Почвы Заполярья Средней Сибири 1. 2. 3. Лекция 2 Особенности факторов почвообразования Классификация почв Диагностика классификационных категорий почв
Постановка темы обусловлена: 1) глобальной ролью Крайнего Севера в биосферных процессах; 2) возрастающим влиянием антропогенно-техногенного воздействия на почвенный покров и окружающую среду в целом; 3) недостаточностью научных фактов о реакции мерзлотных почв на региональные антропогеннотехногенные воздействия. Ø Проблема охраны почв Крайнего Севера усугубляется, с одной стороны, легкой ранимостью и медленностью их восстановления, а с другой, интенсивностью техногенного пресса, которому они подвергаются.
1. Особенности факторов почвообразования 1. 1. Местоположение ü Территория Заполярья Средней Сибири охватывает приенисейский сектор Субарктики и входит в состав Красноярского края, Норильского промышленного района. ü Территория располагается на стыке: • двух геотектонических морфоструктур – Западно. Сибирской плиты и докембрийской Сибирской платформы • и двух ландшафтно-геоботанических подзон – кустарничковой тундры на севере и северотаежных лесов на юге.
1. 2. Рельеф • Регион охватывает узкую полосу Западно-Сибирской равнины, Норильское плато, Норильскую котловину и горы западного склона плато Путорана. • Формирование рельефа обусловлено тектоническими движениями земной коры (Путоран, Норильско. Хараелахский прогиб, Хантайско-Рыбинское валообразное поднятие). • Современные рельефообразующие процессы (эрозионные, гравитационные, солифлюкционные, криогенные) моделируют древние формы рельефа и формируют голоценовые речные и озерные террасы.
üРельеф плато (Путорана, Хараелах, Норильское) определяется топографией коренных пород. Это возвышенности со столообразной поверхностью и ступенчатыми склонами, расчлененными речными и ледниковыми долинами. Сложены породами трапповой формации (базальты, габбродолериты). Крупные озера (Хантайское, Кета, Глубокое, Лама и др. ) ü Рельеф Норильской котловины – моренный, представлен плоской равниной с отметками абсолютных высот 50 -100 м, сложенной ледниковыми отложениями. Распространены древние террасы с множеством термокарстовых озер и мерзлотно-болотных комплексов. Широко распространены криогенные формы рельефа.
1. 3. Почвообразующие породы • Это верхняя часть толщи (до 200 м) четвертичных осадочных отложений, сформированных процессами выветривания и денудации. • 3 группы почвообразующих пород: a. Глыбово-щебнисто-мелкоземистые породы – продукты выветривания (элювиальные, элювиальноделювиальные) основных и средних массивнокристаллических пород, состоящих из неустойчивых к выветриванию железомагнезиальных минералов. Породы имеют большой резерв темноцветных глинистых минералов в виде грубообломочного материала, способного в процессах почвообразования разрушаться и пополнять минеральную часть почв.
б. в. Валунно-галечно-мелкоземистые (флювиогляциальные, моренные, аллювиальные) породы, состоящие из устойчивых к выветриванию первичных силикатов. Однородные и малокаменистые суглинистоглинистые (делювиальные, делювиально-криосолифлюкционные) породы – дериваты разных по минералогическому составу пород. Ø Воздействие этих пород на почвообразование специфично, что обусловлено их химикоминералогическим составом. В профиле почв накапливаются глинистые минералы, соединения железа, алюминия, марганца, кремния. По И. А. Соколову ( 1981), почвы, развитые на дериватах траппов, не имеют признаков оподзоленности.
1. 4. Климат • Предгорно-гумидная континентальная климатическая область. • Среднегодовая температура воздуха -7…-10 С. • Осадков 300 -500 мм/год на равнине, 500 -700 мм/год в горах. • Коэффициент увлажнения 1, 33. • Сумма температур выше 10 С – 600 -900 С. • Продолжительность безморозного периода 80 -88 дней, высота снега – 40 -50 см. • Многолетняя мерзлота. • Холодный климат и многолетная инициируют криогенные процессы. мерзлота
1. 5. Геокриологические процессы Ø Мощность многолетнемерзлых пород на плато достигает 350 -400 м, на равнине – 10 -100 м. Ø Глубина сезонноталого слоя (СТС) колеблется от 20 см до 2 м. Мощность СТС определяется макро-, мезои микроредьефом (экспозиция и крутизна склонов), составом и свойствами почвогрунтов, растительностью. Она уменьшается от водоразделов к горным долинам и впадине в связи с понижением температуры от вершины к подножию. Ø Мерзлота обусловливает промерзание-протаивание, растрескивание, вытаивание льда, перемещение частиц по склону, сортировку материала.
Мерзлотные процессы (по Ю. И. Ершову, 2004): § Термокарст – явление неравномерного проседания или провала почвы и подстилающих ее дисперсных горных пород в результате вытаивания подземного льда. Формы проявления – котловины, воронки, провалы. § Пучение – поднятие (вспучивание) поверхности увлажненных почв в результате их расширения при промерзании, набухании и выдавливании. Формы – мелко - и крупнобугристый криогенный рельеф. § Морозобойное растрескивание – усадка, растяжение и растрескивание по площади почвогрунтов. Формируется сложный полигонально-трещинный микрорельеф (полигоны, каменные круги, многоугольники, ячеистые почвы и т. п. ). Образуется пучинно-бугорковозападиннотрещинный микро- и нанорельеф.
Мерзлотные процессы (продолжение): § Криосолифлюкция – медленное вязкопластичное движение протаивающих переувлажненных почв и почвогрунтов на склонах. Течение почвы происходит по мерзлой поверхности сцементированного льдом основания. Формы рельефа: криосолифлюкционные террасы, гряды, полосы. v Криогенные процессы влияют на состав и свойства почв региона: языки-затеки, языки-просыпки, трещины, механические деформации, полигональная поверхность, сланцеватая, плитчатая структура. Криогенные типы структур почвенного покрова – комплексы и сочетания, микрокомбинации.
1. 6. Растительность Ø Лесотундра гипоарктического ботанико-географического пояса (Юрцев, 1974). Ø Среднесибирская плоскогорная лесорастительная область (Коротков, 1994). Ø Основной эдификатор древостоя – лиственница; добавляется ель, береза. Кустарничковый ярус – ива, багульник, брусника. Напочвенный покров – таежное разнотравье и зеленые мхи. Ø Влияние растительности на почвы реализуется через биологический круговорот веществ. Признаки биокруговорота в почвообразовании региона: неглубокое проникновение корней, слабое разложение растительных остатков, фульватный гумус, иллювиальный характер гумуса, миграция почвенных растворов ограничена мощностью СТС.
1. 7. Антропогенный фактор ü Высокий уровень антропогенной нагрузки определяе горнометаллургический комбинат – «Норильский никель» ). ü По объему эмиссии пылегазовых выбросов входит в список объектов с высоким уровнем загрязнения экосистем. ü Главный процесс загрязнения – аэральная миграция (перенос вещества в атмосфере). ü Пыле-газовые выбросы содержат аэрозоли, несущие тяжелые металлы (Cu, Ni. Pb) и сернистый газ. ü Предприятия выбрасывают в атмосферу 2135, 3 тыс. т загрязняющих веществ (диоскиды серы и азота, соединения меди, никеля, свинца, кобальта и др. ) [О состоянии …, 2010], которые концентрируются почвами. ü Площади нарушенных земель (по типам нарушений, тыс. км 2): вырубки лесов – 100 -110, перевыпас оленей – 120 -140, пожары – 1518, механические нарушения – 5 -6, запыление – 11, кислые осадки – 400 -500. ü Деградация почв и формирование своеобразных антропогеннопреобразованных почв.
2. Классификация почв Ствол Отдел Тип Подтип Естественные почвы Постлитогенные Альфегумусовые Подбуры иллювиальножелезистые иллювиальногумусовые охристые Метаморфические Грануземы типичные Криоземы типичные глееватые Торфяно-криоземы Синлитогенные Аллювиальные слоистые типичные Глееватые Антропогенно- преобразованные почвы Хемодеграземы Хемоземы иллювиальножелезистые охристые торфяные Техноземы Техностратоземы типичные
3. Диагностика классификационных категорий почв • Ствол: постлитогенные – группа почв, в которых почвообразование протекает на сформировавшейся материнской породе. • Отдел: альфегумусовые – иллювиальная аккумуляция алюможелезо-гумусовых соединений (Вh, f). • Тип: подбуры Ov-O 1 ms-Bh, f-BC-C • Профилеобразующие процессы: накопление органических остатков и грубого гумуса; иллювиально-альфегумусовый, гумусово-кислотное выветривание минералов; оглинивание. • Главные признаки: гуматно-фульватный состав гумуса, органоминеральные пленки, кислая реакция, ненасыщенность, обильное накопление несиликатных органоминеральных соединений, преобладает Al 2 O 3. • Подтиповые признаки: разная интенсивность железистого горизонта.
Отдел: метаморфические – глубокомерзлотные почвы с морфологически неоподзоленным профилем, состоящим из органогенного горизонта и метаморфизованной минеральной толщи бурого цвета, с морфохимическими признаками иллювиирования органоминеральных соединений. • Тип: грануземы O 1 ms-Bos, m, h-Bos, m-D • Профилеобразующие процессы: биогенно-аккумулятивные (очень слабое гумусонакопление in situ, грубый гумус, опадноподстилочный сухоторфянистый горизонт O 1 ms); метаморфизм минерального вещества (коагуляционно-хемогенно-криогенное оструктуривание, оглинивание), гумусово-иллювиальный; гумусово-кислотное выщелачивание солей Са и Мg. • Главные признаки: короткий профиль, темно-коричневая или коричнево-бурая окраска, потеки органоминеральных соединений, зернисто-ооидная структура, фульватный гумус, глинообразование, сильнокислая реакция, ненасыщенность основаниями, накопление несиликатных полутораоксидов. • Подтиповые отличия: соответствуют диагностическим признакам типа.
Отдел: криоземы – собственно мерзлотные гидроморфные почвы, в профиле которых под органогенным горизонтом залегает гомогенная криотурбированная тиксотропная либо плывунная минеральная толща, подстилаемая льдистой мерзлотой. • Тип: криоземы O 1 gd- A 1 O-Bdtix • Криоземный процесс почвообразования заключается в надмерзлотном гидроморфизме почв и отсутствии морфологических признаков оглеения в их профиле. Характерно сочетание почвенногеологических процессов (педотурбации, солифлюкция). Распространяются на криогенных формах рельефа. • Профилеобразующие процессы: аккумуляция органики; криотурбированность минерального слоя; слабое внутрипочвенное выветривание. • Главные признаки: влажно-торфяная подстилка, непрочная криогеннослоеватая структура, сильнокислая реакция, высокое содержание гумуса, фульватный гумус, повышенное содержание кремнезема, невысокое содержание полутораоксидов. • Подтиповые различия: проявление глееватости.
Ствол: синлитогенные – почвообразование протекает одновременно с литогенезом. Формируются в условиях низкой поймы. Главная особенность – слоистость профиля, который растет вверх. • Отдел: аллювиальные. Строение профиля определяется характером и режимом отложения наносов. • Тип: аллювиальные слоистые. Диагностируются по наличию грубогумусового горизонта, подстилаемого аллювиальной породой. Слоистость и оглеение.
Антропогенно-преобразованные почвы: • Отдел: хемодеграземы – характеризуются загрязнением химическими веществами, степень которого оценивается как чрезвычайно опасная по принятым экологическим нормативам. • Тип: хемоземы. Диагностика основывается на состоянии растительности, опада, некоторых физико-химических свойств. • Подтипы выделяются по виду загрязнения, например, хемозем загрязненный Cu, Ni, Co). • Отдел: техноземы формируются на отвалах горнорудной промышленности. Профиль состоит из техногеннопреобразованного горизонта, сменяющегося естественным генетическим горизонтом или непосредственно почвообразующей породой.
Литература • 1. Ершов Ю. И. Закономерности почвообразования в пределах Среднесибирского плоскогорья /Почвоведение, 1995. - № 7. – С. 805810. • 2. Ершов Ю. И. Основы теории почвообразования. – Красноярск: РИО КГПУ, 199. – 393 с. • 3. Ершов Ю. И. Почвы и земельные ресурсы Красноярского края. – Красноярск: Ин-т леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 2000. – 81 с.
Скачать презентацию Почвы Заполярья Средней Сибири 1 2 3 Лекция
Почвы Заполярья Средней Сибири-лекция 2.pptx