Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Естественная и антропогенная эволюция почвенного покрова северного склона Киргизского хребта Тянь-Шаня

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Естественная и антропогенная эволюция почвенного покрова северного склона Киргизского хребта Тянь-Шаня"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА. ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОХТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УШШЕРС: ГГЕТ их. ШЗЛОМОНССОВА.

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

вж правах ругопвся УДК «31.4

КОВАЛЁВА НАТАЛИЯ ОЛЕГОВНА

ЕСТаСТЗЕНИАЯ И АОТРОПООИМЯ ЭВОЛЮЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СЕВЕРНОГО СКЛОНА КИРГИЗСКОГО ХРЕБТА ТЯНЬ-ШАНЯ

Спщкалы:гсгь ОЗ.ОС127 -почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ Двсссртадаи на соясхенис учсвон стспсзл глдцидаха бношогнчеспп иауг

Мосзза 1995

Работа выполнена на кафедре общего почвоведения факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Ваутий рукоюдодель: кандидат геолого-минералогических наук, доцент

»

Т.И. Евдокиисша

Офвдиальнне оллонеиян: доктор географических наук. "Заслуженный профессор Московского университета" М.А. Гдазавская

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

C.B. Зовя

Ведущее учреждение: Сельскохозяйственная Академия им. К.А. Тимирязева, г. Москва

Защита состоится .//.' 1995 г. в 1530 час. в ауд. М-2

на заседании специализированного совета К 053.05.16 МРУ им. М.В. Ломоносова

119899, Москва. ГСП, Воробьёвы горы, МГУ. факультет Почвоведения, Учёный совет.

С диссертацией ыоеео ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МРУ

Автореферат разослав " февраля 1995 г.

Учёный секретарь специализированного совета доктор биологических наук, доцент ./¿Ь^

Шпузгша

никовыми и манжетковыми остепнёнными субалышйежими лугами на высотах 2300-2600 н. Рулевым моментом почвообразования являются лёсоы, подстилаемые терра-росса, для почв, менгорной депрессии., а на горних склонах - собственно краскоцветаые коры выветривания субтропического влажного климата мезозоя;

в) горнолуговне чернозёмовидные субальпийские почвн на батолитах зелёнокаменннх пород на высоте. 2600-3000 м под гераниево-ман-жетковым субальпийским лугом;

г) горнолуговые чернозёмовидные альпийские почвы под йобрезиевым альпийским' лугом на высоте 3000-3400 м, сформированные на элю- • вии оерых гранитов.

Почвы лесолугового пояса сформированы под низкорослыми можжевеловыми, лесами из древовидных и стелющихся форм арчи на горных склонах северных экспозиций. Их целесообразно относить к подтипу почв.межгорной долины соответствующего высотного уровня. Действительно, признаки почв под редкостойными можжевеловыми лесами, име-.. вщими многочисленные остепнённые поляны, определяются влиянием травяного покрова.и "памятью"'1 погребённых почв.

Данное перечисление объектов исследования обнаруживает лита--, генную полисенсорность и полирефлекторность почв к изменению климат тических условий, и иным внешним воздействиям, например, антропогенному. Классификация всех исследуемых почв методом главных компонент- и с помощью дендрограмм по морфологическим признакам обнаружила две генетические группы почвенных разностей (степень различия -57 %): I) светло- и тёмно-каштановые почвы предгорий и. низкогорий Киргизского хребта, которые по своим свойстзам и характеру эволюции ближе к равнинным и предгорным аридным гипсово-известковым почвам, - на основании чего они используются в работе лишь в целях сравнений - 2) чернозёмы и чернозёмовидные почвы среднегорий и высокогорий хребта - основной объект исследований.

- б -

2. Физико-химическая характеристика почв Перечисленные подтипы почв выделены на основании изучения их химических и физических свойств. Как и следовало ожидать, данные, xi мического анализа отражают наличие вертикальной зональности почвен го покрова. *йк, величины актуальной кислотности изменяются, озг cuiai щелочных в горном чернозёме да нейтральных в почвенных горизонтах черноззмовидных почв и слабокислых - в горнолуговых субальпийских i альпийских почвах. С высотой в профилях несколько уменьшается и. ее; жание общего азота (табл., I). Чернозёмы и чернозёмовидные. почвы характеризуется совмещением процессов интенсивного гумусонакопленкя ( выщелачиванием карбонатов из гумусового и лодгумусового. горизонтов вплоть до полного их отсутствия а профилях субальпийских чернозёмо-ввдных почв вслед за увеличением гумидаости климата с высотой. Все профили, в целом, однородны по содержанию основных химических элем« тов (табл. 2). Лишь закономерно различаются почвы, сформированные i разных почвообразупиих породах: почвы на лёссах богаты кальцием, не элввии гранитов - калием, продуктом выветривания полевых шпатов, на терра-росса - магнием. Последний факт отражает специфику изучаемых почв и, по-видимому, обуславливает возможность существования черно: мовидных почв на бескарбонатных материнских породах, поддерживая, систему карбонатно-магниевых равновесий. Однако, е..высотой очевидне усиление элввиально-илпвиальной дифференциации, поча по содержании полуторных окислов. Причиной её наряду с увлажнением климата являв! ся наличие карбонатного геохимического барьера - лёсса - в чернозём видных луговостепных и луговостепных субальпийских почвах. По этой же причине для всех исследуемых почв характерна элювиально-иллювиал ная дифференциация профилей, по содержанию илистой фракции и. физичес кой глины. В почвах на бескарбонатных породах данные максимумы так» имеют место, но более размыты. Все исследуемые почвы тяжелосуглинис того механического состава, а на глубине 70-80 см по величинам плот ности сложения в профилях диагностируется водоупор, приводящий к

Таблица I

Физико-химическая характеристика исследуемых почв

К раз, реза

горизонт, гумус, глубина, см %

yv ря,

'HgO

J't, содержание фракций^ г/см3 и, ulим и, uimm

5

б

7

8

горный чернозём

16

22

36

А1 4-56 5,83 0 7,96 0,78 58,91 41,09

AB 56-71 3,59 ГО, 50 8,10 1,04 66,56 33,44

В 71-83 2;57 22,41 8,16 0,98 61,52 38,48

ВС 83-135 - 25,56 8,40 1,03 68,42 31,58

горная луговостепная чернозёмовидная почва

Ad 0-4 15,09 0 . 6;30 0,78 -• -

Ai 1 12,22 0 6,00 0,94 56,04 43,96

[А"!] 20-33 -"8,59 0 6,45 1,09 53,46 46,54

33-47 5;б5 0 ;7,23 0,93 55;36 44.644

AB 47-58 .3,00 0,28 7,45 f 0,99 60,00 40,00

В 58-78 1,98 3,15 7,90 1,02 60,00 40,00

Bt 78-85 1Д2 37,04 . 8,46 I.H 54,26 45,74

С 85-D7 0,81 30,28 " - 8,57 0,76 50,10 49,90

137-150 - 27,4Г 8,59 0j76 - -

горная луговостепная чернозёмовидная субальпийская почва

Ad 0-5 5,94 0- 6,50 0,54 52,00 48,00

А1! 4-35 4,65 0 . 6,92 0,86 70,01 29,99

[А'0 35-50 3,53 0,19 6,25 1,04 65,50 34,50

AB 50-67 ' 3,43 0,26 6,53 1Д4 63,44 36,56

В 67-77 1,17 16,86 - 7,80 1,03 71,80 28,20

I 77-87 1.79 17.41 7,91 , Г; 16 71,12 28,88

Bt 87-97, - 25,00 8,44 1,28 55,00 45,00

С 197-120 - 18'. 52 8,58 1Д9 50,03 49,97

Д 120-160 - -8,33 8,90 1,32 - -

горнолуговая чернозёмовидная субальпийская почва

Ad 0-5 15,71 0 5,25 0,74 - —

А'" 5-20 6,00 0 .4,85 1,02 б2;49 37; 51

[А'З 20-50 2,78 0 4,96 1,18 67,63 32,37

В 50-70 1,88 0 5,00 1,13 61,05 38,95

С 70-80 ' 0 5,61 '■ 1,18 21,80 ' 78,20

горнолуговая чернозёмовидная альпийская почва

AI 3-20 6;59 0 5,65 0,87 40,77 59,23

[Xй] 20-35 6,31 0 5,74 .0,92 77.37 22,63

АС 35-50 2,41 0 5,15 0,91 67,49 32,51

2

4

7

Таблица 2

Валовый химический состав почв (в % элемента на прокалённую навеску)

горизонт,

глубина, см 31 Рз " Мп А1 Са К Иа Р Я С1 ТА

горный чернозём (материнская порода - лёсо)

А1 12-16 30, бб. • 4,76 0,12 8,28 1,67 1,35 3.30 1,34 0,11 0,07 0,01 0,58

АВ- 56-73 32,00 4,18 0,07. 8;21 1,26 1,39 2,53 1,22 0,07 0,04 0,01 0.55

С 160-200 27,15 3,31 0,Сб 7,33 II, II 1,60 2,83 0,42 0,14 0,04 0,01 0,43

го-рноя луговоотепная черноэёмовидная почва (лёоо)

■ А1 4-20 • 31,78 4,53 0,02 7,59 1,77 1,24 2,71 1,И 0,17 0,11 0,01 0,58

Гл"3 г о-зз 32,12, 4,35 0,02 7,70 1,50 - 1,22 2,74 0; 56 0,13 0,08 0,01 0,56

33-47 31, 63 ; 4,54 0,02 8,30 1,42 • 1,37 2; 69 0,85 0,09 0,05 0,01 0,59

лв '(7-58 31,12> 4^92 ' 0,01 8,51 1,02 1,47 2,91 1Д4 0,06 0,03 0,01 0,59

в 58-78 : зг.091: 4,78 0,01 8.42 2,42 1,48 2; 68 0;20 0,07 0,03 0,01 0,59

с 85-120 21; № .; 2,66 0,01 6,11 19,36 Г,36 2,07 с;б5 0,10 0,05 0,01 0,35

' ^горная луговоотепная черноэёмовидная оубальпийокая почва (терра-рооса)

3-33 31-;, оо- 5,05 0,12 8,23 1,36- 1,31 3,37 0,-56 0,19 1,00 0,-01 0,63

[А"3 33-52 згс12 -4,23 0,09 8,29 1,17. 1,32 2,82 0,48 0,13 0,06 0,01 0,62

лв 52-6'1 32,7.8 . 3,77 0,09 8,02 0,98 1,34 2,71 0,79 0,06 0,03 0,01 0,61

в 64-72 ■ 34,74 2,89 0,06 7,29 0,61 1,17 2,71 0,49 0,02 0,01 0,01 0,50

А1 горнолуговая черноэёмовидная альпийокая почва (элювий оерых гранитов)

3-20 30,74 : 5,14 0,12 8,72 1,09 Г,82 2,74 0, 70 ■ 0,20 0,09 0,01 0,71

и 20-35 '29,50 . 5,93 0,11 8,99 0,91 ' 1;63 3,38 1,04 0,17 0; Об 0,01 0,69

АС 35-50 31,63 4,97 0,08 8,14 0,83 1,60 2,55 1,08 0,07 0,04 0,01 0,63

формирование признаков слабого оглеения. Повышение значений общей влагоёмкости и предельной полевой влажности почв объясняется прогрес сируищии с высотой развитием явлений постмортальной гумификации растительных" остатков, формирующих особый тип гумуса почв высокогорий.

3. Геохимические закономерности гумусообразования

В,соответствии с выделенными подтипами почв выделяются и разные типы накопления и вертикального распределения групп и фракций гумуса в их профилях. В свою очередь, различные типы накопления и характер органического вещества исследуемых почв обязаны своим происхождением качественно разным типам биологического круговорота веществ в последовательно сменявших друг друга растительных зонах: лугов о степной, лесолуговой, субальпийской луговой и альпийской луговой. Луго-востепной тип накопления и вертикального распределения гумуса е профиле почв характеризуется неоднородный; содержанием гумуса с поверхности профиля (6-16 %) и плавным уменьшением его содержания с глубиной. Появление карбонатов резко прерывает проникновение значитель-- ных количеств гуиуса в глубину (рис.1). Луговостепные чернозёмовидные почвы отличаются очень высоким, выше чем в гарных чернозёмах, содержанием гумуса с поверхности (10-20 %). Форма кривой содержания гумуса в чернозёмовидных почвах идентична форме кривой содержания корней,, что свидетельствует о синхронности продукционного и гумусо-образовательного процессов в исследуемых растительных сообществах. С высотой очевидно усиление дифференциации профилей по содержанию гумуса, в особенности фракций ГК-2 и ГК-3,и накоплению их в горизонтах В и В-ь. Луговый тип. содержания и распределения гумуса по профи-« лям почв диагностируется по очень высокому содержанию гумуса на глубине 0-5 см и его резкому уменьшению в остальной части профиля. Характер распределения гумуса по профилю почв под полушаровидной арчой аналогичен таковому в чернозёмовидных субальпийских почвах.

Из рис.2 видно, что нарастание биохимической активности, продуктивности растительных сообществ и длительности вегетационного

,.50 1ППХ5П Оф25,0.30,0^0

0

1

ВкЫ Профил'ытйв-раопрвде-ление гумуоа и запасав ко|

не~--эапаоы корней

Содержание гунуоа на участках: —• — - заповедном,

--- г пастбищном,

—х— сенокосном,

в^арчовом леоу

Йочвы: 1-горный чернозё! -луговостепная чернозё-новидная, Ш-луговостеп,. над чернозёмовидная о.у<5-альпийская, 1У-горнолу-говая чернозёмовидная субальпийская, У-горил-луговая альпийокая

Почвы: I - светло-каштановая, П - тёмно-каштановая, Ш - горный чернозём, 1У - горная луговостепная чернозёмовидная,

V - горная луговостепная чернозёмовидная субажьпийская, '

VI - горнолуговая чернозёмовидная субальпийская, УП - горнолуговая-альпийская.

периода в вертикальном ряду почв обеспечивает формирование гуматного гумуса и зрелых гуминовых кислот с наибольшей степенью бензоидности и наибольшей оптической плотностью (табл.3). При этом для горных выщелоченных чернозёмов характерны и наибольшие величины глубины гумификации, отношения С/к, а также минимальное количество липидов, хлорофилла и ^т-фракции. На почвы с невысокой биологической активностью (светло-каштановые и горнолуговые) приходятся минимума"значений Сгк/Сфк, С/к, 'Е^щ^хси и максимумы содержания липидов и ^-фракции В качестве решения уравнения глубины гумификации (Орлов, 1931) неприменим принятый для равнинных территорий способ расчёта ПЕА. в силу

большей увлажнённости горных почв. Прогрессирующая с высотой роль увлажнения при снижении среднесуточных температур способствует увеличение запасов гумуса за счёт преобладания явлений гумификации при: снижении, величин продуктивности растительных сообществ. Именно поэтому кривая запасов гумуса несимметрична относительно чернозёмо: и чернозёмовидных почв. Однако, при общей, корреляции продукционных процессов с величинами: глубины гумификации в почвах зертикально-за нального ряда, наблюдается отчётливый, фазовый, сдвиг (рис.2) между точками их экстремумов на "одну растительную зону"- в сторону черно-зёмовидных почв. Данный факт хорошо согласуется с представлениями, об инерционности- свойств почв в целок и свойств гумуса в частности. При: этом важно отметить, что в чернозёмовидных почвах характер орг. нического вевества представлен двухслойным гумусовым профилем, состоящим из современного верхнего- горизонта, облик которого определ) ется законом вертикальной зональности почв в горах, и, реликтовых горизонтов [А.АВ, В, в разной степени сохранившихся от предыдущей! чернозёмной стадии почвообразования. Бывшая чернозёмная стадия в с< четании. с поваленной современной увлажнённость», обеспечивает максимальные в рассматриваемом ряду почв величины растительной и почвенной продуктивности. Время релаксации, необходимое для совмещения точек экстремумов обсуждаемых кривых, равно продолжительности, стадии эволюции, погребённого чернозёма Селимаксная стадия I) к новому квазиравновесному состоянии горнолуговой почвы (клиыаксная стадия I А. Диагностика погребённых почв Своеобразие почвенного покрова северного склона Киргизского хребта: обусловлено развитием в горных почвах разновозрастных дейот-вувщих и: реликтовых с разной степенью инерционности комплектов элементарных почвенных процессов, которые- могли существовать совмест» или сменяли друг друга в соотвествии с ритмами движения ледников и продолжающимся тектоническим поднятием. Признаками, на основании которых проводилась диагностика древнего педогенеза, являются:

а) морфологическая дифференциация профилей; б) система индикаторных признаков органического вещества; в) гранулометрический состав; г) валовый химический состав; д) возраст почв. Инерционность данных по-"казателей имеет величины порядка-10^-10** лет (Остроумов, 1988).

Из морфологических описаний профилей моногенетичных почв следует , что все они характеризуются однородными.простыми профилями типа А -А-АВ(АС)-С, равномерным распределением всех валовых химических элементов и равномерноубываюиим распределением полуторных оксидов. Лишь по значениям Сгк/Сфа, Рг (табл.3) профиль полно-

голоценовых чернозёмов можно разделить на современную верхнюю: и га-лоценовую нижнюю, части, и это разделение обнаруживает развивахпцую эволюцию. Сложные профили полигенетичных почв, резко дифференцированы по цвету, структуре, текстуре. В типичном своём проявлении они состоят из 4 или 5 частей. Во-первых, бурого цвета, выщелоченные от карбонатов, с ровными границами горизонта М и А1 (рис.3). Для них характерны' средние величины показателей, гумификации, средние величины коэффициентов эхстинкции и значения коэффициентов цветности больше 4. Кроме, того, гуматно-фульватный тип гумуса в горизонтах М и фульватно-гуматный в горизонтах А1, накопление липидов и ^-фракции: характеризуют современный период отступания ледников и диагностируют признаки горнолугового почвообразования. Вторая часть профиля представляет1 собой погребённые горизонты почвенного профиля предыдущего, этапа почвообразования. При этом, древние почвы сохранили свой мощный гумусовый горизонт или его нижнюю часть в виде современного второго гумусового горизонта на глубине 35-60 см с остатками зернистой структуры и потёчностьп гумуса, до глубины 2 м в профилях диагностируются палеокротовины. Для погребённых горизонтов характерны очень высокие, значения коэффициентов экстинкции, высокие величины показателей гумификации (Горелова, 1932), форма спектральной кривой с коэффициентом цветности больше 3 и меньше 4, преобладание в составе гумуса фракции гуминовых кислот, связанных с Са (табл.4), фулъвзтно-

Таблица 3

Показатели гукусного состояния исследуемых почв

К разреза горизонт, липида п гпт*ги Сгк Хлоро- „

почва глубина. ^ ПГ' Рг Ц, ^

_■ ■ _ %50

Монсгенетичные. полноголоценовые почвы

9 М 0-12 4,69 0,09 2,26 3,49 2 - 4,61

горный дт вывело- 12-18 В,25 0,08 3.13 4,64 0 - 4,20

ченный 18-38 3,67 0,14 2;12 7,26 3 - 4,15

чернозём 38-44 4,31 0,19 1,35 9,86 4 0,05 3,16

АВ 44-53 4,56 0;12 1.55 5,63 4 0,08 3,33

53-73 3,67 0,15 . 1,18 6,85 2 0,03 3,64

Моногенетичнне неполноголоценовые почвы

39 Аа 0-3 13,57 0,06 1,35 2,37 19 0 5,03

горнолу- «г говая ;3-15 7; 41 0,06 0,99 3,00 40 о,и 5,13

альпий- АС 15-40 6,02 0;09 0,90 3,35 38 0,07 4,59

екая £ 40-50 2,06 0,05 0,80 1,57 16 следы 5.П

Полигенетичные полноголоценовые почвы

. В . Аа 0-5 13,47 0,08 1,58 2,17 4 4,08

горная лугово- г 5-30 2,91 о,ц 0,41 1,90 5 4,47

степная [А, ] 30-45 - 0,17 1,89 1,85 0 _ 4,0

•чернозё- • мовид- "•45-60 ■ - 0,24' ' 2,12 7,40 4 - з;зб

ная АВ 60-70 - 0,23 1,50 10,88 3 - 3,40

70-80 - 0,14 1.В 6,12 4 - 3,43

В 80-87 •- 0,05 0,35 0,48 5 - 3,31

22 А1 . 4-35 7,47 0,14 1,05 3,29 ^

горная г.»! лугово- ^ -3575В з;з5 0,17 2,52 9,03

степная чернозё- 50-67 2,51 0,07 1,70 3,66 - -

мовидная В 67-67 10,96 0,06 1,29 2,55 _

субаль- г, пийская °г 87-97 9,01 0,08 1,32 4,П - -

36 Ы 0-5 5,90 0,04 0,91 0,83 9 4,41

горнолу м говая гг\ 5-20 15,58 0,06 2,23 3,20 12 0 3,62

чернозё-[Д"л 20-50 _ 0,14 0,86 3,44 8 0 3,60

мовидная -п '' субаль- ° '50-70 0,10 1,01 4,07 12 0,26 3,60

пийская

38 А1 3-20 2,89 0,10 2,29 5,12 25 _ 3,56

горнолу-г.;«] говая Iй) 20-35 4,05 0,09 1ДБ 4,35 5 _ 3,45

чернозё- АС мовидная '35-59 11,85 0,07 1,24 2,25 II - 3,34

альпийская

- Г5 -

продолжение таблица 3

I п 1; Ш "ЯУ 1 Л 5П УШ IX

25 [А;-]. Полигенетичные неполноголоценовые почвы

. ,3-44 - 0,13 1,67 4,55 3 0,08 4,07

АВ М-58 - . 0,18 2.81 11,67 4 0,11 3,42

В 58-77 - 0,ОГ 0,50 0,26 следы следы 3,33

77-92 . - 0,03 0,27 0,35 8 0,02 3.50

¡Н 92-95 - 0,01 0,78 0,37 0 следы 1,50

гуматный и гуматный характер гумуса, убыль в содержании липидоа и %-фракции диагностируиг автоморфные условия почвообразования чернозёмного тшкс, суяествовавшие да- последнего оледенения горных вершин и изменения климата в. зоне древних чернозёмов. Важно отметить,

г

что именно показатели группового состава гумуса позволяет.' наиболее точно, диагностировать границы погребённых горизонтов и оценить степень сохранности погребённых почв и степень их изоляции, от биа-логически активной среды. В-трерьих, нижняя часть погребённою профиля яркой рыжей окраски с текстурными горизонтами В и Вь, имевшими резку«)..цветовую и: структурную границу, совпадавшую с линией' вскипания в карбонатных разностях почв. Для этих горизонтов характерны низкие величины показателей гумификации, низкие значения коэффициентов экстинкции, фуяьватный. тип гумуса. Их отличает также. . наличие слабых признаков оглеения. ГЬризонт Bt является оригинальным образованием, специфичность которого определяется сочетанием разновозрастных различных по своей природе, элементарных почвенных процессов. Именно ка горизонт Bt приходится максимум содержания в профилях илистой фракции, который морфологически выражен а виде корочек, плёнок и натёков, ииювиироваиной глины, оптически ориентированной, по микроморфояогическим данным. Природа этого явления кроется в, так называемой, "климатической луговости" изучаемых поча, когда 60 $ годовой нормы осадков приходится на вторую половину мая-июнь. Таким образом, горизонт Bt - это внутрипочвенный водоупор,

о\ I

Рис. 3 Схематический почвенный профиль района исследований. . P//////J - горизонт AI fcc^c-l - горизонт В[ - - - - линия вскипания от 101 HCl

ЕкУхУЦ - горизонт[А'.'] „..fisas^ä - гумусовые горизонты НО - - номер разреза

-' :* гопного чеонозёма • ,

Почвь>: I-горный чернозём, П-луговостепные черноэёмовидные, Щ-луговостепные чернозёмовидные субальпийские, 1У-горнолуговые черссзёновидкые субальпийские, /-горнолуговые чернозёмовидные. альпийские, УГ-горнолуговые альпийские

саванн-, а под ними - чернозёмные почвы. Второе позднечетвертичное оледенение горных вершин на рубеже среднего и позднего голоцена привело к нарушению ксерофитной флоры в среднегорьях и высокогорьях и смене чернозёмного типа почвообразования на луговостепной и луго-вый. соответствушцие гумидным условиям послеледниковья суббореаль- . ного периода.Размеры ледниковых покровов были меньше современных, о чём свидетельствует наличие погребённых чернозёмов в.альпийском поясе. Таким образом, до абсолютных высот в 2000 м эволюция поча характеризовалась сохранением типа почвообразования, а вше 2100 м - наложением луговых процессов на профиль древнего чернозёма. Кроме

1 с.

того, вытесняемые ледником с горных склонов на карбонатные лёссы растительные формации получали, по Глазовской (1953), избыток Са вч биологический круговорот ъ качестве "принудительного ассортимента". По даши-м данны'м, растительные формации в ходе истории развития ландшафтов унаследовали от почвсобразующих пород наряду с Са и 1%. По-видимому, именно биологический круговорот элементов является тем. генетическим кодом, благодаря которому в течение естественной эволюции сохраняются свойства почв и происходит реконструкция ландшафтов.

б. Биологический круговорот элементов Сохранность реликтовых почв на бескарбонатных породах горных склонов была возмонна лишь при сохранности характера биологического круговорота элементов видами, тургайской флоры, до настоящего времени сохранившимися в районе исследований. Это Alohemilla, Stipa ■ spartea, Geranium, .Juniperus turkestanica и друГие. Тип биологического круговорота под остепнённым субальпийским лугом можно опрёделить как магниево-калиевнй. Во всех растительных формациях в составе золы преобладавт К, Са, Mg.Si. Тип биологического' круговорота высокозольный (8-10 % вещества на 100 г опзда). Подобна; ная структура рядов биологической аккумуляции элементов хорошо, согласуется с высоким содержанием К, Са и 1% з почвах и породах.

Сложившийся тип биологического круговорота достаточно древний, так как и злаки, и разнотравье аналогично накапливают элементы питания. В то же время, на участках интенсивного антропогенного использования где естественный характер биологического круговорота нарушен, наблюдается тенденция выдвижения на первые места в рядах преобладания Са. Преобладающая роль Са в рядах аккуяуляциа отличает и характер биологического круговорота в арчовом редколесье. Данный факт, являясь типичным для тянь-шаньских древостоев, обеспечивает высокую устойчи- . вость биогеоценозов благодаря развитии мюллеобразования, оструктури-вания, нейтрализуя почвенную кислотность. Именно Са и И^, унаследованные. в ходе истории развития от почвообразующих пород, являются: главными"стаДилизирующими"компонентами экосистем.

7. Антропогенная эволюция почв При сохранении типа функционирования био-ты даже такой фактор, как антропогенный, не оказал значительного влияния на направленность почвообразовательного процесса. Однако, антропогенная эволюция рас.-тительных сообществ очевидна. Действительно., неодинаковы формы, кривых продуктивности растений на пастбищных й заповедных и естественных учасках склона. Влияние почвенных свойств на продуктивность раститель ных сообществ, очевидное для естественных учасков, нивелируется антропогенным фактором. Об этом же свидетельствуют и данные многофакторного дисперсионного анализа. Причём, зависимость урожайности пастбищных угодий от абсолютной высоты упрощается о.т уравнения многочле-

г р

на и- ой степени до уравнения выпуклой параболы (у= 7,2 10-ох --О,03б5х+74,1), коэффициенты в котором рассчитаны на основании наших экспериментальных данных. Последующее заповедывание таких участков с преобладанием в составе трззостоев непоедаемых луговых растений не привело к восстановлению облика лугосгепи и субальпийского луга. Продуктивность злаковых, как наиболее угнетённых зыпасок растений, продолжает оставаться на прежнем уровне.Видимо, для восстановления облика экосистем необходим подсев злаковых. К увеличению доли злаковых

приводит также удобрение и сенокошение. Однако, одинаковый характер биологического круговорота элементов как для злаковых, так и для разнотравья обеспечивает высокую устойчивость экосистем в целом и чернозёмов и чернозёмовидных почв в частности. Емкость биологического круговорота также остаётся неизменной в силу большего преобладания подземных органов над надземными Ш/Н=10-18). Большие запасы корней обеспечивают и низкуй плотность сложения почвы в пределах верхних 50-80 см даже на пастбищных участках.

Однако, способ использования территории влияет на -содержание гумуса в почвах (рис.1). На пастбищных уучастках всех вертикальных зон наблюдается снижение его запасов и содержания в поверхностных горизонтов. Снижение же содержания гумуса на заповедных участках объясняется замедленными естественными темпами минерализации органического вещества в условиях высокогорий и консервацией растительных, остатков на поверхности почвы в.виде ветоии, которая затрудняет и поступление б почву опада последующих лет. В связи с этим становится понятным, почему сенокошение способствует остепнению горных око-систем, и, как следствие, повышает запасы гумуса в почве. Действительно, за счёт отчуждения биомассы малоинтенсизный биологический круговорот элементов и замедленные.процессы гумификации высокогорий приближаются к более интенсивному степному типу биологического круге ворота веществ.Таким образом, учитывая тенденцию пастбищной дегрессии почв, можно констатировать преувеличенную роль антропогенного фактора в эволюции почв и высокую упругую устойчивость чернозёмов и чернозёмовидннх почв к внешним воздействиям при сохранении типа биологического круговорота.

Выводы

I. Эволюция горных почв к квазиравновесному состоянию подчинена^направлению развития ландшафтов, которое, в свою очередь, определяется ритмами движения ледника, геоморфологическими и горообразовательными' процессами. Следствием динамичных условий почгообразо-

вания является полигенетичность почв, в чём заключается главная особенность горного почвообразования.

2. В соответсвии с морфологическими, химическими и физическими свойствами . почв, а такке с факторами почвообразования целесообразно следующее ..

выделение вертикальных почвенных зов на меридиане г.Бишкек: до 1800 м

- почвы каштанового ряда.. 1800-2100 - горный выщелоченный чернозём, 2100-2300 - горные луговостепнне черяозёмовидные почвы, 2300-2600 -горные луговосгешые червоэёмовидные субальпийские. почвы, 2600-3000 м

- горнолуговые чернозёыовидные субальпийские почвы, 3100-3400 м - горнолуговые черноэёмовядше альпийские почвы и горнолуговые альпийские почвы. Почвы лесолугового пояса под редкостойными можжевеловыми леса- — ми на горных склонах северных экспозиций необходимо относить к подтипу почв межгорной долины соответствующего высотного уровня.

3. Причина "чернозэыоввдности" почвенных профилей кроется в их полигене-тичности, которая определяется наложение;,1 современных луговых процессов на погребённый профиль предыдущей черноземной стадии почвообразования.

4. Изменение климата на территории Северного Тянь-Шаня проходило аналогично таковому в Восточной Европе в голоцене', размеры ледниковых по ,-нровов были не больше современных.

5. Древняя чернозём ная стадия почвообразования имеет высокую инерционность и обеспечивает максимальные величины растительной и почвенной продуктивности, а также высокую устойчивость почв.

6. Сочетание в чернозёювидных почвах разновозрастных действующих и реликтовых элементарных почвенных процессов обусловило формирование в их профиле своеобразного горизонта ^ иллювиальной природы.

7. Сохранность свойств почв в течение" естественной эволюции была возможна благодаря высокозольному биологическому круговороту элементов с баяьиим удельным весом Са и № видами тургайской флоры. Именно Са, унаследованный в ходе ' истории от . почвообразующих пород, является главным стабилизирующим компонентом экосистем.

8. Продукционные процессы и процессы гумусообразования синхроны во всех

вертикзлъных зонах. Отклонения от установленных для зонально-генетического ряда почв закономерностей гумусообразования определяются увеличением с высотой запасов гумуса за счет преобладания процессов постмортальной гумификации- растительных остатков в своеобразных условиях прогрессирующего увлажнения при снижении среднесуточных тешера-тур. По этой же причине неприменим и принятий для равниных территорий' способ расчёта ОБА.

Антропогенный фактор изменил направление естественной, эволюции луго-востепных и субальпийских луговых сообществ пастбищного и сенокосного типов использования за счёт изменения видового состава-и количества биомассы травостоев, а, значит, и характера биологического круговорота. Биологическая продуктивность естественной лугостепи и остеп-нённого субальпийского луга оценивается как среднелродуктивная. Как оптимальная форма ведения хозяйства. рекомендуется сбалансированный пастбшвеоборот с подсевом трав, удобрением и сенокосами. . При сохранении типа биологического круговорота веществ антропогенное использование территорий в- качестве пастбищных угодий с 41 в. не оказало значительного влияния на направление звалвдии чернозёмов и чер-козёмовщшых почв. • - " ' ' '

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: Некоторые особенности биологического круговорота в субальпийской зоне северного склона Киргизского хребта. // Вестник МГУ. сер. 17, почвоведение, 1989, N 2, с.50-52. -Нетоторые экологические аспекты хозяйственного использования субальпийских лугов Тянь-Ианя..//Материалы научно-практической конференции.. ,.//0ш. 19Э0. (в соавторстве с Т.И.Евдокимовой) Проблема генезиса чернозёмовидных .почв Тянь-Шаня. //Современные проблемы почвоведения и экологии// МГУ, 1ЭЭЗ, с.40.

Расчёт доли корневого опада в горных экосистемах Тянь-Шаня. //Современные проблемы почвоведения и экологии// ЭТУ, 1994. с.4?. К вопросу о генезисе горнолуговых и горнолуговостепных чернозёмовид-ных почв Тянь-Шаня. // Вестник МГУ, сер. 1?, II 2; 1995 (в соавторстве с Т.И.Евдокимовой).

Характеристика органического веяеетва горных почв северного склона Киргизского хребта Тянь-Шаня. //Почвоведение, N , 1995, (в соавторстве с Т.К.Еелокимозой).