Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ПЕСЧАНЫЕ ПОЧВЫ БАРГУЗИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ: РАЗНООБРАЗИЕ И МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ

Убугунов В.Л. 1 Убугунова В.И. 1
1 Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН
Дана краткая характеристика литологических, геоморфологических, климатических условий формирования песчаных почв Баргузинской котловины. Сохранению в лесной зоне степей на широтах 53-55° с.ш. способствовал горно-котловинный эффект и легкие почвообразующие породы. Результаты исследований показали, что почвенный покров песчаных возвышенностей неоднороден. Это связано с влиянием разнообразных природных и антропогенных процессов. Общей особенностью почвенного покрова этой территории является сочетание почв разных стадий развития. Установлено, что разнообразие песчаных почв Лесного, Верхнего и Нижнего куйтунов представлено 3 стволами, 10 отделами, 17 типами. Обосновано выделение денудационной и аккумулятивно-осадочной моделей педогенеза песчаных почв в условиях экстраконтинентального климата. Дана физико-химическая характеристика песчаных почв урочища Лесной Куйтун. Обращено внимание на особенности гранулометрического состава и аккумуляцию органического вещества в серо- и светлогумусовых почвах.
Баргузинская котловина
песчаные отложения
эоловая стратификация
почвы
морфология
окарбоначивание
гумус.
1. Таргульян В.О., Соколова Т.А. Почва как биокосная природная система: «реактор», «память» и регулятор биосферных взаимодействий // Почвоведение. – 1996. – № 1. – С. 34-47.
2. Балсанова Л.Д., Гынинова А.Б., Бадмаев Н.Б. Роль литогенной основы в формировании разнообразия дерново-подбуров в Забайкалье // Доклады РАСХН. – 2015. – № 6. – С. 28-31.
3. Балсанова Л.Д.., Гынинова А.Б., Корсунов В.М. Диагностика лесных почв Селенгинского среднегорья. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2009. – 146 с.
4. Гынинова А.Б., Балсанова Л.Д. О сходстве дерновых серых почв Усть-Селенгинской впадины Восточного Прибайкалья с палево-бурыми почвами Якутии. – Якутск: Наука и образование, 2009. – С. 77-82.
5. Коломиец В.Л. Седиментогенез плейстоценового аквального комплекса и условия формирования нерудного сырья суходольных впадин Байкальской рифтовой зоны: автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. – Иркутск, 2010. – 18 с.
6. Еникеев Ф.И., Старышко В.Е. Гляциальный морфогенез и россыпеобразование Восточного Забайкалья. – Чита: ЧитГУ, 2009. – 370 с.
7. Носков Д.А. Геохимические особенности и условия образования Ангаро-Витимского гранитоидного батолита (Восточное Прибайкалье): автореф. дис. … геол.-минерал. наук. – Иркутск, 2011. – 21 с.
8. Басхаева Т.Г., Холбоева С.А., Цыренова М.Г. К вопросу классификации степей Баргузинской котловины (Северное Прибайкалье) // Степи Северной Евразии. – Оренбург: ИС УрО РАН, 2015. – С. 151-153.
9. Дулепова Н.А. Флора и растительность развеваемых песков Забайкалья: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Новосибирск, 2014. – 17 с.
10. Убугунов В.Л., Убугунова В.И., Цыремпилов Э.Г. Почвы и формы рельефа Баргузинской котловины. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2016. – 212 с.
11. Агрохимические методы исследования. – М.: Наука, 1975. – 656 с.
12. Классификация и диагностика почв России / отв. редакторы Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов и др. – Смоленск: Ойкумена, 2004. – 342 с.

Почва представляет собой «зеркало» ландшафта. Именно в этом тонком поверхностном слое коры выветривания проявляется многообразное взаимодействие атмо-, гидро-, лито- и биосферы. Являясь связующим звеном между экзо- и эндогенными факторами почвообразования, почва приобретает информативные свойства, позволяющие проследить эволюцию экосистем [1].

До настоящего времени в Азиатской части России остаются слабо изученными природные и агрогенно измененные песчаные почвы. Направленных исследований по этому вопросу в Западном Забайкалье не проводилось. В литературе имеются фрагментарные материалы по водно-физическим свойствам и гидротермическому режиму, микроморфологическому строению, физико-химическим свойствам песчаных почв [2; 3]. Очень большие разночтения имеются по диагностике и классификации песчаных почв [4].

Цель исследования

Изучить разнообразие песчаных почв и выявить эволюционные тренды педогенеза при их естественном и антропогенном развитии.

Объекты и методы исследования

Объект исследования – почвы песчаных возвышенностей котловин Байкальской рифтовой зоны. Исследования проводились в 2007-2017 гг. в Баргузинской котловине. Протяженность ее с юго-запада на северо-восток свыше 200 км, ширина до 36 км, высота днища от 470 до 600 м над уровнем моря. Она расположена между Баргузинским и Икатским хребтами и представляет собой мощный тектонический прогиб, значительно осложненный сбросовыми явлениями.

Внутреннее поле котловины занято озерно-аллювиальной равниной и песчаными возвышенностями. Последние поднимаются на 30-50–160-180 м выше пойменных участков и простираются у подножья Икатского хребта. В пространственном отношении крупные песчаные массивы сосредоточены в северной и центральной частях котловины, где они разделяются между собой реками Гарга, Аргада и Улан-Бурга, образуя Лесной, Верхний и Нижний куйтуны. В южной части котловины расположен относительно небольшой пространственно фрагментированный с эолово-останцовыми формами Сувинский Куйтун. Формирование мощных песчаных толщ связывают с озерными условиями седиментации при ингрессии вод Байкала в эоплейстоцене и среднем неоплейстоцене, а также с лимно-флювиогляциальными и эоловыми факторами аккумуляции [5; 6]. Возвышенности сложены мощной толщей песчаного материала и состоят из семи эрозионно-аккумулятивных и аккумулятивных террасовых уровней. В мезорельефе проявляются в эоловых грядово-бугристых формах: дюнах, котловинах выдувания и ветровых останцах. Почвообразующими породами этой территории являются в основном продукты выветривания известково-щелочных гранитов баргузинского комплекса Ангаро-Витимского батолита. Пески по минералогическому составу относятся к кварц-полевошпатовым. Содержание породообразующих минералов в них варьирует в очень широком диапазоне: кварца – от 20 до 84%, полевого шпата – от 10 до 68%. Различное их соотношение определяет колебание в содержании SiO2 (60,4-68,9%), R2O3 (17,9-20,3), суммы CaO+MgO (5,4-10,4%), K2O (3,0-4,3%), Na2O (2,7-3,5%) [7].

Растительный покров этой территории представляет своеобразный узел соприкосновения разных в экологическом, физиономическом и генетическом отношении комплексов растительности. По набору эдификаторов, субэдификаторов и в особенности по степени распространения образованных ими фитоценозов контактной зоны они имеют сходство с флорой дауро-монгольских, монгольских, центрально-сибирских и якутских степей [8]. Растительность развеваемых песков Забайкалья выделяются в псаммофитный тип [9]. «Заходу» и сохранению степных участков на широтах 53-55° с.ш. способствовал аридный горно-котловинный эффект и песчаный почвообразующий субстрат.

Климат Баргузинской котловины резко континентальный. Высокие горы Баргузинского хребта «перехватывают» атмосферные осадки, приходящие с запада, а Икатского – тихоокеанские. Среднегодовая температура отрицательная. Количество атмосферных осадков, выпадающих в котловине, низкое, не превышает 300 мм. Характерен выраженный максимум летнего выпадения осадков, сухость зимне-весеннего периода. На основании расчета количества эффективных осадков по модифицированной формуле засушливости Де Мартона климат может классифицироваться от аридного в мае до семиаридного в июне и умеренно аридного – в августе. Наиболее влажным является июль, в котором по показателю эффективности осадков является слегка гумидным [10].

При изучении использовались сравнительно-географические, морфологические, физико-химические, агрохимические методы [11]. Классификационное положение почв приводили по [12].

Результаты исследования и обсуждение

Проведенные многолетние исследования показали, что в изученном районе почвенный покров неоднороден. Даже на небольшом отрезке могут отмечаться различия в морфологическом строении почв. Динамическая обстановка создает большую вариабельность условий почвообразования. Это связано с влиянием разнообразных природных (деятельностью временных водотоков, древними палеозерными ваннами, эоловым морфогенезом, дефляцией и аккумуляцией песков, различным гипсометрическим уровнем песчаных возвышенностей), антропогенных процессов (пахотой, сплошными рубками) и сочетанием вышеуказанных факторов. В то же время следует отметить достаточно четко выраженную закономерность: почвы песчаных массивов находятся на разных стадиях своего развития: от свежего, едва затронутого процессами почвообразования песка, до «климаксовых» полнопрофильных почв. При выявленной разнонаправленности эволюции почв ведущими почвообразовательными процессами являются светло- и серогумусовое накопление органического вещества, аккумуляция карбонатов, палевая метаморфизация и ожелезнение. Проведенные исследования показали, что на песчаных возвышенностях Баргузинской котловины формируются различные типы почв. Разнообразие песчаных почв представлено 3 стволами, 10 отделами, 17 типами почв (табл. 1).

Таблица 1

Основные типы почв песчаных массивов Баргузинской котловины

Ствол

Отдел

Тип почвы (строение профиля)

Первичный

Слаборазвитые почвы

Псаммозем (О– Cˑˑ)

Псаммозем гумусовый (W–Cˑˑ)

Слоисто-эоловая (О– Cʹʹʹʹˑˑ)

Слоисто-эоловая гумусовая (W–Cʹʹʹʹˑˑ)

Синли-

тогенный

Стратоземы

Стратозем светлогумусовый эолово-аккумулятивный (RJ– Cʹʹʹʹˑˑ)

Стратозем светлогумусовый на погребенной почве (RJael– [AJ]–Cʹʹʹʹˑˑ)

Постли-тогенный

Органо-аккумулятивные почвы

Серогумусовая (AY– Cʹʹʹʹˑˑ)

Светлогумусовая (AJ– Cʹʹʹʹˑˑ)

Щелочно-глинисто-дифференцируемые почвы

Солонец светлый [SEL–BSN–BCAs,cs–Cca,s]

Палево-метаморфические

Криоаридные [AK–BPL–BCA–Cca], палевая светлогумусовая [AJ–BPL–BCA–Cca]

Альфегумусовые

Дерново-подбур (AY–BF–C]

Светлогумусовые аккумулятивно-карбонатные

Светлогумусовая аккумулятивно-карбонатная (сероземовидная) (AJ–BCA– Cʹʹʹʹˑˑ), каштановая

Агроземы

Агрозем светлогумусовый аккумулятивно-карбонатный (PAJ–BCA– Cʹʹʹʹˑˑ)

Агроаброземы

Агроаброзем светлогумусовый аккумулятивно-карбонатный (PB– BCA–Cʹʹʹʹˑˑ)

Аброземы

Аброзем светлогумусовый аккумулятивно-карбонатный (BCA– Cʹʹʹʹˑˑ)

 

Основными почвообразовательными процессами на песчаных массивах являются светло- и серогумусовая аккумуляции органического вещества, окарбоначивание, палевый метаморфизм, стратификация. В урочище Нижний Куйтун встречаются также процессы засоления и осолонцевания. Полнопрофильные «климаксовые» почвы формируются только вне зоны активных ветровых потоков. Преобладающими типами почв являются неполнопрофильные почвы органо-аккумулятивного отдела. При очень сильных ветровых нагрузках происходит либо засыпание и погребение, либо полная дефляция исходных почв. В результате этих процессов формируются почвы отдела стратоземов, а также различные типы почв, относящиеся к агроземам, агроаброземам либо к аброземам. Дефлированные почвы также повсеместно подвергались вспашке, поэтому слаборазвитый гумусовый горизонт (W или AJ) был смешан с почвообразующей породой с образованием агроземов светлых (Р – С). В результате дефляции одних участков поверхности происходит эоловая стратификация других с формированием стратифицированных почв.

При слабых ветрах распространены 2 модели педогенеза, при которых имеют место сдвижение и наложение педогенных слоев: аккумулятивно-осадочный стратифицированный (постепенный «рост» почвы вверх, погребение, переработка и наследование) и денудационный (постепенное выдвигание почвы в породу). Между этими крайними проявлениями существует большое количество промежуточных вариаций. В то же время выражена достаточно четкая закономерность: почвы песчаных массивов находятся на разных ступенях своего развития: от свежего едва затронутого процессами почвообразования песка до «климаксовых» почв. Естественная система сложения горизонтов лучше всего сохранилась в эолово-стратифицированных почвах, где в результате вертикального роста мощности гумусового горизонта вспашка не нарушила или только слабо затронула его верхнюю, ныне погребенную часть. Почвы верхних частей гряд, а особенно вершин дюн, сильно дефлированы вплоть до полного уничтожения почвенных слоев с образованием язв эрозии.

Более подробно рассмотрим особенности формирования почв самого северного песчаного массива Лесной Куйтун. Он расположен в северной части котловины, имеет протяженность 50 км в длину и 20 км в ширину. С юга и с севера ограничен реками Гарга и Хахархай. В восточной части песчаный массив смыкается с передовой грядой Икатского хребта. В поперечном направлении выражены 3 глубинных разлома, в которых локализуются временные водотоки. Современный рельеф является результатом эолового морфо- и седиментогенеза. По данным радарной съемки отчетливо видна разнонаправленность ветровых потоков: в юго-западной оконечности выражены следы деятельности ветров северо-восточного направления, а в северо-восточной – юго-восточного. В результате озерно-флювиогляциальной седиментации песков и последующего их эолового переотложения господствующими ветровыми потоками различных направлений сформировалась слабонаклонная форма рельефа в поперечном разрезе и слегка выпуклая – в продольном. Аккумуляция песков происходит как с центральной части котловины, так и с северной. Ветровые потоки обусловили литологическую неоднородность песчаных отложений, характер слоистости, наличие погребенных горизонтов и др. Растительность – лесная, образованная комплексом южно-сибирских формаций. Доминируют сосновые подтаежно-лесостепные леса со следующими группами типов леса: сосняки разнотравные остепненные, сосняки спирейно-разнотравные, сосняки мертвопокровные и редкотравные, сосняки рододендроновые бруснично-разнотравные.

В результате деятельности временных водотоков происходит перенос и переотложение песков на подчиненные позиции. При значительной интенсивности линейной эрозии формируются слоистые почвы. При активной ветровой деятельности в профиле почв отражаются также процессы эоловой седиментации. Привнос песка нарушает ход почвообразовательного процесса: способствует «омоложению» профиля, погребению гумусового горизонта, слоистости. В процессе рубок леса и при сопутствующей им трелевке леса происходит механическое уничтожение поверхностных органогенных горизонтов, а при пожарах – их полное или частичное выгорание. Немаловажную роль в произрастании растительности и формировании почв играет и высотный градиент. Самый низкий гипсометрический уровень на изученном урочище занимает узкая полоса надпойменных террас со степной растительностью и контактная переходная зона степи и леса, занятая редкостойными остепненными сосняками. Преобладающий тип почв – палевые светлогумусовые. На высотах 550-600 м произрастают редкотравные и мертвопокровные сосняки. Основной фон почвенного покрова представлен неполнопрофильными почвами: псаммоземами, псаммоземами гумусовыми и светло- и серогумусовыми почвами. На высотах 600-750 и более метров напочвенный покров представлен травяно-кустарничковым ярусом из брусники, рододендрона даурского; мохово-лишайниковый покров редкий и состоит из ритидиума и кладонии. Основу почвенного покрова составляют серогумусовые ожелезненные почвы и дерново-подбуры. Установленные высотно-поясные закономерности распределения почв часто претерпевают значительные изменения из-за разнообразных природных и антропогенных процессов.

Ниже рассмотрим более подробно физико-химические свойства серо- и светлогумусовых почв Лесного Куйтуна. В составе гранулометрических фракций изученных почв преобладают песчаные фракции (табл. 2). Различия отмечаются по соотношению частиц 1-0,25 и 0,25-0,05 мм. Крупнопылеватой и тонкодисперсной фракции физической глины содержится очень мало. По профилю почв распределение частиц относительно равномерное.

Исходно карбонатный субстрат подвергается воздействию опада лесной растительности. На более высоких гипсометрических уровнях (650-750 м) произрастают сосняки рододендроново-кладониевые с типично таежными видами. По значению рН отчетливо виден подкисляющий эффект лесного опада (табл. 3).

Таблица 2

 Гранулометрический состав почв урочища Лесной Куйтун

Гори-зонт

Глубина, см

Размер частиц, мм; содержание фракций, %

1-0,25

0,25-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

0,005-0,001

<0,001

<0,01

ТЛК-1-11. Серогумусовая ожелезненная почва
(N54°44'38,1", Е 111°18'50,9'', высота – 664 м над ур.м.)

AY

0–6(15)

40

45

9

1

2

3

6

Cf

6(15)–32(35)

55

40

3

1

0

1

2

2C¨""

32(35)–77(80)

52

44

1

1

0

2

3

ТЛК-2-10. Светлогумусовая почва

(N54°35'15,4", Е 110°50'46,8'', высота – 564 м над ур.м.)

AJ

0–6(7)

12

70

11

2

3

3

7

C¨""

6(7)–35(46)

14

66

12

0

4

4

8

2C¨""

35(46)–64(78)

14

76

6

1

1

1

4

3Cca¨""

64(78)–125

14

85

1

0

0

0

0

 

Поверхностный горизонт характеризуется серогумусовой аккумуляцией органического вещества. На более низких гипсометрических позициях (550-650 м) под разреженными редкотравными сосновыми лесами формируются светлогумусовые почвы. Они являются преобладающим типом почв контактной зоны леса и степи и несут заметные признаки степного почвообразования, проявляющегося в интегральном показателе – рН (табл. 3).

Таблица 3

Некоторые физико-химические свойства почв урочища Лесной Куйтун

Горизонт

Глубина, см

рН

СО2

Гумус

N

ЕКО, мг-экв./100 г почвы

%

ТЛК-1-11. Серогумусовая ожелезненная почва
(N54°44'38,1", Е 111°18'50,9'', высота – 664 м над ур.м.)

AY

0–6(15)

4,8

Не обн.

1,82

0,46

5,5

Cf

6(15)–32(35)

5,9

-//-

0,22

0,11

4,8

2C¨""

32(35)–77(80)

5,8

-//-

0,09

0,06

11,0

ТЛК-2-10. Светлогумусовая почва

(N54°35'15,4", Е 110°50'46,8'', высота – 564 м над ур.м.)

AJ

0–6(7)

7,0

не обн.

1,32

0,07

6,2

C¨""

6(7)–35(46)

7,3

-//-

0,34

0,03

7,0

2C¨""

35(46)–64(78)

7,3

-//-

0,19

0,01

7,5

3Cca¨""

64(78)–125

8,0

0,56

0,12

0,005

6,9

 

Заключение

Результаты исследований показали, что почвенный покров песчаных возвышенностей неоднороден. Это связано с влиянием разнообразных природных и антропогенных процессов. Выявлено разнообразие песчаных почв Баргузинской котловины, включающее почвы первичного, синлитогенного и постлитогенного стволов, отделы: слаборазвитый, стратоземов, органо-аккумулятивный, щелочно-глинисто-дифференцируемый, палево-метаморфический, альфегумусовый, светлогумусовый аккумулятивно-карбонатный, агроземов, агроаброземов и аброземов. Общей особенностью формирования почв песчаных массивов урочищ Лесного, Верхнего и Нижнего куйтунов является четко выраженная закономерность сочетания почв разных стадий развития. Педогенез песчаных массивов в условиях экстраконтинентального климата представлен денудационной и аккумулятивно-осадочной моделями.

Экспедиционные исследования выполнены при финансовой поддержке в рамках Комплексной программы фундаментальных исследований СО РАН (II.2) «Экосистемы песчаных массивов Прибайкалья и Забайкалья: разнообразие, инвентаризация и закономерности пространственного распределения», № АААА–А16–116020310278–5; ФАНО 0337–2015–0001, аналитические и картографические работы за счет средств бюджета по теме «Эволюция, функционирование и эколого-биогеохимическая роль почв Байкальского региона в условиях аридизации и опустынивания, разработка методов управления их продуктивными процессами»; № АААА–А17–117011810038–7; ФАНО 0337–2016–0005. 


Библиографическая ссылка

Убугунов В.Л., Убугунова В.И. ПЕСЧАНЫЕ ПОЧВЫ БАРГУЗИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ: РАЗНООБРАЗИЕ И МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=27239 (дата обращения: 28.02.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074