Группа ландшафтов степная Тип ландшафтов лугово степные К югу

Группа ландшафтов: степная. Тип ландшафтов: лугово–степные. К югу от тайги и хвойношироколиственных лесов Русской равнины полосой от западной границы России до Алтайских гор простирается лесостепная и степная зоны.

Особенности БИКа лугово–степных ландшафтов. 1) Б = 10– 40 т/га, 70– 90% – подземная часть биомассы. П = 1– 5 т/га, (луговые степи до 10 -15 т/га) т. е. ~ 30– 50% от биомассы (в тайге <10%). Коэффициент К = 0, 77– 0, 97, т. е. БИК в степях прогрессивнее, чем в лесах. Опад=14 т/га Под/О>1 Под= 12 т/га

2) Наиболее закрытый круговорот среди всех типов наземных ландшафтов: вся продукция поступает в почву и используется для накопления запасов орг. вещества. 3) Высокая скорость БИКа (в южной тайге – в 4 -5 раз меньше). 4) В опаде много оснований, полностью нейтрализующих орг. кислоты. Поэтому ППК насыщен Ca и Mg, а р. Н почв = 7– 8. Выделяются два основных процесса разложения органических веществ в степях: Ø Са разложение (Са>Na в ППК); Ø Са–Na (Са, Mg, Na, поэтому автоморфные почвы солонцеватые).

5) По уровню самоорганизации и устойчивости степные ландшафты уступают лесным, хотя интенсивность БИКа больше, но Б меньше. Поэтому при техногенезе легче нарушается и труднее восстанавливается стационарное состояние. Степи в этом отношении занимают промежуточное положение между лесными и тундровыми ландшафтами.

Природная растительность характеризуется значительным ежегодным поступлением в опад орг. массы (около 40– 60% опада составляют корни растений). Важнейшая особенность БИКа веществ – ежегодное поступление в почву с опадом больших количеств азота и зольных элементов.

Среди флоры по макроэлементному составу выделяют три типа растительности. Ø злаки (50– 70% от Б всей растительности) с высоким содержанием Si и невысоким N; Ø бобовые (высокое накопление К, Са, N); Ø разнотравье (маревые, крестоцветные, сложноцветные). Сложноцветные имеют Са и Са –Na состав, маревые – Ca–Na–Mg. Ca, Si, Fe и Al преимущественно накапливаются в корнях, а Na и K – в надземных органах. Содержание золы в степных растениях выше, чем в лесных, нередко достигает 10%.

Ряды КБП элементов для степей : 100×n/(Cl, S) > 10×n/(P, K, Ca, N) > n/(Mg) > 0, 1×n/(Mn, Co, Cu, Zn) > 0. 01×n/(Al, Fe).

Основной фон ландшафтов создают ариданитные растения с хорошо выраженной анионофильной (В–Мо) специализацией. Катионогенные элементы (Ag, Cu, Pb, Zn, Mg, Sr), образующие в щелочной среде растворимые карбонатные комплексы, слабо доступны растениям. В переувлажненных лесоболотных незасоленных ландшафтах встречаются. гумидокатные растения (береза, ива, степные кустарники) со Sr–Mn–Zn специализацией.

Коры выветривания степных ландшафтов. 1) Карбонатная кора выветривания. Образовалась в плейстоцене на скальных породах при гипергенном выветривании и вторичном биогенном образования кальцита. Высокое содержание Са. СО 3. 2) Лёссы (лессовидные суглинки). Сформировалась в четвертичном периоде в межледниковые периоды в условиях сухого климата – холодного (Украина, Сибирь) или теплого (Средняя Азия). Кора выветривания имеет пластинчатую структуру.

Основные гипотезы образования лессов. 1) Лёсс – продукт криогенного выветривания карбонатных пород. Необходимым условием образования является мелкоземистость и карбонатность исходной породы. Материнская порода лесса может образоваться водным, эоловым и др. путем, но характерные особенности лёсса она приобретает только в результате выветривания.

2) Лёссы – это эоловое образование, преобразованное почвенными процессами. В условиях сухого климата происходило выветривание карбонатного горизонта пород, затем мелкодисперсные частицы переотлагались при аэральном переносе. Аккумуляция мелкозема (0, 1– 1 мм/год) происходила из атмосферы. В условиях холодного сухого климата осадок изменялся почвенными процессами пустынного типа. Поэтому лёсс также ископаемая почва ледниковых эпох, причем почвообразование происходило одновременно с осадкообразованием.

Таким образом, лёсс и лессовидные породы могут быть как особой корой выветривания, так и формироваться непосредственно в ходе осадкообразования. В результате выветривания и почвообразования создается пылеватая карбонатная фракция – лёссовый материал, весьма характерный для районов аридного климата. При переотложении водой или ветром этого материала образуется лёсс и лессовидные породы, которые относятся к кальциевому классу.

Характерные для Евразии типы степных ландшафтов: v черноземные степи; v сухие каштановые степи; v субтропические степи. Каждый тип состоит из нескольких отделов, а отделы – из северного, среднего и южного семейств.

Почвы степных ландшафтов. Основные типы почв: черноземные и каштановые. 1. Черноземные почвы приурочены к автономным ландшафтам и формируются в условиях умеренного климата. 2. Сухо-каштановые почвы расположены южнее в условиях более сухого климата.

Черноземные почвы развиваются под степной и разнотравностепной травянистой растительностью. В профиле выделяется гумусовый горизонт (запас гумуса 250 -700 т/га) с характерной зернистой и комковатой (водопрочной) структурой. состоящий из остатков травянистой растительности горизонт А 0. На пахотных почвах распаханная часть горизонта А выделяется в самостоятельный пахотный горизонт Апах.

Гумусовый слой по окраске орг. веществом разделяется на два: верхняя наиболее гумусированная часть выделяется как гумусовый А горизонт; нижняя – как переходный АВ горизонт. Переход в В горизонт постепенный. Слой с гумусовыми затеками выделяется в В горизонт. Ниже В горизонта залегает горизонт максимального скопления карбонатов – карбонатный или карбонатноиллювиальный горизонт (ВС), постепенно переходящий в породу (С).

В зависимости от условий образования черноземных почв выделяют три основных подтипа, которые сменяют друга с севера на юг: vоподзоленные и выщелоченные, vюжные и обыкновенные, vтипичные.

1) Самый северный подтип: черноземы оподзоленные и выщелоченные Сформировались на границе лесной и лесостепной зоны под луговой степной растительностью. Образуются в условиях нейтрального баланса влаги на карбонатных лёссах и лессовидных суглинках. Реакция верхних горизонтов слабокислая (p. H 5, 5 -6, 5).

В почвах незначительное обеднение полуторными окислами верхней части гумусового горизонта и некоторое обогащение ими горизонта В. Также в В горизонте наблюдается накопление илистой фракции, что вызвано не столько вмыванием сверху тонких частиц, сколько образованием глинистых минералов за счет продуктов разрушения первичных минералов на месте.

Бóльшая влажность климата северных степных районов по сравнению с южными способствует протеканию процессов выщелачивания и оподзоливания. Эти процессы идут вследствие поступления в верхние горизонты почв орг. кислот и при разложении травянистой части растений и опада. Основной вклад в появление в почвенном профиле органических кислот вносит присутствие древних пород.

Профиль выщелоченных и оподзоленных черноземов: Ад – дернина; А – гумусовый (до 70 -120 см); гумус 5 -12%. В составе гумуса ГК/ФК = 1, 5 -2, 0. АВ – переходный гумусовый с признаками элювиирования и выщелачивания (полевые шпаты, присыпка Si. O 2), окраска более светлая; В – бескарбонатный переходный; По степени гумусированности и структуре может подразделяться на подгоризонты B 1 и В 2, а в некоторых подтипах выделяется Вк иллювиально-карбонатный.

Для выщелоченных и оподзоленных горизонтов характерны новообразования (например, карбонатный псевдомицелий). ВСК – переходный иллювиально-карбонатный, начинается с глубины >100 см; палевобурые лессовидные суглинки, содержит прожилки карбонатов (псевдомицелий, белоглазка, в нижней части горизонта твердые карбонатные конкреции – журавчики); Ск – карбонатная материнская палевого цвета.

При движении с севера на юг карбонаты наблюдаются ближе к поверхности. Выделения карбонатов в виде тонкой сети жилок (псевдомицелия) свидетельствует о том, что эти почвы образовались в послеледниковое время, то есть сравнительно молодые, и процессы перекристаллизации карбонатов происходили не так давно.

Различие черноземов в структуре АВ и ВС–горизонтов: выщелоченные не имеют кремнеземистой присыпки в АВ–горизонте, в оподзоленных она обнаруживается отчетливо. У выщелоченных черноземов горизонт ВС не имеет характерных для иллювиального горизонта признаков, а у оподзоленных они есть (коричневые тона окраски и комковато-ореховые структурные элементы). Оподзоленные и выщелоченные черноземы в настоящее время почти полностью распаханы.

2) Типичные черноземы. Наиболее древние почвы; формируются в средней подзоне лесостепной зоны на лёссах и лёссовидных и покровных суглинках под разнотравнозлаковой растительностью. Имеют гумусово– аккумулятивный горизонт до 1, 5 м (гумус 612%, иногда > 15%). Преобладают ГК, прочно связанные с кальцием, ГК/ФК>2. В верхней части гумусового горизонта p. H 6, 5– 7, 0, книзу подщелачивается. Черноземы типичные обладают наилучшими свойствами и характерным строением профиля, присущими для почв черноземного типа.

3) В южной подзоне формируются черноземы обыкновенные под разнотравно-типчаковоковыльной растительностью и под типчаковоковыльной растительностью – южные. Содержание гумуса 4 -7%. Преобладают ГК, ГК/ФК>1, 5. Реакция среды в верхней части гумусового горизонта p. H 7, 0 -8, 0. Черноземы южные развиваются в условиях более засушливого климата. Они имеют меньший по мощности гумусовый горизонт, чем у чернозема типичного. Скопление карбонатов отмечается непосредственно под гумусовым слоем в виде белоглазки.

Профиль южных черноземных почв: А – гумусовый 20 -30 см, темно-серый с коричневатым оттенком; АВ – переходный гумусовый; Вк – переходный горизонт; выделения карбонатов в виде псевдомицелия, в нижней части – белоглазки; ВСК – иллювиально-карбонатный горизонт, с обильными выделениями карбонатов в форме белоглазки; Ск – материнская порода, карбонатная; Сс – материнская порода, содержащая с глубины 150 -200 см выделения гипса.

Черноземам обыкновенным и южным присущи новообразования карбонатов в виде белоглазки, журавчики и дутики приурочены к черноземам типичным. Черноземы южные содержат в ППК 5% Na и отличаются от обыкновенных (рн=7– 7, 5) слабой щелочной реакцией (р. Н до 8) и проявлением признаков солонцеватости.

Черноземные ландшафты. Тип: черноземные степи. Включает три основных отдела: v Умеренноконтинентальные степи (европейские); v Континентальные степи (западносибирские) v Резкоконтинентальные степи (восточносибирские).

В каждом отделе 3 семейства – северные (луговые), средние (настоящие) и южные (засушливые) черноземные степи. При переходе от северных к южным происходит снижение температуры и возрастание влажности климата. В зависимости от характера катенарной дифференциации и зонально-провинциальных особенностей в семействах формируются ландшафты Са, Са–Fe, Ca–Na и др. классов.

Геохимическая характеристика Европейских луговых степей, их систематическое положение. Ландшафты этого семейства простираются сплошной полосой от Волыно-Подольской возвышенности до Южного Урала, их относят к лесостепной зоне. Фрагменты целинных степей сохранились только в заповедниках, местность почти полностью распахана.

Отдел европейских степей. Семейство луговых. Класс кальциевый. 1) Образуется в элювиальных частях сопряжений. Здесь развиты выщелоченные и оподзоленные и обыкновенные черноземы. Наиболее типичные ландшафты с высокими Б и П. В почве много орг. веществ, поэтому для их нейтрализации оснований не хватает. В результате в верх. части почвы р. Н 6– 6, 5, а в ППК появляется Н+. Однако в луговых степях имеется только начальная стадия этого процесса, дальнейшее развитие означает смену степного ландшафта луговым или лесным.

Для Са луговых степей характерны черноземы с высоким содержанием гумуса (до 20%) и большими его запасами (до 900 т/га). Размыв почв и коры выветривания, переотложение их материала приводит к образованию склоновых отложений и аллювия. Все они богаты Са. СО 3 и относятся к Са классу.

Воды. Грунтовые воды жесткие, слабо минерализованные (<0, 5 г/л) из-за высокой степени растворения Са. СО 3, поэтому в водах среди катионов преобладает Са, а среди анионов – НСО 3–. Са как сильный коагулятор осаждает минералы из воды, что обуславливает чистоту и прозрачность вод, которые почти не содержат в растворе РОВ. Содержание Cl–, SO 42–, Na в них невелико.

2) Са–Na класс. Луговые степи. Они характерны для Днепровской и Окско -Донской низменностей. Приурочены к понижениям. Формирование связано с развитием засоления и рассоления. Грунтовые воды нередко содержат соду. Это провинция содово-сульфатного засоления (Na. HCO 3, Ca. SO 4, Ca. CO 3). Воды HCO 3––Ca, но есть и Na с повышенной щелочностью (сода!). Долины рек сильно заболочены, встречаются низинные болота с выраженным глеевым горизонтом под торфяным слоем.

3) Ca–Mg класс ландшафтов. Формируется на породах, богатых Mg (доломитах и др. ). Серпентиновые глины Южного Урала обогащены Mg, Cr, Co и Ni. Воды здесь HCO 3–– Mg. Специфичная серпентиновая флора. Однако в БИКе главное участие принимает не Mg, а Са, в почвах и делювии преимущественно накапливается кальцит. Поэтому ландшафты относят к Са – Mg классу (а не к чисто Mg).

Геохимические барьеры. 1) Биогеохимический барьер – в верхней части (А) гумусового горизонта, где за счет биогенной аккумуляции накапливаются P, S, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Co и др. микроэлементы; 2) Щелочной и термодинамический – в нижней части АВ и верхней части Вк. По капиллярной кайме поднимаются Са и НСО 3–, на гидротемическом барьере осаждается Са. СО 3. В присутствии Са. СО 3 р. Н 7– 7. 5 меняется на р. Н 7. 5– 8. Карбонатный горизонт – геохимический барьер для ТМ, на котором происходит их небольшое накопление.

В черноземных почвах преобладают окислительные условия и отсутствие оглеения (Fe неподвижно). Что способствует интенсивному протеканию процессов разложения, то есть ФК<ГК: ГК/ФК>1– 1. 5. При увеличении увлажнения на короткий срок создается слабовосстановительная или слабоокислительная среда с подвижным Mn. Этим объясняется некоторое передвижение марганца и черный цвет гумуса.

Типоморфным элементом луговых черноземных степей является Са, находящийся в виде Са. СО 3 в почвах и подстилающих породах, с чем связана слабощелочная реакция почвенных и грунтовых растворов и коагуляция минеральных и орг. коллоидов на месте их образования. Воды бедны растворимыми коллоидами. Среди обменных катионов преобладает Са.

Проблемы, связанные с геохимией ландшафта, возникающие при с/х использовании европейских черноземных степей. Перенаселенность черноземных степей. Интенсивное аграрное использование черноземных степей. Возникновение микроэлементозов у населения. Вторичное засоление почв.

Группа ландшафтов: степная. Тип ландшафтов: сухие степи. Тип сухих степей – переходный между черноземными степями и пустынями: в растительном покрове преобладают полынно-злаковые ассоциации (для типичных черноземных степей характерны злаковые, для северных пустынь – полынные).

На территории России и Казахстана распространены отделы сухих степей: v континентальные (европейско-западносибирско-казахстанские); v резкоконтинентальные (среднеи восточносибирские) с длительным промерзанием почв, местами с островной многолетней мерзлотой. В каждом отделе выделяются семейства: v северное на темнокаштановых почвах с более интенсивным БИКом; v южное на светлокаштановых почвах.

Основные характеристик сухих степей. 1. Биомасса Б = 10 т/га; П= 4 -4. 5 т/га Опад = 4– 4, 5 т/га; степной войлок = 1, 5 т/га. 2. Водная миграция ослаблена. Более слабый сток, чем в луговых степях, развитие испарительной концентрации элементов. 3. Из-за энергичной минерализации орг. Остатков окислительная среда в почвах и водах автономных ландшафтов. Орг. кислоты нейтрализуются Са, Na и др. катионами. Высокая подвижность одно- и двухвалентные ионы с резко выраженными кислотными или щелочными свойствами.

4. Водные мигранты – анионогенные элементы, катионогенные элементы малоподвижны. 5. Комплексность почвенно-растительного покрова в связи с наличием микрорельефа и засоленностью почвообразующих пород. Большую роль в возникновении неоднородности почвенного покрова играют слабая дренированность территории, аридность климата, эрозии и др. Наиболее часто встречается сочетание каштановых почв с солонцами, в некоторых районах солонцы преобладают.

Каштановые почвы включают три подтипа: q Светлокаштановые (1, 5— 2, 5% гумуса), q Каштановые (2, 2— 4%), q Темнокаштановые (3, 2— 5%). Эти подтипы всегда присутствуют в комплексе с солонцами, солончаками и солодями. Кроме того, сами каштановые почвы могут иметь разную степень засоления. Так, помимо типичных солонцов широко развиты каштановые солонцеватые почвы. Особенно велика комплексность на плоских недренированных равнинах.

Система регулярно чередующихся в пространстве генетически связанных между собой почвенных ареалов, образующих определенный рисунок почвенного покрова называется структурой почвенного покрова. В СПП выделяют комплексы, мозаики, ташеты. На формирование неоднородности почвенного покрова влияют различия положения почв в рельефе, воздействие живых организмов и неоднородность почвообразующих пород (климат и время не влияют).

По происхождению, характеру строения и генетической связи между ЭПА выделяют почвенные комбинации: v Комплексы – обусловлены микрорельефом и перераспределением влаги, поэтому движение вещества между залегающими на разных элементах рельефа почвами двустороннее. Представляют почвенные комбинации с регулярным чередованием мелких пятен (от 1 до десятков м) контрастно различающихся почв. Например, солончаки КСк: каштановая почва + засоление – комплекс.

v Мозаики – обусловлены различиями в почвообразующих породах или с различной глубиной залегания грунтовых вод. Представлены резко контрастными почвами. Компоненты практически не имеют генетической связи друг с другом. Класс крупноконтурных (сотни метров, километры) комбинаций почв. Мезокомбинация контрастная со слабыми связями. Например: Дк х Пдб х ВГП – мозаика дерново-карбонатных почв, подбуров и выходов горных пород.

v Ташеты – представлены слабоконтрастными почвами, не имеющими генетической связи друг с другом. Формируются под воздействием биологических факторов, например, смены растительности. Мезокомбинация слабоконтрастная со слабыми связями. Чем контрастнее ЭПА, тем меньше их площадь. Например: Гткч: Гвкч – ташет типичных и выщелоченных горных коричневых почв.

6. Сдвиг р. Н почвенного раствора в область слабощелочных значений р. Н = 7. 5– 8. 5. особенно в тех классах почв, где в ППК существенную роль начинает играть Na.