ПОЧВЫ ГОРНЫХ ОБЛАСТЕЙ

Горные территории занимают немногим более пятой части общей площади суши земного шара – 30,65 млн. км², или 21%. На разных континентах их доля в общей площади неодинакова. Наиболее распространены горные ландшафты на Азиатском континенте, занимая 47% его площади, и в Северной Америке (45%). В Африке это 24%, в Южной Америке 23% и Европе 20%. Меньше всего горных ландшафтов в Австралии и на островах Океании, где их площадь составляет 9% от общей площади суши.

Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность, под которой понимается закономерная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий. С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5 ⁰С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако количество выпадающих осадков в целом возрастает. Суммарная солнечная радиация с увеличением высоты растет, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшается с высотой.

Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обуславливает малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.

В горах формируются коры выветривания в основном элювиального и реже транзитного типов; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. Почвообразующие породы обогащены первичными минералами, доля вторичных минералов в них невелика.

Формирование и распределение почв в горных районах подчиняется закону вертикальной зональности, установленному В. В. Докучаевым. Почвенные зоны в горных странах, подобно равнинным территориям, располагаются в виде поясов. Однако отмечаются случаи, когда с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Нередко одна почвенная зона внедряется в другую, что обусловлено, например, экспозицией склона или проникновением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной зоны в другую известно как миграция почвенных зон. Наконец, в ряде горных стран в системе нормальных рядов совсем выпадают отдельные почвенные зоны. Это явление известно под названием интерференции зон.

Господствующим видом поверхности в горах являются склоны различных формы, крутизны и экспозиции. Такой характер рельефа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денудации, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денудации, результатом которых является постоянное удаление верхних слоев продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля.

На процессы почвообразования в горах большое влияние оказывает экспозиция склона. В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготаяние более бурное, на них сильнее проявляются процессы денудации.

Экспозиция Размытая площадь, %

Северная 14

Южная 38

Восточная 30

Западная 18

Основной чертой растительности горных стран является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности, что проявляется в смене с высотой лесных поясов на пояса травянистые, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвойных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субальпийских лугов. Еще выше находятся пояс низкотравных альпийских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой которого служит отсутствие сплошного растительного покрова. На самом верху расположен нивальный пояс – пояс господства скал, осыпей, ледников и снежников.

По мере увеличения сухости и континентальности климата уменьшается протяженность по высоте лесных поясов и, в конце концов, они могут исчезать вообще.

Одной из черт, отличающих развитие почв в горах, является неравнозначность факторов почвообразования. В горах резко возрастает роль рельефа, который оказывает непосредственное влияние на почвообразование, определяет интенсивность процессов денудации, бокового стока, гидротермический режим почв в соответствии с экспозицией склона и т.п. Он формирует климатические особенности как горной страны в целом, так и отдельных ее частей. Своеобразное распределение растительности в горных странах также тесно связано с рельефом. Вся высотная поясность обусловлена большими перепадами высот, характерными для горного рельефа.

Влияние материнской породы на почвообразование в горах также проявляется сильнее. Относительная молодость почв, постоянное вовлечение в почвообразование новых слоев породы, высокая щебнистость профиля приводит к тому, что почва наследует многие свойства почвообразующей породы.

Как следует из балансовой концепции почвообразования (Ковда В.А., 1973), баланс почвообразования в горах формируют три составляющие: биогенная аккумуляция (Ab); механическая аккумуляция или вынос (Am); геохимическая аккумуляция или вынос (Ag). Биогенная аккумуляция всегда положительна. Вторая статья баланса в целом отрицательна. Однако на общем фоне господства процессов выноса на горных склонах может иметь место и накопление веществ за счет их транзита, перемещения с вышележащих элементов рельефа. Количественно процесс накопления уступает место доминирующим процессам денудации; а в уравнении баланса механическая аккумуляция имеет вид ± Am. Геохимическая составляющая баланса формируется без участия грунтовых вод в почвообразовательном процессе, но особенности горного рельефа обусловливают интенсивный геохимический вынос веществ за счет поверхностного, а также внутрипочвенного и подпочвенного бокового стоков. Так же, как и в процессах механического переноса, здесь может наблюдаться и накопление веществ, однако значительно меньшее по сравнению с геохимическим выносом. Геохимическая составляющая в балансе горного почвообразования записывается в виде ± Ag.

В целом баланс веществ в горном почвообразовании выражается следующим уравнением:

S = f (P + Ab ± Am ± Ag) t,

где S ‑ почва; P – почвообразующая порода; t ‑ время почвообразования

Общий баланс веществ в горном почвообразовании отрицателен. Механическая денудация и геохимический вынос преобладают, биогенная аккумуляция сопровождается постоянной потерей продуктов биогеоценоза. Интенсивная денудация вызывает несравненно большее по сравнению с равнинными ландшафтами вовлечение веществ в большой геологический круговорот.

Своеобразие рельефа, климата, растительного покрова отражается и на гумусном состоянии горных почв. Содержание органического вещества в них велико и может достигать 15-20% и более в верхней части гумусового горизонта, однако в его составе преобладают слабогумифицированные вещества, много неразложившихся растительных остатков. Для горных почв характерна слабая дифференциация почвенного профиля.

Характер чередования почв в системе высотной поясности имеет свои особенности в различных горных странах и даже в разных частях одной горной страны. Наибольшим разнообразием отличается почвенный покров самых нижних частей горных стран.

В лесном поясе самое широкое распространение имеют буроокрашенные слабодифференцированные почвы – горные буроземы и близкие к ним почвы. Этому способствует активное выветривание плотных почвообразующих пород, поставляющих для процесса почвообразования новый материал и активность денудационных процессов. Выше распространения лесной растительности под горными лугами и степями преобладают гумусовые слабодифференцированные почвы – горно-луговые, горные лугово-степные, горно-степные. Их образование связано с отрицательным балансом горного почвообразования (механический и геохимический вынос), обуславливающего маломощность, слабую дифференциацию профиля.

Характер высотной поясности зависит от положения горной страны в системе широтной зональности, от сухости и континентальности климата, а также может существенно осложняться биоклиматическими и литологическими условиями.

Среди горных почв присутствуют как почвы, характерные только для гор и не встречающиеся на равнинах, так и почвы, имеющие аналоги на равнинных территориях. К первым относятся горно-луговые, горные лугово-степные, а также горно-тундровые почвы.

Вертикальная зональность почв начинается с того широтного зонального типа, который примыкает к данной горной стране. Наиболее полно вертикальные пояса представлены на северном склоне Кавказа. Здесь по мере подъема к вершинам гор чередуются почти все зоны, встречающиеся в равнинной части России. Характер вертикальной поясности определяется положением горной страны, т.е. в каком широтном биоклиматическом поясе (широтной зоне) она расположена. Различают следующие географические пояса: полярный, бореальный, суббореальный и субтропический.

В полярном поясе господствуют горные тундровые почвы. В бореальном поясе выделяют две вертикальные почвенные зоны – горно-подзолистую и горно-тундровую. Горно-тундровые почвы являются обычно самым верхним звеном в системе высотной поясности почвенного покрова. Характерными чертами условий их образования служат господство низких температур, малая продолжительность безморозного и вегетационного периодов, мощный, долго сохраняющийся снежный покров. Высшая растительность в таких условиях развивается плохо, поэтому преобладают мхи и лишайники. Встречаются мелкие кустарники. Названные климатические условия обусловливают низкую биологическую активность почв и накопление слабогумифицированного органического вещества, иногда образующего сухоторфяный горизонт (ТJ) малой мощности.

Профиль горно-тундровых почв имеет небольшую мощность, не превышающую обычно 50–60 см. Эти почвы обладают кислой реакцией, обусловленной накоплением кислых продуктов разложения растительных остатков, и слабо насыщены основаниями. В составе гумусовых веществ преобладают ФК.

В высокогорьях, за пределами распространения лесной растительности, в альпийском и субальпийском поясах формируются горно-луговые и горные лугово-степные почвы.

Горно-луговые почвы образуются на выщелоченных продуктах выветривания плотных пород, занимая вершины и верхние части склонов хребтов и гор всех экспозиций. Почвы развиваются в условиях избыточного увлажнения (1000–1500 мм осадков в год) и промывного типа водного режима. Растительность представлена сообществами среднетравных субальпийских и низкотравных альпийских лугов.

Профиль горно-луговых почв отличается слабой дифференцированностью, небольшой мощностью (60–70 см) и имеет следующее строение:

А_дерн – АY – АС – С (иногда выделяется горизонт В).

Характерная особенность данных почв – наличие мощной дернины: до 10 см и более. Под ней располагается гумусовый горизонт АY, имеющий мощность в пределах 10–20 см. (в горно-луговых почвах субальпийского пояса – до 50 см и более), темно-бурого цвета, мелкокомковатой или зернисто-мелкокомковатой структуры, часто содержащий каменистые включения. Переход в горизонт АС постепенный. Горизонт АС, мощностью 15–25 см, отличается более светлой буроватой окраской. Количество каменистых включений возрастает. Переход в горизонт С заметный. Горизонт С представляет собой элювий, делювий (или их сочетание) коренных пород, часто окрашенный в различные оттенки желто-бурого цвета. Верхние горизонты обогащены гумусовыми веществами (8–20%) с преобладанием ФК. Наличие слабогумифицированных соединений придает гумусу «грубый» характер. Минеральная часть отличается высоким содержанием свободных оксидов железа, вплоть до образования конкреций. Почвы имеют кислую реакцию, которая обусловлена в основном алюминием. Емкость катионного обмена (ЕКО) невысокая, почвенный поглощающий комплекс (ППК) слабо насыщен основаниями.

Горные лугово-степные почвы, в отличие от горно-луговых, развиваются в более засушливом лугово-степном поясе гор, на менее выщелоченных почвообразующих породах в условиях периодически промывного типа водного режима. Профиль окрашен в серые тона, четко выражена комковато-зернистая структура, встречаются копролиты, чего нет в горно-луговых почвах. Строение профиля следующее:

А_дерн – АU – АС – С.

Дернина имеет мощность 5–10 см. Под ней расположен горизонт АU, мощностью около 15 см, серовато-бурого и серовато-коричневого цвета, комковато-зернистой структуры, содержащий каменистые включения. Переход в следующий горизонт постепенный. Переходный горизонт АС, мощностью 15–20 см, светлее гумусового, его структура менее прочная, преобладают комковатые отдельности, доля каменистых включений увеличивается. Переход в горизонт С более четкий. Почвообразующая порода – горизонт С – представляет собой элювий, делювий, элюво-делювий коренных пород. Чаще бесструктурен, мелкозем окрашен в бурые, коричневые тона различных оттенков.

Горные лугово-степные почвы, по сравнению с горно-луговыми, менее кислые. Значения рН обычно находятся в пределах 5,5–7,2. Кислотность обусловлена ионами, как водорода, так и алюминия. ЕКО составляет 30–35 м-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 70% и выше. Почва богата гумусом (в горизонте АU – до 10%), в его составе возрастает доля ГК.

Среди горных лугово-степных почв выделяются горные лугово-степные черноземовидные почвы. Они развиваются под субальпийской остепненной растительностью, преимущественно на продуктах выветривания карбонатных пород (известняки, карбонатные сланцы и др.). Содержание гумуса достигает 20%. Отношение С_ГК / С_ФК около 1. ЕКО составляет 40–50 м-экв/100 г почвы.

В степной и лесостепной вертикальных почвенных зонах бореального пояса формируются почвы горно-каштановые (AJ-BMK-CAT-Cca), горные черноземы (AU-BCA-Cca) и серые горно-лесные (AY-AEL-BEL-BT-C). В этом поясе появляются горные бурые лесные (AY-BM-C) и горно-луговые почвы.

В суббореальном поясе, в отличие от бореального, в верхней вертикальной почвенной зоне преобладают горно-луговые почвы. В лесной зоне этого же пояса ведущее место принадлежит бурым лесным почвам вместо горно-подзолистых (O-EL-BEL-BT-C).

В аридной области субторопического пояса распространены горные сероземы или горные коричневые почвы (AU-BM-BCA-Cca), а в области влажных субтропиков нижняя вертикальная почвенная зона представлена красноземами и желтоземами.

Рассмотрим краткую характеристику почвенного покрова гор Большого Кавказа (рис. 11).

Горные системы расположены в различных широтных зонах, имеют неодинаковые протяженность и экспозицию склонов, поэтому вертикальная поясность в каждом конкретном случае подчиняется своим закономерностям. Вертикальная зональность почв начинается с того широтного зонального типа, который примыкает к данной горной стране. Наиболее полно вертикальные почвенные зоны представлены на северном склоне Кавказа. Здесь, по мере подъема к вершинам гор, чередуются почти все зональные почвы, встречающиеся в равнинной части России. Прилегающая со стороны Каспийского моря пустынно-степная сероземная зона сменяется в предгорной части Кавказа горно-степной

Рис. 11. Схема вертикальных почвенных зон северного и южного склонов Большого Кавказа (Захаров, 1927).

с характерными для нее горными каштановыми почвами и черноземами. На высоте 300 м начинается горно-лесная вертикальная почвенная зона, разделяющаяся по составу древесных пород на полосы. От 300 до 800 м распространены лиственные леса, под которыми формируются серые почвы; от 800 до 1200 м – буковые леса с бурозёмами. На высоте 1200–1800 м расположены хвойные леса, под которыми развиваются горно-лесные подзолистые почвы. На высоте 1800–2800 м находятся субальпийские луга, сменяющиеся на высоте 2800–3500 м – альпийскими лугами с горно-луговыми почвами. Выше 3500 м располагаются вечные снега и ледники.

В причерноморской части горного Кавказа вертикальная почвенная зональность начинается с красноземов и желтоземно-подзолистых почв, развивающихся под субтропической растительностью. С высотой местности красноземы сменяются бурыми горно-лесными почвами. Далее выше вертикальная зональность и приуроченные к ней почвы в причерноморской и каспийской частях горного Кавказа не отличаются друг от друга.

Контрольные вопросы

1. В чем особенности процесса почвообразования в горных областях.
2. Назовите параметры энергитического баланса в горных областях.
3. Особенности строения профиля почв горных областей.
4. Назовите почвообразующие породы горных почв.
5. Роль факторов почвообразования при формировании горных почв.
6. Горная поясность почв и ее отличительные черты от горизонтальной зональности.
7. Сравнительная характеристика почв Кавказа (Черноморская и Каспийская экспозиции)