Тропические аридные области

Аридные тропические области распространены на площади примерно 1,3 млрд. га (23,2%). Они приурочены к наиболее сухим частям тропического пояса, которые находятся под воздействием сухих пассатных ветров и смыкаются с субтропическими пустынями. Выделяются четыре тропические полупустынные и пустынные области. Наиболее крупная из них – Афро–Азиатская, охватывающая юг Сахары и южную часть Аравийского полуострова, затем – Австралийская, занимающая значительную часть материка, Южно-Африканская – пустыня Калахари, Южно–Американская, включающая пустынную высокогорную область на севере Чили и примыкающую к ней тропическую пустыню Тихоокеанского побережья Южной Америки (пустыня Атакама). Горные территории занимают небольшие площади (6,3%).

Преобладают суглинистые и каменистые коры выветривания, карбонатные и местами засоленные, с поверхности ожелезненные (около 70%). Пустынные пески, также местами ожелезненные и окарбоначенные составляют около 24%. Оставшаяся территория занята опустыненными саваннами.

В целом для территории характерны следующие климатические показатели (табл. 28).

Таблица 28.

Средние климатические показатели для аридных тропических областей.

Тропические аридные области характеризуются жарким и засушливым климатом. Во многих пустынях осадки выпадают не регулярно (< 125 мм в год), а во внутренних частях пустынь их не бывает годами, поэтому сухой период может продолжаться много лет. Наряду с малым количеством осадков, пустыни характеризуются повышенной испаряемостью, которая усиливается ветрами и песчаными бурями. Самая сильная испаряемость в мире наблюдается в пустыне Сахара. Здесь находится абсолютный температурный максимум – +58°С в тени. Недостаток влаги может восполняться сильными росами и туманами. Для пустынь характерны резкие суточные и годовые температурные колебания. Так в пустыне Намиб (Южная Африка) резкие колебания суточных температур особенно характерны зимой, при дневных температурах +25°С температура ночью падает до 0°С, а часто до –5°С. Для континентальной пустыни Австралии (Алис-Спрингс) средний летний максимум соответствует +35°С, средний зимний минимум +3,9, а с мая по август характерны напочвенные заморозки.

Растительность приспособлена к засушливому климату. Вегетация может начаться в любое время года, после выпадения дождей. Территории с количеством атмосферных осадков 125-300 мм в год представлены полупустынями или колючкокустарниковыми саваннами. Здесь увеличивается видовое разнообразие и степень покрытия территории растениями, появляются жесткие многолетние злаки, заросли колючих кустарников и небольших деревьев, главным образом акаций и тамариксов.

В полупустынных зонах аридных областей под низкотравной опустыненной саванной развиты красновато-бурые почвы. Они формируются при слабом воздействии феррсиаллитного процесса. От красно-бурых почв они отличаются меньшей степенью ферритизации, более бурой окраской, малым содержанием гумуса (около 1%), гуматным его составом (И.А. Денисов, 1971), отсутствием дифференциации содержания ила по профилю. Почвы характеризуются слабощелочной реакцией среды (рН 7,0-7,5), наличием карбонатов и отсутствием легкорастворимых солей.

По данным Van der Merwe (1954) красновато-бурые почвы Южной Африки (пустыня Калахари) имеют хорошо дифференцированный профиль. Он состоит из маломощного светло-бурого опесчаненого горизонта, переходящего на глубине 10-15 см в красно-бурый, несколько уплотненный, суглинистый горизонт со столбчатой или призматической структурой, который подстилается плотным горизонтом, сцементированным карбонатами или слабовыветрелой коренной породой, содержащей карбонаты кальция в трещинах и на поверхности щебня, переполняющего нижние горизонты. Содержание гумуса в этих почвах 1,0 – 1,5%.

Красновато-бурые почвы по данным Н.Н. Розова (Розов Н.Н. и Строганова М.Н., 1979) занимают примерно 33% территории аридных тропических областей, остальная часть (около 57%) представлена песчаными и каменистыми пустынными почвами, солончаками, черными тропическими аридными и аллювиальными почвами.

Почвы тропических пустынь также имеют красноватый цвет, благодаря слабой ферритизации и последующей дегидратации оксидов железа, при очень высоких температурах поверхности почвы (до +60°С). Явление ферритизации в почвах тропических пустынь, может быть связано как с прошлыми более гидроморфными условиями формирования кор выветривания и почв, так и с влиянием современных периодов с ливневыми осадками.

Каменистые пустыни характеризуются преобладанием физического выветривания и дробления пород, а также аккумуляцией солей в депрессиях при близком залегании уровня грунтовых вод.

Значительные площади занимают песчаные пустыни – главным образом движущиеся барханные или грядовые пески, лишенные какой бы то ни было растительности и почв. Самый большой песчаный массив в мире – это Ливийская пустыня (Африка). Пустыни Центральной Австралии представлены грядовыми песками, расположенными параллельно друг другу в направлении господствующих ветров. Песчаные гряды имеют протяженность сотни километров, ширину несколько сотен метров и высоту несколько десятков метров. Некоторые гряды прослеживаются на расстоянии в 100-120 км. Пространство между песчаными грядами или покрыто маломощным слоем песка, или при выдувании песка, представляет собой голую каменистую пустыню, покрытую железистым щебнем.

В понижениях рельефа, в руслах рек часто формируются солончаки и солончаковые почвы. Незначительные площади заняты черными аридными тропическими почвами.

Рис. 10. Схема строения поймы (по Вильямсу, цитировано по Кауричеву 1982)

1 – бечевник; 2 – прирусловые дюны; 3 – область наибольшего скопления песков; 4 – притеррасные дюны; 5 – притеррасные вздутые пески; 6 – прирусловая пойма; 7 – центральная пойма; 8 – водоток (тальвег) центральной поймы; 9 – притеррасная пойма; 10 – притеррасная речка.

Поскольку русло реки постепенно мигрирует, скорость полых вод в пойме на одних и тех же участках изменяется. Кроме того, скорость потока и длительность затопления на одних и тех же участках поймы может зависеть от особенностей весеннего паводка. В связи с этими особенностями аллювиальные наносы характеризуются слоистостью, т.е. неоднородностью гранулометрического состава.

На гранулометрический и химический составы, а также на количество отлагаемого аллювия влияют составы почв и пород водосборной территории, климатические особенности, облесенность и распаханность бассейна водосбора.

Прирусловая пойма имеет обычно волнистый рельеф с резко выраженными валами и высокими гривами. По мере перехода к центральной пойме рельеф становится более спокойным. В центральной пойме на общем фоне равнинного рельефа хорошо различаются приподнятые участки – «гривы» и понижения – «лога». Характерная черта ландшафта центральной поймы – старицы – вытянутые вдоль русла озера, заросшие по берегам кустами ивы, иногда окруженные крупными деревьями. Притеррасная пойма представляет собой несколько пониженную по отношению к центральной пойме территорию, большей частью заболоченную.

Растительность пойм чрезвычайно разнообразна. Как правило, господствуют луговые разнотравно-злаковые группировки. Наиболее богатый и ценный травостой формируется в центральной пойме, где преобладают: костер безостый, тимофеевка, лисохвост, овсяница луговая, мятлик луговой, бекмания, канареечник, чина луговая, клевер, вика, герань луговая, конский щавель, лютик и другие травы. На повышенных элементах рельефа центральной поймы (гривах) травостой беднее. Прирусловая пойма характеризуется довольно неоднородным и более бедным травостоем. Сильно заболоченные участки в центральной и притеррасной поймах заняты щучкой, осоками, канареечником, мхами и другой болотной растительностью.

В поймах произрастают и древесные породы, состав которых определяется природными особенностями зоны. В таежно-лесной зоне в поймах преобладают ель, пихта, береза, осина, ива; в лесостепной и степной – дуб, вяз, клен, ива, тополь, осокорь, черная ольха. В поймах рек полупустынных и пустынных зон встречаются тугайные (приречные) травянистые леса, состоящие из тополя, шелковицы, ивы, лоха, саксаула, тамарикса и других пород.

В соответствии с современной классификацией и диагностикой почв России (2004) почвы пойм относятся к стволу синлитогенных почв, в которых процесс почвообразования протекает одновременно с аккумуляцией свежего минерального материала формируя отдел аллювиальных почв, в пределах которого выделяют следующие типы: аллювиальные серогумусовые, аллювиальные серогумусовые глеевые, аллювиальные торфяно-глеевые, аллювиальные перегнойно-глеевые, аллювиальные темногумусовые и аллювиальные темногумусовые гидрометаморфические. (Табл. 29)

Таблица 29

Корреляция почвенных классификаций 1997 и 2004 годов.

Аллювиальные серогумусовые (дерновые) (AY-C^~~) почвы формируются на относительно возвышенных элементах рельефа центральной поймы рек таежно-лесной зоны, при глубоком залегании грунтовых вод в условиях кратковременного затопления полыми водами. Почвы отличаются хорошей водопроницаемостью и аэрацией, преобладанием нисходящих токов влаги и формируются под злаковыми лугами и пойменными лесами. Почвообразовательный процесс развивается без влияния грунтовых вод, в условиях господства окислительной обстановки. Профиль включает серогумусовый (дерновый) горизонт серого или буровато-серого цвета, комковатый, часто с плохо диагностируемой слоистостью. Заметны следы деятельности почвенной фауны. Мощность горизонта составляет 20-30 см. Содержание гуматно-фульватного гумуса 3-6 %, иногда достигает 10 %. Реакция среды кислая или слабокислая (рН меньше 6), насыщенность основаниями 60-80 %. Основные подтипы выделяются по признакам оподзоливания (AYe-C) и оглеения (AYg-Cg).

Аллювиальные серогумусовые (дерновые) глеевые (AYg-G-CG^~~) почвы формируются на плоских равнинных участках и в неглубоких понижениях центральной поймы в условиях затопления спокойными паводковыми водами. Капиллярная кайма постоянно находится в пределах профиля. Почвы развиваются под влажными разнотравно-злаковыми лугами и влажными лесами таежной зоны. Характеризуются присутствием серогумусового горизонта серого или буровато-серого цвета со стальным оттенком, мощностью от 25-30 до 50 см. Горизонту свойственны творожистое сложение, комковато-порошистая структура, тяжелый гранулометрический состав, слабовыраженная слоистость и обилие ржаво-бурых пятен и прожилок. Ниже залегает грязно-серый с ржавыми и голубовато-сизыми пятнами глеевый горизонт, переходящий в аллювиальную оглеенную толщу, бесструктурную, часто слоистую. Почвы характеризуются фульватным типом гумуса, кислой и слабокислой реакцией среды, невысокой емкостью поглощения, ненасыщенны основаниями, обогащены подвижными оксидами железа. Выделяется подтип оруденелых аллювиальных серогумусовых (дерновых) глеевых почв (AY-Gfn-CG), диагностирующийся по присутствию в нижней части профиля железистой пропитки вплоть до цементации оксидами железа и скоплению органо-марганцево-железистых конкреций.

Аллювиальные торфяно-глеевые (T-G-CG^~~) почвы формируются в депрессиях центральной поймы и понижениях вблизи склонов террас или коренного берега под богатой эутрофной травянистой и кустарниковой растительностью в лесной и лесостепной зонах. Избыточное увлажнение создается благодаря затоплению полыми водами, подтоку грунтовых и склоновых вод. Почвы диагностируются по наличию торфяного и глеевого горизонтов. Торфяный горизонт характеризуется высокой степенью разложенности органогенного материала, имеет темно-бурый или черный цвет с ржавыми примазками и пятнами гидроксидов железа. Горизонт часто содержит прослойки мелкозема тяжелого гранулометрического состава или в целом заилен. За счет заиливания торфяная масса приобретает высокую зольность (иногда более 30 %), а при высыхании – комковатую структуру. Под торфяным горизонтом залегает глеевый горизонт, прокрашенный потечными гумусовыми веществами, который сменяется слоистым оглеенным аллювием. В профиле могут присутствовать оруденелые или мергелистые прослойки.

Основные подтипы выделяют по признакам оруденения, омергеливания и заиливания:

Оруденелые (T-Gfn-CG^~~) – формируются в притеррасной части пойм южно таежных рек при подтоплении грунтовыми водами, содержащими закисное железо. Диагностируются по наличию марганцево-железистых прослоев, иногда прослоев вивианита.

Омергеленные(T-Gml-CGml^~~) – формируются в условиях гидрогенной аккумуляции карбонатов, распространены в притеррасных частях пойм рек лесостепной зоны. Диагностируются по мергелистым прослоям в минеральной части профиля.

Торфяно-минеральные (Tmr-G-CG^~~) – диагностируются по наличию в массе торфяного горизонта прослоек минерального материала.

Аллювиальные перегнойно-глеевые (H-G-CG^~~) почвы формируются в наиболее пониженных и влажных частях пойм южно-таежной, лесостепной, реже степной зон под зарослями черной ольхи и осоково-тростниковой растительностью. Источниками переувлажнения служат паводковые, грунтовые и склоновые воды. Эти почвы обычно вытянуты узкими полосами вдоль притеррасной части поймы или по дну стариц. Почвы отличаются наличием с поверхности черного или сизовато-черного мажущегося перегнойного горизонта с плохо выраженной икряной структурой, обычно заиленного, переходящего в грязно-сизую глеевую толщу. Профиль в течение длительного времени насыщен водой, возможны карбонатные прослойки. Иногда поверхность почв покрыта ржавыми железистыми пленками. Основные подтипы выделяются по признакам засоления, омергеливания, оруденения и заиливания.

Аллювиальные темногумусовые (AU-Cca^~~) почвы формируются под луговыми ассоциациями на относительно повышенных, кратковременно затопляемых участках центральной поймы рек лесостепной и степной зон. Профиль состоит из мощного (50 см и более) зернисто-комковатого темногумусового горизонта. В переходном от гумусового горизонта к материнской породе горизонте часто содержатся карбонаты, не имеющие в большинстве случаев морфологического выражения. Почвы характеризуются высоким содержанием гумуса (от 4-9 до 12 %), постепенно убывающим вниз по профилю. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием. Почвы имеют высокую емкость поглощения, нейтральную или слабощелочную реакцию среды, насыщены основаниями, характеризуются высокой водопроницаемостью и аэрацией.

Основные подтипы выделяются по признакам солонцеватости, засоления, слитизации, оглеения и гидрометаморфизма:

Солонцеватые (AUsn-Cca^~~) – характеризуются уплотнением, наличием элементов призматической структуры в гумусовом горизонте, потечностью гумуса, имеют щелочную реакцию среды за счет присутствия обменного натрия в почвенном поглощающем комплексе.

Засоленные(AUs-Cca^~~) – диагностируются по присутствию в пределах верхних 100 см профиля легкорастворимых солей в количестве свыше 0,1 %.

Слитизированные (AU-AUv–Cca^~~) – отличаются признаками слитизации. Слитая часть профиля, вязкая и плохо водопроницаемая во влажном состоянии, при высыхании разбита трещинами, характеризуется высокими плотностью и твердостью, наличием поверхностей скольжения.

Глееватые(AUg-Cca,g^~~) – выделяются по присутствию в профиле признаков оглеения.

Гидрометаморфизованные(AU-AUq-Cca,q,mI^~~) – диагностируются по признакам гидроморфизма в виде оливковых, грязно-серых серо-стальных пятен в нижней части профиля. Иногда выделяются пропиточно-конкреционные формы карбонатных новообразований.

Аллювиальные темногумусовые гидрометаморфические(AU-Q-CQ^~~) почвы наиболее характерны для основных поверхностей центральной поймы рек лесостепной и степной зон, где формируются под луговыми и кустарниковыми ассоциациями. Почвы подвержены регулярному и достаточно длительному затоплению паводковыми водами при неглубоком залегании (до 2 м) грунтовых вод и характеризуются чередованием промывного и выпотного типов водного режима. В профиле этих почв присутствует темногумусовый горизонт мощностью 40-60 см и более, темно-серого или черного цвета с сизоватым оттенком и хорошо выраженной зернисто-творожистой структурой. Темногумусовый горизонт через переходную грязно-серую толщу сменяется гидрометаморфическим горизонтом серых и оливковых тонов. Карбонаты обычно морфологически не выражены или представлены мергелистой пропиткой. Почвы имеют суглинисто-глинистый гранулометрический состав, содержат от 4 до 12 % гумуса. В составе гумуса преобладают гуматы кальция. Почвы характеризуются нейтральной или слабощелочной реакцией среды, высокой емкостью поглощения, насыщены основаниями. Подтипы выделяются по признакам солонцеватости, засоления, слитизации и омергелевания.

Аллювиальные слитые (AU-V-C^~~) формируются по вершинам грив и бугров, в неглубоких депрессиях центральных и притеррасных частей пойм крупных рек степной зоны под разряженной злаково- или осоково-разнотравной растительностью. Имеют поёмно-непромывной водный режим.

Почвенный профиль представлен глыбисто-комковатым темногумусовым горизонтом серого цвета с буроватым или коричневатым оттенком, поверхность которого часто покрыта рыхлой порошисто-крупитчатой мульчёй. Под гумусовым горизонтом залегает оливково-серый слитой горизонт с глыбисто-столбчатой или крупнопризмовидной структурой, ярким глянцем на поверхности педов и ясно выраженными педотурбациями в виде микрооползней. В сухом состоянии профиль рассечен глубокими трещинами, тзаполненными оструктуренным материалом верхнего горизонта. В нижней части обычны стяжения карбонатов, гнезда и прожилки гипса

Почвы характеризуются глинистым гранулометрическим составом, причём в слитом горизонте содержание ила составляет 40-60%. Количество гумуса в гумусовом горизонте 2,5-6%, ёмкость поглощения высокая, почвенно-поглощающий комплекс насыщен основаниями, реакция почв нейтральная или слабощелочная.

Основные подтипы выделяются по признакам засоления и гидрометаморфизма.

Почвенный покров пойм характеризуется разновозрастностью и динамичностью. Здесь можно встретить почвы, начиная от свежих аллювиальных наносов и примитивных слоистых до хорошо развитых с признаками и свойствами зональных почв.

Потенциальное плодородие пойменных почв изменяется от прирусловой части поймы к центральной и притеррасной. В этом направлении в почвах увеличиваются общий запас органического вещества, содержания азота и других биофильных элементов, растет сумма обменных оснований. Лучшими являются незаболоченные и незасоленные почвы с зернистой структурой. Они имеют мощный гумусовый горизонт, значительный общий запас органического вещества (до 350–550 т на 1 га), высокое содержание питательных элементов, обладают благоприятными агрохимическими свойствами.

Пойменные территории служат важнейшей кормовой базой животноводства. Для повышения производительности пойменных сенокосов необходимы мелиоративные и агротехнические мероприятия: осушение заболоченных участков, удаление кустарника и кочек, подсев трав, внесение удобрений и извести, регулирование пастбищного содержания животных.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте процессы поёмности и аллювиальности.

2. Опишите строение поймы.

3. Прооцессы почвообразования прирусловой части поймы.

4. Процессы почвообразования центральной части поймы.

5. Процессы почвообразования притерассной части поймы.

6. Перечислите почвы пойм.