Интразональные почвы России ГИДРОМОРФНЫЕ ПОЧВЫ К гидроморфным

Интразональные почвы России

ГИДРОМОРФНЫЕ ПОЧВЫ К гидроморфным (гидрогенным) относится большая группа почв, формирующихся в условиях избыточного по сравнению с нормальным для плакорных пространств данной природной зоны увлажнения

Гидроморфизм может явиться результатом: 1) Близкого к поверхности стояния или периодического поднятия грунтовых вод (грунтово-водный гидроморфизм); 2) поверхностного застоя атмосферных осадков в отсутствии их оттока в подстилающую толщу или по склону (поверхностный, или атмосферный, гидроморфизм); 3) сочетания грунтово-водного и поверхностного гидроморфизма; 4) периодического формирования верховодки в пределах почвенной толщи на водоупорных горизонтах (внутрипочвенный гидроморфизм); 5) периодического затопления паводковыми водами в речных поймах при сочетании с влиянием близких грунтовых вод (пойменный, или аллювиальный, гидроморфизм, амфибиальный гидроморфизм)

6) постоянного водонасыщения при затоплении территории в плавнях, маршах, манграх, в дельтах рек и по побережьям морей и озер (маршевый гидроморфизм); 7) периодического длительного затопления поверхности почвы при культуре риса (рисокультурный гидроморфизм). Оглеение— это специфический элементарный почвенный процесс, характерный для гидроморфных почв.

Оглеение почвы является результатом длительного сезонного либо постоянного переувлажнения почвенной массы и развития восстановительных процессов в условиях анаэробиозиса и низких значений окислительно-восстановительного потенциала. Обычно в почвах присутствуют в разной степени оглеенные горизонты. В глееватой почве оглеение выражено отдельными пятнами; в глеевой — имеется сплошной глеевый горизонт. Почва может быть поверхностно- и глубинноглееватой, поверхностно- и глубинно-глеевой.

В глеевом горизонте почв характерно присутствие элементов с переменной окислительно-восстановительной способностью в состоянии наименьшего окисления, в восстановленных формах: Fe. O, Mn. O, H 2 S, CH 4, Nx. O, PHx. Характерно и наличие специфических глинистых минералов, содержащих элементы с низшей окислительной способностью: вивианит (гидрофосфат железа II), глауконит, сульфиды тяжелых металлов. Обычно глеевые горизонты содержат многие токсичные для растений вещества, включая токсичные газы — метан, фосфин, сероводород, малоокисленные оксиды азота и углерода. Доступный растениям азот содержится в аммонийной форме, нитратов практически нет.

Систематика гидроморфных почв Для гидроаккумулятивной (субаквальной, подводной) стадии почвообразования характерны мангровые и маршевые почвы. На гидроморфной стадии выделяются аллювиальные (пойменные) и болотные почвы. На мезогидроморфной стадии почвообразования выделяются многообразные полуболотные, заболоченные и луговые почвы, в которых гидроморфизмом затронута лишь нижняя часть профиля.

Мангровые почвы — это своеобразный и весьма специфичный экологически почвенный тип, связанный с океаническими побережьями тропического пояса и формирующийся в полосе приливов в подходящих для поселения мангровой растительности условиях защищенных от прибоя низменных побережий, часто в дельтах рек.

мангровый лес, Бразилия

Мангровый лес в дневное время

Мангровый лес 1 — ризофоровая мангрова (Rhizophora mucronata, R. mangle); 2 — пневматофоровая мангрова (Avicennia sp. , Sonneratia sp. , Bruguiera sp. ); 3 — пальмовая мангрова (Nipa fruticans, Phoenix paludosa)

Первую от моря полосу с наиболее глубоким приливом (до 2 -3 м) составляет ризофоровая мангрова, деревья которой имеют мощные ходульные корни, полностью обнажающиеся во время отлива. Во втором поясе пневматофоровой мангровы деревья более низкие и имеют на корнях идущие вертикально вверх отростки — пневматофоры, служащие для корневого дыхания, которые также обнажаются во время отлива. Третий пояс — пальмовая мангрова - представлен низкорослыми зарослями кустарниковой пальмы Nipa fruticans и болотного финика.

Для мангров характерно: 1)периодическое дважды в день затопление поверхности во время приливов морской водой и дважды в день освобождение от воды во время отливов; 2) постоянная обводненность илистого грунта — почвы; 3) Постоянное высокое содержание морских солей в почве и насыщающей ее воде, но меньшее, чем в морской воде, благодаря опресняющему действию приходящих сюда с берега грунтовых вод; 4) Постоянно высокая температура тропического пояса.

5) Для мангровых зарослей характерна обильная фауна: различные моллюски, крабы и другие ракообразные, многочисленные черви, специфические мелкие рыбки, зарывающиеся в ил и прыгающие по ходульным корням и пневматофорам деревьев во время отлива.

Свойства мангровых почв 1) Мангровые почвы не имеют профиля в обычном понимании, а представлены лишь единым генетическим горизонтом АС — это сплошной илистый вязкий слой темно-серой окраски, ≪соленая морская грязь≫. 2) Характерна постоянная биотурбация почвы в результате жизнедеятельности обильной фауны, ведущая к интенсивной гомогенизации всего биогенного слоя. 3) Почва обогащена элементами минерального питания: азотом (в аммиачной форме), фосфором, калием, кальцием, магнием, микроэлементами. 4) Это область активного роста суши в сторону моря, где откладывается приносимый с побережья глинистый аллювий, перерабатываемый морскими приливами и биологической деятельностью мангров.

5). Много поступает органического вещества. Почвы мангров содержат 5— 10% органического вещества, преимущественно гуматного состава. 6) В результате постоянного насыщения водой и обилия органического вещества при высокой температуре интенсивно идут восстановительные процессы; 7) В среде присутствует свободный сероводород, при достаточном количестве металлических катионов дающий нерастворимые сульфиды (темный цвет почвы связан не только с гумусированностью, но и с присутствием сульфидов металлов и гидроксидов марганца). 8). Реакция почвы нейтральная или слабощелочная, обусловленная высокой соленостью почвенного раствора и обилием катионов в среде. 9). Мангровые почвы составляют ценный земельный фонд, в частности для рисосеяния. По многим побережьям они давно освоены человеком, особенно в крупных дельтах рек, где на месте мангров уже давно существуют рисовые поля, занимающие многие миллионы гектаров.

Технология освоения мангровых почв 1. Обвалованием от моря отделяется участок мангрового леса; 2. После его высыхания (мангровый лес не может существовать без постоянного прилива и быстро погибает) лес выжигается и участок раскорчевывается и распахивается; 3. Сразу же сеется рис при затоплении дождевой водой. 4. Почва промывается при этом в течение одного-двух сезонов в условиях постоянного оттока высоко стоящих грунтовых вод и становится опресненной. 5. Одновременно почва сильно подкисляется, прежде всего в результате окисления сульфидов (образуется серная кислота): р. Н при этом может упасть с 7, 5 до 2, 5— 3, 5.

Высохшие мангровые леса в Канкуне, Мексика

В Таиланде высаживают обратно мангровые леса. Раньше их было много, а потом сократились в два раза из-за строительства. . . креветочных ферм! Туристов много понаехало, всех не прокормишь. И тут случилось страшное. . . думали, что мангровые леса сами по себе растут, а выяснилось, что без них - смывает берег вместе с фермами, и людей надо переселять и никаких тебе креветок, рыбы и крабов.

МАРШЕВЫЕ ПОЧВЫ Маршевые почвы — это тоже своеобразные субаквальные почвы дельтовых плавней и приморских и озерных маршей, занятых преимущественно тростниковой (включая папирус, лотос) растительностью. Они распространены в бореальных, суббореальных и субтропических поясах и экологически сходны с мангровыми почвами Марши во Флориде США

Различают пресноводные и солоноводные марши. Пресноводные марши формируются по побережьям пресных озер (например, большие пространства вокруг озера Виктория в Африке). Солоноводные марши — формируются по побережьям соленых озер и морей. Плавни в дельтах рек в значительной мере опреснены, хотя также имеют некоторую соленость, увеличивающуюся по мере приближения к морю, как например, плавни Волги, Кубани, Дуная.

Освоенные маршевые почвы постепенно разделяются на два горизонта — верхний гумусовый и нижний глеевый, постепенно эволюционируя в болотные, лугово-болотные и луговые почвы по мере роста дренированности. Такое происхождение имеют почвы польдеров Северной Европы. При дренировании и окислении они часто превращаются в ≪кошачьи глины≫, названные так благодаря ярким соломенно-желтым пятнам ярозита (сульфат железа), разбросанным по фону сизой оглеенной почвенной массы. Соответственно при окислении из нейтральных и слабощелочных маршевые почвы становятся сильнокислыми (р. Н до 2, 5— 3, 5).

ПОЛЬДЕРЫ Польдеры – это искусственно преобразованные естественные марши в европейских странах Северного моря. Приморская низменность прорезана густой сетью дренажных каналов и разделяется на участки сельскохозяйственных угодий, огороженные дамбами и осушенные. В Голландии созданы около 3 тыс. польдеров, каждый площадью от десятков до тысяч га.

Польдеры в провинции Южная Голландия

Основные приемы создания польдеров 1. Сброс морских вод и осушение с помощью каналов, канав и гончарного дренажа 2. Промывка от солей 3. Управление гидрологическим режимом почв – в период дождей сброс воды в водохранилища, а в период малого количества осадков вода из водохранилищ по каналам направляется в гончарную сеть для подземного орошения 4. Польдеры разбиваются на фермерские участки площадью 16 -24 га и после строительства дорог, деревень, фермерских построек отдается в аренду

Псевдотуры в голландском польдере

Мочары – переувлажненная территория степной зоны, возникшая под влиянием естественных (первичных) и антропогенных (вторичных) факторов, отличающаяся особым гидрологическим режимом и легко диагностируемая по гидроморфным видам растительности (хвощи, осоки, тростники)

Рисовые почвы – сформированы под воздействием периодического длительного затопления, необходимого для выращивания культуры риса.

1. В теплый период времени с мая по сентябрь на рисовых полях искусственно создается болотный режим. 2. При ежегодном возделывании риса по рису обнаруживается тенденция к возрастанию суммы недоокисленных продуктов, в том числе двухвалентное железо, метан, сероводород и др. 3. Происходит трансформация состава гумуса. 4. Процесс формирования рисовых почв длителен и составляет от 30 -40 лет (для болотных и лугово-болотных почв) до 100 -150 лет (для лугово-черноземных почв) 5. Под рисовой культурой происходит существенное утяжеление ГМС (кольматаж, внутрипочвенное оглинивание). 6. Изменение водно-физических свойств почв по типу слитогенеза. 7. Интенсивно протекают процессы выщелачивания 8. Антропогенная преобразованность профиля почв: строительство систем нивелирует элементы мезо-и микрорельефа.

Характерные признаки рисовых почв 1. Оглеение 2. Железисто-марганцевые новообразования 3. Преобразование солевого профиля

Пойма – часть территории речной долины, Пойма затопляемой в период высокой водности

Общий вид поймы

Схема строения речной долины: Схема строения речной ДОЛИНЫ: 1. — прирусловье; 2 — центральная пойма; 3 — притеррасье; I и II — первая и вторая надпойменные террасы; КБ — коренной берег; Р —русло реки; а — древний аллювий; б — современный аллювий; пунктиром показан уровень грунтовых вод в меженный период; точками — уровень паводковых вод

Территория поймы р. Дон г. Ростов-на-Дону г. Батайск р. Дон I – прирусловая часть поймы II – зернистая центральная пойма III – притеррасная пойма

Для аллювиального почвообразования в поймах и дельтах рек характерен ряд экологических особенностей: — формирование аккумулятивной, наносной, переотложенной коры выветривания за счет подвижных продуктов выветривания и почвообразования, поступающих со всей площади водосбора в пойму реки в виде механических и химических осадков как из полых вод при паводках, так и из выклинивающихся в пойме грунтовых вод; — накопительный, аккумулятивный баланс почвообразования: с речным аллювием и из грунтовых вод в пойму поступают и аккумулируются в аллювиальных почвах глинистые минералы, гумус, Са. СO 3, соединения Р, К, N, Fe, Mn, микроэлементов, в соответствующей геохимической обстановке водорастворимые соли; — поемный амфибиальный водный режим при периодическом затоплении поверхности и постоянном участии грунтовых вод в почвообразовании; — уравновешенный тепловой режим благодаря высокой обводненности: в жарких аридных районах в поймах прохладнее, а в холодных северных районах в поймах теплее, чем на окружающей территории; — постоянное омолаживание почвы в результате систематического вовлечения в почвообразование новых порций свежеотложенного аллювия, сопровождаемое ростом почвы вверх; — развитие почвообразования одновременно с осадконакоплением и формированием материнской породы;

Аллювиальные (пойменные) почвы Поемный процесс — это периодическое затопление почв пойменной террасы паводковыми водами. Аллювиальный процесс — это накопление речного аллювия в результате оседания на поверхности пойменных почв твердых частиц из паводковых вод. В результате этого процесса на поверхности поймы идет ежегодное отложение аллювия, вовлекаемого в почвообразование

Эти два процесса формируют главные отличительные черты аллювиальных почв: слоистость неоднородность по гранулометрическому составу

Аллювиально-слоистая почва Аллювиальные дерновые почвы — это почвы прирусловой поймы, преимущественно есчаные, п слоистые, слабо переработанные почвенной фауной и корневыми системами растений. Они имеют профиль А-С со. слаборазвитым гумусовым горизонтом, содержащим 1 — 3% гумуса.

Аллювиальные луговые почвы формируются в центральной пойме при атмосферно-грунтовом водном питании в меженный период. Профиль аллювиальных луговых почв простой, но содержит обычно много переходных по гумусированности горизонтов: Ad-A -AC-Cg. Характерна высокая гумусированность горизонта А (8— 12 % ) , высокая емкость катионного обмена (20— 30 мг-экв/100 г).

Аллювиальные болотные почвы — это почвы притеррасных либо старичных понижений. Почвы всегда сильно заилены, что отражено в их типовой номенклатуре. Профиль почв типичен для болотных: A(T)-G.

Гранулометрический и химический состав почв речных пойм Область поймы Прирусловая Центральная Почвы Аллювиальная слоистая Аллювиальные зернистые Дерново-глеевая Притеррасная Иловато-болотная Гумус, % Физглина (< 0, 01 мм), % 0, 25 – 1, 2 5 – 10 4 – 8 60 – 65 2 – 6 2 – 4 60 – 65

Почвообразовательные процессы в поймах Основные процессы: 1. Поёмный 2. Аллювиальный 3. Дерновый Сопутствующие процессы: 1. Глеевый 2. Засоление 3. Осолонцевание 4. Заболачивание

Аллювиальный процесс и поёмность сглаживают различия в почвообразовании пойменных почв в различных условиях Проявление зональности связано с особенностями климата: теплового и водного режимов, составом и продуктивностью растительности

Сельскохозяйственная оценка почв поймы (по В. Н. Шрагу) Степень поемности Короткая Дни < 7 Пригодность Все с/х культуры Средняя 7 – 15 Исключает озимые культуры Продолжительная Исключает полевые с/х культуры 15 – 30 и плодовые, возможно возделывание овощных Очень продолжительная Идет заболачивание территории и для с/х культур не пригодны без мелиорации > 30

Дельта реки Де льта — сложенная речными наносами низменность в низо-вьях реки, прорезанная разветвлённой сетью рукавов и протоков. Дельты представляют собой особую миниэкосистему как на планете в целом, так и в бассейне конкретной реки в частности.

Дельтовое почвообразование имеет много общих черт с пойменным почвообразованием, т. к. и здесь идет накопление аллювия. Но есть и отличия.

Особенности дельтового почвообразования 1. В дельтах на формирование почв оказывают влияние не только полые воды, но и морские, озерные или океанические. Поэтому в дельтах широко распространены засоленные почвы 2. Основной структурной единицей дельтовых ландшафтов являются острова 3. Для дельт характерно широкое развитие гидроморфных почв 4. Относительно быстрая эволюция почв, в силу значительности факторов почвообразования

Дельтовые острова

Дельтовые почвы также несут в себе черты зональности: почвы дельт аридных областей более засолены, чем почвы дельт северных рек

Болотные почвы широко распространены на земном шаре в различных природных зонах, но главные площади их сосредоточены в тундре, в зонах бореальных и тропических лесов на водноаккумулятивных низменностях (Западно-Сибирская, Амазонская).

Ландшафт болот

Формирование болотных почв связано с избыточным увлажнением, которое может быть обусловлено поверхностными или грунтовыми водами Болотный почвообразовательный процесс складывается из 2 -х элементарных почвенных процессов: • торфообразование • Оглеение Торфообразование – накопление на Торфообразование поверхности почвы органических веществ полуразложившихся растительных остатков

Торф — это продукт специфической трансформации мертвого органического вещества в условиях анаэробиозиса, когда происходит накопление промежуточных продуктов распада органических соединений и их консервация. По составу торф может быть древесным, древесно-осоковым, древесно -моховым, осоковым, зеленомоховым, сфагновым.

Торфянный горизонт в зависимости от степени разложения растительных остатков подразделяется Градация Степень разложения Диагностика остатки растений хорошо различаются, прозрачная вода выжимается струей 1. Неразложившийся торф до 15 % 2. Весьма слаборазложившийся торф 15 – 20 % вода слабо-желтоватого цвета, выжимается частыми каплями 3. Слаборазложившийся торф 20 – 25 % вода желтого цвета, отжимается в большом количестве, растительные остатки заметны хуже

4. Среднеразложившийся торф 25 – 35 % вода светло-коричневого цвета, отжимается каплями, торф слегка пачкает руки 5. Хорошо разложившийся торф 31 – 45 % масса торфа слабо продавливается, вода выдавливается редкими каплями коричневого цвета 6. Сильноразложившийся торф 45 – 55 % масса торфа продавливается между пальцами, заметны лишь отдельные растительные остатки, воды мало, темнокоричневый цвет 7. Весьма сильноразложившийся торф более 55 % торф продавливается сквозь пальцы в виде грязеподобной черной массы, растительные остатки не различимы

Содержание углеводов в растениях-торфообразователях, % на сухое органическое вещество

Изменение химического состава при торфообразовании ( % на сухую массу; в числителе для растений, в знаменателе для торфа)

Типы болот Трудами В. С. Доктуровского, В. Р. Вильямса, В. Н. Сукачева определено два основных типа заболачивания или болотообразования: 1. заболачивание суши 2. заторфовывание водоемов

Заболачивание водоема путем зарастания – образуются низинные болота Зарастание свойственно озерным и старичным мелководьям, а также мелководьям искусственных водохранилищ 1 — осоковый торф; 2 — тростниково-рогозовый торф; 3 — торфянистый сапропель; 4 — смешанноводорослевый сапропель; 5 — озерный аллювий

Заболачивание водоема путем нарастания сплавины - образуются верховые болота Нарастание сплавины имеет место на озерах с относительно обрывистыми берегами а — в водоеме с минерализованной водой; б — в водоеме с мягкой слабоминерализованной водой; в — в водоеме с неминерализованной водой; 1 — древесно-осоковый торф; 2 — осоково-ситниковый торф; 3 — осоково-шейхцериевый торф; 4 — тростниковый торф; 5 — сфагновый торф; 6 — смешанно-водорослевый сапропель; 7 — глинистый сапропель

Заболачивание суши происходит несколькими путями, но всегда при застойном гидроморфном водном режиме, который может создаваться: 1. атмосферными, 2. намывными склоновыми, 3. намывными русловыми, 4. грунтовыми, 5. грунтово-напорными водами.

Признаки поверхностного заболачивания • Первым следствием поверхностного застоя вод является замедление доступа О 2 и замедление разложения органических остатков. • В горизонте А 1 увеличивается %-содержание гумуса до 15 – 20 %, у увеличивается мощность этого горизонта. • В верхнем горизонте возникает некоторая глееватость, проявляющаяся в ухудшении структуры и проявлении сизоватого оттенка. • Увеличивается общая кислотность.

Длительное поверхностное заболачивание вызывает • разложение растительных остатков замедляется • постепенно уменьшение мощности горизонта А 1 и появление торфянистого горизонта • усиление оглеености • бесструктурность

Классификация болот основывается на особенностях питания болотных растений в условиях болотообразования. Выделяют болота - верховые, - низинные - переходные

Верховые болота возникают на водораздельных пространствах в результате атмосферного переувлажнения или нарастания сплавины на озерах. Их характеризует бедность элементами минерального питания растений, кислая реакция среды, преимущественное развитие сфагновых мхов. Переходные болота образуются путем смешанного заболачивания и имеют атмосферно-грунтовый тип питания. Соответственно они имеют переходные характеристики. Низинные болота формируются при грунтовом увлажнении или зарастании озер. Они богаты элементами минерального питания

БОЛОТНЫЕ НИЗИННЫЕ ПОЧВЫ

БОЛОТНЫЕ ВЕРХОВЫЕ ПОЧВЫ

Болотные почвы Болотная низинная торфяноглеевая почва Болотная верховая почва

Классификация болотных почв (1977) Тип Болотные минеральные почвы Тип Торфяные низинные Тип Торфяные верховые Подтип Перегнойно-глеевые Подтип Дерново-глеевые Подтип Иловато-глеевые

Болотные почвы

Сельскохозяйственное использование Торфяно-глеевые почвы могут быть использованы только после осушения, известкования, внесения минеральных удобрений. Торфяные почвы используют как подстилка для скота, на топливо Низинные типичные торфяные почвы в целинном состоянии используются как сенокосы и пастбища. После мелиорации используются как улучшенные луга и пахотные угодья. Торф низинных болот служит ценным удобрением для подзолистых дерново-подзолистых почв, особенно в составе компостов.

Зональные почвы Почвенноклиматический пояс Почвенная зона Неразвитые арктичнские Тундрово. Тундровая глеевые Подзолистые Таежно-лесная Дерново-подз Мерзлотнотаежная таежные Широколиственны Бурые лесные х лесов Серые лесные Черноземы Степей Каштановые Полупустынь и Серо-бурые пустынь Влажных Желтоземы субтропических Красноземы лесов Ксерофитных Коричневые лесов и Серокустарников коричневые Сероземы Пустынь и Серо-бурые полупустынь Такыры Влажных Красные тропических и Желтые экваториальных Красно-желтые лесов Красно-бурые Тропических Черные тропич Коричневосаванн красные Арктическая Полярный Бореальный Суббореальный Субтропический Тропический Зональные почвы География Почвообразоват Почвообразующ распространен ельные ие породы ия процессы Строение и мощность профиля Плодороди Содержан еи ие гумуса, использова % ние в с/х -

Интразональные почвы Группы интразональных почвы Типы почв Мангровые Маршевые Мочары Рисовые Гидроморфные почвы Аллювиальнодерновые Аллювиальнолуговые Аллювиальноболотные Дельтовые почвы Болотные почвы Солончаки Засоленные почвы Солонцы Солоди Вулканические почвы Андосоли География Почвообразующи Почвообразовател распространения е породы ьные процессы Строение и мощность профиля Плодородие Содержание и гумуса, % использован ие в с/х -

Слаборазвитые и дерновые почвы Плодор Группы Строение Содерж одие и География Почвообраз интразонал и ание ующие овательные использ Типы почв распростра ьных мощность гумуса, нения породы процессы ование почвы профиля % в с/х Литосоли Слаборазв Ареносоли итые почвы Регосоли Пелосоли Рендзины Парарендз ины Дерновые почвы Ранкеры Умбрисоли -