящий из сухих листьев иногда отсутствует. Мощность 1-2 см.

A1f - гумусовый горизонт, имеет в верхней части до глубины 5-7 см серую или коричневатую окраску, копролитовую или мелкокомковатую структуру. Нижняя часть гумусового горизонта до глубины 25-35 см окрашена в бурый, желто-бурый, красновато-бурый цвет, структура комковатая, местами на гранях структурных отдельностей заметны глянцевитые коллоидные пленки. Мощность 25-35 см.

Bm– метаморфический горизонт буровато-красного или буровато-желтого цвета, рыхлый, непрочно-комковатой структуры, пронизан корнями, ходами насекомых. Мощность 80-100 см.

Cferal – почвообразующая порода, пестро окрашенная, переход к ней хорошо заметен по появлению признаков структуры исходной выветрелой породы или наноса. В ней отчетливо видны псевдоморфозы вторичных минералов (например, каолинита) по зернам ранее присутствовавших полевых шпатов.

Красноземы на всем протяжении профиля имеют кислую реакцию среды (рН_Н2О 4,0 - 5,5), максимальная кислотность свойственна нижней части гумусового горизонта. В целинных почвах содержание гумуса в слое 3-5 см достигает 8-12%, но уже на глубине 10-15 см его количество падает до 2-3%, а в метаморфическом горизонте составляет всего 1%. В составе гумуса преобладает группа фульвокислот (отношение Сгк/Сфк 0,5-0,6 в верхней части и 0,2-0,1 – в нижней части гумусового горизонта). Группа гуминовых кислот представлена бурыми гуминовыми кислотами, связанными с железом в органо-минеральные комплексы. Несмотря на значительное поступление опада (главным образом на поверхность почвы), гумусовый горизонт малоразвит, так как процессы минерализации органических остатков протекают очень быстро.

Емкость поглощения в красноземах невелика: в гумусовом горизонте – 10-12 м-экв на 100 г, в горизонте Bm – 7-8 м-экв/100 г Содержание поглощенных Ca²⁺ и Mg²⁺ очень мало. В сумме они составляют 0, 5-1,5 м-экв/100 г и лишь в самой верхней части почвенного профиля их количество увеличивается до 3,5-4,0 м-экв/100 г. Основная масса поглощенных катионов представлена алюминием, обусловливающим высокую обменную кислотность (рН_KCl 3,5-3,8) и занимающим вместе с водородом 85-95% от емкости катионного обмена. Низкая поглотительная способность связана с преобладанием в илистых фракциях красноземов минералов типа каолинита, галлуазита, гетита, гиббсита.

Почвы характеризуются высоким валовым содержанием полуторных оксидов – до 55-65% от массы. В кислой среде оксиды алюминия и железа частично растворяются и выносятся за пределы профиля, на что указывает возрастание в почве отношений SiO₂/Al₂O₃ и SiO₂/Fe₂O₃, по сравнению с почвообразующей породой. Наблюдается некоторое обеднение верхних горизонтов полуторными оксидами и увеличение их содержания в горизонтах Bm и C. Повышается по сравнению с породой и относительное содержание подвижных форм железа.

В естественных условиях вынос полуторных оксидов из верхней части почвенного профиля компенсируется их привносом с огромной массой растительного опада. Красноземы характеризуются низким содержанием азота (0,2-0,4%), калия и фосфора (0,08- 0,1 %). Особенно бедны они подвижными формами фосфора, что связано со слабой растворимостью фосфатов железа и алюминия, преобладающих в этих почвах

В субтропических гумидных областях, наряду с процессом ферраллитизации, развит процесс кислотного выщелачивания, свойственный всем лесным почвам гумидных областей и лессиваж, которые приводят к образованию красноземов с резко дифференцированным профилем, включающим элювиальный горизонт.

Желтоземы (A0-A1-A2-B-C – индексы горизонтов предложены Почвенным институтом им. В.В.Докучаева в Программе к почвенной карте СССР, 1972), как и красноземы, формируются в условиях субтропического влажного и теплого климата. Они отличаются от красноземов значительно меньшим содержанием полуторных оксидов (25-30%) и большим – кремнезема (50-65%). Желтоземы формируются в результате феррсиаллитного характера выветривания, в связи с чем, не имеют такой яркой окраски, как красноземы. Профиль более дифференцирован. Выделяются следующие горизонты:

А0 – лесная подстилка, мощностью 3-4 см.

A1 – гумусово-аккумулятивный, серовато-палевый, комковатый или комковато-ореховатый, уплотненный, тяжелосуглинистый. Мощность 10-15 см.

A2– элювиальный, буровато-палевый, неясно оподзоленный, с желтым оттенком, с неотчетливо выраженной структурой, суглинистый, уплотненный.

B – иллювиальный, светло-желтый, с железисто-марганцевыми пятнами, комковато-призмовидной структурой, уплотненный, суглинистый.

С – почвообразующая порода, неоднородно окрашена, желтовато-оранжевая, содержит железисто-марганцевые конкреции.

Желтоземы характеризуются преимущественно глинистым или суглинистым гранулометрическим составом. Наблюдается более высокое, чем у красноземов, валовое содержание SiO₂ по всему профилю, причем наибольшее количество кремнезема отмечается в элювиальном горизонте. Почвы содержат меньше гумуса в верхнем горизонте (4-5%), но иногда его количество достигает 10 %, азота – 0,2-0,4%. С глубиной содержание гумуса и азота резко падает. Состав гумуса фульватный (Сгк/Сфк 0,5), преобладают фракции гумусовых кислот, связанные с полуторными оксидами. Среди обменных катионов кальций занимает 60-80 % от емкости поглощения, значительная доля принадлежит магнию и водороду. Реакция среды слабокислая (рН 5-6).

Процессы преобразования почвообразующих пород, характерные для красноземов, свойственны и желтоземам. В профилях желтоземов происходит вымывание полуторных оксидов и тонкодисперсных частиц как поверхностно-боковым, так и вертикальным током вод. Осветление верхних горизонтов за счет выноса полуторных оксидов сочетается с процессом поверхностного оглеения, которому благоприятствует низкая водопроницаемость почвообразующих пород при большом количестве осадков. Все это приводит к дифференциации почвенного профиля, степень которой увеличивается по мере развития поверхностного оглеения, сопровождаясь обогащением верхних горизонтов железистыми конкрециями. Среди желтоземов так же, как и среди красноземов, выделяют оподзоленные и глеевые разности.