Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Кутаны иллювиирования автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока.

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Кутаны иллювиирования автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока."

пи и/1

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МНЕ ЛОМОНОСОВА Факультет Пэчвоведения

На правах рукописи

ПУСТОВОЙГОВ Константин Евгеньевич

Кутаны иллювиирования автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока.

Специальность 03.00.27. - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Научный руководитель доктор географических наук профессор а О. Таргульян

Москва - 1993 год.

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета Шчвоведения МГУ им. Ломоносова

Научный руководитель - доктор географических наук,

профессор В. 0. Таргульян

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, член-корреспондент АЕН РФ И. А. Соколов,

доктор биологических наук, профессор Л. О. Карпачевский

Ведущая организация - Институт почвоведения и фотосинтеза РАН

Зашита состоится ". . 1994г. в 15ч. 30м.

в ауд. М-2 на заседании специализированного совета К 053. 05.16. МГУ им. М. В. Ломоносова. Адрес специализированного совета: 119899, Москва, ГСП, Ленгоры, МГУ, факультет Почвоведения. Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Автореферат разослан "... "............199 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Г. К Мотузова.

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность работы. Современный период развития генетического почвоведения характеризуется активной разработкой концепции элементарных почвенных процессов (ЭПП). На теоретической основе этой концепции происходит новое осмысление многих почвенных явлений и почвенно-географических закономерностей.

Большой интерес у почвоведов вызывает генезис и эволюция почв слабо исследованных в почвенном отношении территорий, в частности, мерзлотных ландшафтов Сибири и Дальнего Востока. В настоящее время ЭПП, формирующие профили почв этих ландшафтов, изучены неоднородно. Очень слабо исследованной остается до сих пор большая и важная группа ЭПП - процессов иллювиирования, т.е. перемещения сверху вниз по профилю продуктов выветривания и почвообразования и их аккумуляции в пределах профиля. Если для авто-морфного холодного гумидного почвообразования иллювиальные процессы (альфегумусовый, партлювация) освещены в литературе довольно подробно, то для автоморфного холодного переходного (семигу-мидно-семиаридного) и аридного - иллювиирование практически выпадает из поля зрения исследователей.

Этот факт объясняется, по-видимому, тем, что для построения гипотез о генезисе почв мерзлотных ландшафтов традиционно привлекается в первую очередь мелкозем. Для грубообломочных субстратов, на которых формируется большинство автоморфных почв горных мерзлотных ландшафтов, мелкозем оказывается материалом с низкой реф-лекторностьга - способностью воспринимать и отражать в своих свойствах условия среды. В почвах с большим содержанием щебня наиболее ярким проявлением иллювиирования являются аллохтонные кутаны яддивиирования на нижней поверхности щебня, образованные вмытым материалом. Изучение их морфологии и состава позволяет судить о химизме и минералогии процессов иллювиирования, а часто и об их изменении во времени.

Диагностическая роль этой формы новообразований была осознана, по-видимому, еще на первых этапах изучения горных почв Кавказа, . Средней Азии и Восточной Сибири. Однако опыт специального комплексного исследования кутан иллювиирования на щебне в почвах до сих пор не известен.

Цель и задачи работы. Настоянная работа ставит своей целью морфо-аналитическую характеристику аллохтонных кутан на щебне автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока как проявлений иллювиальных процессов и их эволюции.

- г -

Задачи работы формулируются следующим образом.

1. Выявить основные черты дифференциации мелкозема рассматриваемых почв как вменяющей среды для формирования кутан иллювии-рования.

2. Дать характеристику проявлений процессов иллювиирования на щебне - морфологии и состава кутан иллювиирования и их распределения в профилях изучаемых почв.

3. Сопоставить проявления процессов иллювиирования на щебне с профильной дифференциацией мелкозема.

4. Исследовать закономерности изменений проявлений процессов иллювиирования на щебне при переходе от холодного гумидного к холодному аридному почвообразованию.

Научная новизна Впервые проанализирована значимость морфологии и состава кутан как индикаторов химизма, интенсивности и эволюции процессов иллювиирования в щебнистых почвах мерзлотных Ландшафтов Дальнего Востока. Описаны и систематизированы основные геохимические разновидности кутан иллювиирования на щебне в щебнистых автоморфных почвах мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока в диапазоне от холодного гумидного до холодного аридного почвообразования. Установлены географические закономерности проявлений иллювиальных процессов в исследуемых почвах. Выделены признаки изменения процессов иллювиирования во времени.

■ Практическая ценность. Предложена система признаков для морфологического описания кутан. Установлена зависимость диагностической ценности щебня от его размеров. Материалы работы могут быть использованы при морфо-генетическом анализе щебнистых почв мерзлотных ландшафтов, почвенном картографировании, ландшафт-но-геохимических исследованиях, палеогеографических реконструкциях, оценке экологического состояния территории.

Апробация. Материалы диссертации докладывались на VIII Всесоюзном съезде почвоведов (Новосибирск, 1989) и микроморфологическом семинаре Международной конференции "Криопедеология" (Пу-щино, 1992).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 132 страницах машинописи, содержит ... таблиц и 22 рисунка. Список литературы содержит 146 наименования, из них 39 иностранных авторов.

Пользуемся возможности«) выразить сердечную благодарность д.г.н., профессору Е О. Таргульяну, терпеливо исполнявшему труд научного руководителя, и академику РАН, профессору Г. В. Добровольскому, осуществлявшему научное руководство на первых этапах

работы над диссертацией. Автор от всей души благодарит Н. И. Бело-усову за постоянное чуткое внимание и помощь при выполнении работы. Мы искренне признательны нашим учителям, коллегам и друзьям, оказавшим неоценимую помощь в сборе, обработке и осмыслении настоящих материалов: Т. А. Соколовой, С. А. ПЬбе, Т. А. Востоковой, Г. Г. Мажитовой, Д. И. Берману, С. Е Седову, Д. А. Черняховскому и многим другим. Внимание и забота всех' этих людей были для автора высокой честью.

СОДКРЯА1ГИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ПОЧВЫ РАЙОНОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследования проводились в двух районах Дальнего Востока: КГо-Западном Приохотье (бассейн р. Май) и верховьях Колыма

Для обоих районов характерен холодный климат с суровой продолжительной зимой и коротким летом и средневысотный горный рельеф с преобладанием плосковершинных форм (табл. 1). Почвообразование протекает на грубообломочном элювии и склоновых отложениях преимущественно темноцветных метаморфических и кислых магматических пород.

Районы существенно различаются по степени увлажнения. Наиболее гумидным является климат КГо-Западного Приохотья (КУ >1,33). Растительность представлена здесь светло- и темнохвойной тайгой. Главными компонентами почвенного покрова в автоморфных позициях являются подзолистые альфегумусовые почвы и подбуры. Разрезы 7М, ЮМ, ИМ, 16М, 17М.

В верховьях Колымы климат значительно суше и может быть охарактеризован как семигумидный. Переходный тип макроклимата (от холодного гумидного к холодному аридному) делает возможным существование на небольших территориях широкого набора типов растительности от таежных до криостепных группировок и почвообразования - от 'альфегумусового до степного криоаридного.

Ряд почв верховий Колымы, соответствующий последовательной смене таежных (гумидных) растительных группировок криостепными (аридными) - гумидно-аридный ряд - мы условно разделяем на .три группы.

Хэлодное гумидное почвообразование.

Представлено целиком альфегумусовыми почвами: подзолистыми альфегумусовыми и подбурами. Эти почвы развиты под редкостойными лиственничниками и кедровостланиковыми фитоценозами с мохово-лишайниковым напочвенным покровом. Тип профиля Т-(А2)-ВЬГ-С. Это

Район исследования, пункт Климат Почвооб-разуюшие породы . Положение в рельефе Растительность Почва

Ъ>10 С (ГОД) КУ по Иванову (ГОД) Юр., С осадки, мм (ГОД)

янв. ИШЬ

Юго-Западное Приохотье. долина р. мая 400-1200 1,33 -23,6 13,9 681 ЭиСО гранитов, кристаллических сланцев и базальтов платообраз-ные вершины сопок и склоны Ю.В и 3 экспозиций, уклоны 3-15 лиственничные редколесья, темнохвойная тайга подзолистые аль4егуму-совые и подбуры

в е Р X 0 в ь я К 0 л ы м ы Абориген 400-1200 около 1 -32,9 12,4 351 морена (дериваты гранитов) склон В экспозиции уклон ок. 15 кедровый стланик с лишайниковым покровом подзолистая альфегуму- совая

ЭиСО темноцветных алевролито-вых сланцев гребень сопки лишайниково-осочковые сообщества, ед. кедровый стланик дерновая горнотундровая

Вгтренный - " - » ** — _ II __ ЭиСО темноцветных але вролотовых сланцев и роговиков склон Ю экспозиции уклон ок.30 лишайниково-разнотравная степь степные криоаридные

Сусуман *» _ 0,77-1,00 -39,0 13,5 314 — ** «. поверхность цокольной террасы лишайниково- лиственничное редколесье подбур

склон Ю экспозиции уклон ок.20 редкостойные злаково-брус-ничные лиственничники палевые ньгьацгняые и палевые кислые

гребень сопки и склон Ю экспозиции уклон ок.30 лишайниково-разнотравная степь степные криоаридные

одна из наиболее исследованных групп почв областей холодного климата. Разрезы А-12-90 и С-5-90.

II. Холодное переходное (семигумидно-семиаридное) почвообразование.

Соответствует довольно широкому экологическому диапазону между таежными и криостепными фитоценозами. Внутри переходной группы по мере снижения гумидности условий почвообразования (наиболее отчетливо диагностируемому по нарастанию роли ксерофитов в растительном покрове) можно выделить: палевые кислые, дерновые горно-тундровые и палевые насыщенные почвы.

1. Палевые■ кислые почвы. Формируются на южных склонах средней крутизны под бруснично-злаковыми лиственничниками. Тип профиля АО-А1-В(1"1Г)т-С. Под слабо разложенной подстилкой и светло-серым гумусоаккумулятивным горизонтом расположен желтовато-серый пылеватый бесструктурный горизонт, трактуемый обычно как метаморфический. В верхней части фрагменты этого горизонта имеют явственный красновато-коричневый оттенок, характерный для горизонтов ВМ" альфегумусовых почв. При этом на щебне встречаются единично темно-коричневые кутаны. Эти признаки позволяют предполагать, что наряду с метаморфизмом минеральной массы в образовании горизонта участвует в очень ослабленной форме альфегумусовый процесс. Горизонт индексируется при этом ВСЫ)ш. На глубине около 0,5 м горизонт сменяется почвообразуювдэй породой. Разрезы С-4-90, С-6-90.

2. Дерновая горно-тундровая почва. Описана под лишайнико-во-осочковыми фитоценозами привершинных ветроударных - позиций рельефа. Единично встречаются кусты кедрового' стланика. Тип профиля А0А1с1-В(т)-С. Дернина ксерофитной осоки, переплетает большое количество щебня и довольно резко сменяется светлым желтовато-серым горизонтом В(т). ПЬчвообразующая порода начинается с глубины 30-40 см. Разрез А-2-86.

3. Палевые насыщенные почвы. Развиты на склонах южной экспозиции средней крутизны под фитоценозами, представленными преимущественно отдельными экземплярами низкорослой осины и криостепным разнотравьем. Строение профиля Ас1-А1-Вт-ВСса. В целом эти почвы сходи с дерновыми горно-тундровыми, но имеют четко выраженный гу-мусоаккумулятивный горизонт, а в нижней части профиля (70-90 см, гор. ВСса) присутствуют карбонатные кутаны на щебне. Разрезы С-9-90 и С-12-90. Холодное^

II¡.^Аридное почвообразование.

Приводит к формированию степных криоаридных почв на крутых склонах южной экспозиции под криостепной растительностью. Тип

- б -

профиля Ас1-А1-Втса-ВСса. Под дерниной залегает относительно мощный гумусоаккумулятивный горизонт, ниже которого расположен серый с желтым оттенком метаморфический горизонт. Карбонатные кутаны на щебне начинаются сразу под горизонтом А1 и охватывают всю среднюю и нижнюю часть профиля.

Представители степных криоаридных почв располагаются по нарастанию аридности условий почвообразования в следующем порядке: 1. почвы под лугово-степной растительностью левого борта Колымы (разрезы А-7-90 и А-8-90). 2. почвы под типичными вариантами группировок криоксерофитов центральных частей склонов долины Бе-релеха (притока Колымы) (разрезы С-1-90, 0 9 90 иС-10-90), 3. почвы привершинных частей и гребней остепненных склонов долины Берелеха (разрезы С-2-90 и С-3-90).

Переход от первой группы степных криоаридных почв к последней сопровождается уменьшением мощности горизонта А1 (от 40 до 5 см ) и повышением верхней границы залегания щебня, покрытого карбонатными кутанами (от 70 см практически до поверхности).

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Анализ мелкозема как вмещающей среды для щебня, на котором формируются кутаны иллювиирования, выполнялся по общепринятым методикам. Начальным этапом морфологической характеристики кутан иллювиирования на щебне являлось описание общего вида нижней поверхности щебня, форма и размер пятна, образуемого кутанами. Ые-зоморфологическое исследование проводилось с помощью бинокулярного микроскопа, (10-90х). Для дальнейшего изучения фрагменты кутан отделялись от поверхности щебня и рассматривались под поляризационным микроскопом (27-480х) в иммерсионных препаратах и шлифах. Субмикроморфологические наблюдения проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа (100-10000х) с рентгеновским микроанализатором. Материал кутан подвергался (при возможности препарирования) рентгеновскому и термическому анализам. Для количественной оценки обилия кутан иллювиирования, его распределения по профилям почв и зависимость количества материала кутан от размера щебня осуществлялся подсчет щебня следующим образом. Выделялся щебень трех категорий: без кутан, кутаны покрывают менее половины площади нижней поверхности щебня и - более половины. Подсчитыва-лось количество отдельностей щебня каждой категории по четырем размерным группам: 1-3, 3-10, 10-20 и >20 см длины.

ГЛАВА 3. ПРОЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЛЛЮВИИРОВАНИЯ В МЕЛКОЗЕМЕ И

НА ЩЕБНЕ В ГЛАВНЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЯХ ГУМИДНО-АРИДНОГО РЯДА АВТОМОРФНЫХ ЩЕБНИСТЫХ ПОЧВ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА.

Холодное гумидное почвообразование. Альфегумусовые почвы.

Профили обоих типов, образующих группу альфегумусовых почв -подзолистых альфегумусовых и подбуров - формируются сходным набором ЭПП: 1). образование торфянистых и грубогумусовых органогенных горизонтов, 2). ферсиаллитизация (тиальферризация) и слабое глинообразование, 3).альфегумусовый процесс и 4).миграция суспензий. К ■ настоящему времени строение профиля и свойства мелкозема альфегумусовых почв изучены относительно продробно и здесь не рассматриваются. Отметим лишь проявления иллювиальных процессов в мелкоземе.

Проявления процессов ялшвинровавня в - мелкоземе.

В толще мелкозема из иллювиальных процессов наиболее ярко проявляется альфегумусовый процесс. Большинства исследователей вкладывают ъ это понятие внутрипочвенное элювиально-иллювиальное перераспределение кислого подвижного гумуса и связанных с ним железа и алюминия. Органоминеральные комплексы (хелаты) железа и алюминия осаждаются на поверхности зерен мелкозема, образуя красновато-бурые горизонты Bhf (Таргульян,1971, Соколов и др. ,1982, Г лазовская, 1988).

В последнее десятилетие была выдвинута и разрабатывается альтернативная концепция о нисходящей миграции AI и частично Fe в профиле альфегумусовых почв в форме минеральных силикатных золей (Farmer,1981, Anderson et al,1982, Вызова и др. ,1989).

Для рассмотрения глубины проявлений альфегумусового процесса в мелкоземе альфегумусовых почв был выбран профиль подзолистой альфегумусовой почвы на продуктах переотложения элювия гранита на хребте Большой Анначаг. - Схема профиля и основные аналитические характеристики мелкозема представлены на рис. 1.

Горизонт Bhf, выделяющийся по характерной красновато-бурой окраске мелкозема залегает на глубине 25(30)-60 см. Пигментация мелкозема сопровождается повышением pH от 5,0 (гор. А2) до 5,5 и соответствует отчетливому максимуму в распределении гумуса и оксалатнорастворимых Fe, AI и Si. По существующим представлениям, совокупность этих признаков свидетельствует, что осаждение орга-но-минеральных комплексов Fe и AI в рассматриваемом профиле происходит на глубине 25(30)-60 см.

Проявления процессов иляввжровавия ва Шр^не.

Морфологическим проявлением альфегумусового процесса на щебне являются Al-Fe-Si-гумусовые кутаны на нижней поверхности

<). pHhj Р ■ ■ S.

Л, . I . Г. .

.'Г

vi -U±itt/ tf/«f 9 *

tyitUHJUU

fytrUHjiUi

t

/«

ijMtHritmt

e с&ишиа AC, JLC,

UUUKtyM.

ac.

SiO,

*

ipuyC

не

IjUUIMVflWtftytiHCH

I

-ittfi

♦

iyctutlfit*

t

C&UU4MIU CCMifatutA

У. f . . M . VS?

ГУ

aeww •

fiff,

HC

унм iHCC4tUl{ufttrU4C

Sift

!

f

Рис. 1. Строение профиля, дифференициация мелкозема и распределение проявлений процессов иллювиирования по профилю:

1). подзолистой А1-Ре-гуыусовой (р. А-12-90),

2). дерновой горно-тундровой (р. А-2-86) и

3). степной криоаридной (р. С-1-90) почв.

отдельностей щебня.

Морфология и состав кутан. А1-Ре-31-гумусовые кутаны имеют оранжаво-коричневые тона окраски, как правило, полупрозрачны, толщина их измеряется первыми сотыми долями мм. В поляризованном свете вещество кутан изотропно, не плеохроирует, имеет низкий показатель преломления, единично встречаются анизотропные зерна мелкозема.

В сканирующем электронном микроскопе выделяются два типа поверхности кутан. 1). Гладкая, без каких-либо неровностей или шероховатостей, имеющая ярко выраженный колломорфный облик, соответствует жирному блеску кутан под бинокуляром, 2). С большим количеством, неровностей: выступов, борозд и складок. Последний тип поверхности имеет матовый блеск или вообще не блестит. Первый тип поверхности присущ наиболее свежему аморфному материалу, а второй образуется при его дегидратации и усадке. Участие глинистого вещества в составе А1-Ре-51-гумусовых кутан на субмикроморфологи-ческом уровне не обнаруживается.

С помощью рентгеновского микроанализатора установлено, что основными элементами вещества кутан являются алюминий, железо и кремний в различных соотношениях, причем один из элементов преобладает (рис.2). Поэтому,в работе предложен термин "А1-Ре-31-гу-мусовые" йутаны. Присутствие кремния в количествах, соизмеримых с А1 и Ре является новым фактом, свидетельствующим в пользу гипотезы Фармера о миграции большей части А1 и некоторого количества Ре в форме неорганических комплексов с кремнеземом.' В данном случае исключается возможность искажения реального содержания элементов в иллювиируемых растворах за счет тонкодисперсных фракций горизонта , как это происходит при обработке мелкозема горизонта В)тГ оксалатной вытяжкой.

Кроме проявлений альфегумусового процесса на щебне в нижней части профиля отмечаются признаки миграции суспензий в виде скоплений мелкозема (партлюван, силтан) на верхней и (значительно слабее) нижней стороне щебня. Рассмотрение этого хорошо известного для альфегумусовых почв явления выходит за рамки нашей работы.

Распределение „признаков процессов иллювжрования_на шебие по профилю. Для разреза А-12-90 распределение А1-Ре-31-гумусовых-кутан по профилю выглядит следующим образом. Кутаны начинают встречаться уже в горизонте А2 (5-25(30)см). При этом отчетливых признаков разрушения А1-Ре-31-гумусовых кутан совокупность морфологических наблюдений не обнаруживает. По-видимому, в данном случае образование АХ-Ге-Б!-гумусовых кутан - современный процесс, а их остаточный характер в горизонтах А2 подзолистых альфегумусовых

почв (Таргульян, 1971) не имеет повсеместного распространения.

Нижняя граница проявлений альфегумусового процесса на щебне не вскрывается разрезом: на глубине 110 см все еще обнаруживаются отдельности щебня, покрытые хорошо выраженными А1-Ре-51-гумусовыми кутанами.

Подсчет щебня (гл. 2) показывает, что на глубине 0-20 см (основная часть гор. А2) 76% от общего количества отдельностей щэбня покрыто кутанами. При переходе к губине 20-40 см (наиболее пигментированная часть ВЫ) доля щебня, покрытого кутанами, возрастает до 100%, затем снижается до 85% (на глубине 40-60 см, гор. ВЫ-ВС).

Таким образом, наибольшая интенсивность проявлений альфегумусового процесса на щебне соответствует наиболее пигментированной части горизонта ВЫ.

Соиосгшиюнис проявлений процессов шижвиирования в мелкоземе и на щебне.

Рассмотренные признаки процессов иллювиирования в профиле альфегумусовых почв позволяют сделать следующие выводы.

1. Кутаны иллювиирования на щебне свидетельствуют о существенно большем участии кремния в составе иллювиируемых растворов, чем это диагностируется по мелкозему. Оксалатные вытяжки из мелкозема горизонтов ВЫ альфегумусовых почв содержат 51 в резко подчиненных количествах (на 0,5-1 порядок меньше) по сравнению с Ре и А1. В составе материала А1-Ре-Б1-гумусовых кутан оказывается в соизмеримых или больших количествах, чем Ре и А1.

2. Проявления альфегумусового процесса на щебне охватывают больший диапазон глубин, чем в мелкоземе (рис.1). В частности, в рассмотренном нами примере щебень, покрытый с нижней стороны А1-Ре-Б1-гумусовыми кутанами, встречается на глубине от 3(5) см до 1 м и более. В мелкоземе при этом признаки альфегумусового процесса ограничиваются горизонтом ВЫ (25(30)-40(50) см).

3. Распределение интенсивности проявлений альфегумусового процесса в мелкоземе и на щебне сходно. Наиболее ярко пигментированной части мелкозема горизонта ВЫ соответствует максимум щебня, покрытого А1-Ре-31-гумусовыми кутанами (глубина 20-40 см). Выше (0-20 см) и ниже (40-60 см) этой глубины доля отдельностей щебня, покрытого кутанами, убывает.

II. Переходное (холодное семигуыидно-сеыиаридное) почвообразование. Дерновая горно-тундровая почва.

Переходное (холодное семигумидно-семиаридное) почвообразование исследовано до сих пор крайне слабо. Оно приводит к формиро-

ванига почвенных профилей, в которых признаки альегумусового процесса (типичного для гумидных условий и протекающего под таежной растительностью) и карбонатно-иллювиального процесса (соответствующего аридным условиям и степной растительности) в мелкоземе выражены в ослабленной форме или вообще отсутствуют.

Основные черты дифференциации иелюзеиа по профило.

В качестве характерного представителя переходного почвообразования рассматривается профиль дерновой горно-тундровой почвы на элювии темноцветных алевролитовых сланцев хребта Большой Анначаг (разрез А-2-86). Профиль описан под лишайниково-осочковым фитоценозом с единичными экземплярами кедрового стланика в нижней части пояса горных тундр на платообразном гребне. Поверхность почвы лишена снежного покрова зимой и не получает притока влаги за счет весеннего снеготаяния. Это обусловливает пониженную гумидность почвообразования по сравнению с окружающими геоморфологическими позициями.

По морфологии профиля и свойствам мелкозема (рис. 1) дерновая горно-тундровая почва представляет собой переход от альфегумусовых почв (подбуров) к степным криоаридным. Наличие дернины, высокое содержание и аккумулятивный характер распределения гумуса, рН органогенных горизонтов сближают эту почву со степными криоаридными. В то же время здесь отсутствует такой мощный гумусовый профиль, как у степных криоаридных почв, существенно ниже Сгк/Сфк, очень мало содержание обменных оснований.

Мелкозем представлен фрагментарными скоплениями между от-дельностями щебня. Ниже горизонта А0А1с1 на верхней стороне щебня образуются наилки и рыхлые дресвянисто-пылеватые насыпки. Морфология таких скоплений практически не меняется сверху вниз по профилю. Мелкозем имеет слабокислый рН, несколько возрастающий сверху вниз по профилю, сильно гумусирован в верхней части профиля с образованием большого количества детрита. Содержание илистой фракции мало и слабо убывает к нижней части профиля. Аналогичная закономерность обнаруживается для обменных оснований и оксалатно-растворимых А1г04и Ге^.

Признаки иллювиирования в мелкоземе не обнаруживаются ни по морфологии, ни по физико-химическим свойствам.

Проявления процессов иллювиирования на арбпс.

Продуктом иллювиирования являются опаловые кутаны на нижней поверхности щебня.

Морфология и состав кутан. Основную массу этих кутан составляет аморфный кремнезем. Практически все кутаны этой группы имеют характерный жирный блеск, а под бинокуляром часто еще и стеклян-

- 12 -

ный. Представлены тремя разновидностями.

1. Прозрачные кутаны - наиболее тонкие (порядка 0,01 мм) и, вероятно, наиболее-свежие осадки аморфного кремнезема. Совершенно прозрачны, изотропны, показатель преломления составляет в среднем около 1,45. На субмикроуровне обнаруживают отчетливый колломорф-ный облик. Ь химическом составе по данным рентгеновского микроанализатора доминирует (рис.3).

2. Полупрозрачные (мутно-белые) кутаны. Образуются, по-видимому, из прозрачных в процессе старения и дегидратации. Помутнение гелей аморфного О^хорошо известно в минералогии. Субмикро-морфологические наблюдения показывают, что поверхность полупрозрачных кутан приобретает по сравнению с прозрачными характерную "шероховатость". В химическом составе кутан помимо присутствует примесь А1 и, в меньшей степени, Ре. Это может быть связано как с примесью глины, так и аморфных форм гидроокислов А1 и Ре.

' 3. Непрозрачные опаловые кутаны представляют собой мелкозем, пропитанный опаловым цементом. В поляризованном свете они, как правило, непрозрачны, но просвечивают по краям фрагментов. Под электронным микроскопом хорошо видно чешуйчатое строение мелкозема, цементированного опалом. В химическом составе наряду с много А1 и Ре, обусловленных кристаллическим глинистым материалом. В непрозрачных кутанах часто присутствует гумус, диагностируемый по темно-бурой окраске, светлеющей при прокаливании и обработке перекисью водорода.

Распределение признаков процессов шиишшровашш да щебне по

профилю и сопоставление их с дифференциацией иелкозеиа.

В рассматриваемом профиле дерновой горно-тундровой почвы проявляется несоответствие между отчетливыми признаками процессов иллювиирования на щебне и отсутствием таких признаков в мелкоземе. Гумус, илистая фракция, обменные основания, оксалатно-раство-римые полуторные окислы и (в очень слабой степени) кремнезем имеют аккумулятивный характер снизу вверх по профилю.

Результаты исследования кутан на нижней стороне щебня свидетельствуют, что наряду с аккумуляцией в верхней части профиля гумуса, обменных оснований и оксалатно-растворимых ИД в дерновой-горно-тундровой почве протекают процессы иллювиирования кремнезема, гумуса и суспензий (партлювация) (рис.1).

Илпшиированш ^(^проявляется на глубинах от 5 до 50 см, а наиболее интенсивно (по подсчетам площади кутан на поверхности щебня) в интервале глубин 15-20 см. При этом содержание оксадат-норастворимого БЮ^ в мелкоземе крайне мало и не обнаруживает •признаков элювиально-иллювиального перераспределения. Причины

- 7-5

Рис. 2. Состав А1-Ре-Б1-гумусовых кутан по данным рентгеновского микроанализатора (Аи-напыление), гор. А1А2-ВЫ, р. 16М.

Рис. 3. Состав прозрачных опаловых кутан по данным рентгеновского микроанализатора (Аи-напыление), гор. А1В, р.А-2-86.

Таблица 2. Проявления процесса иллювиирования БЮ ¿на щебне в почвах мерзлотных ландшафтов других районов.

1 Район Климат Растительность Почвооб-разующие породы Почвы Автор

Забайкалье (междуречье Ингоды и Онона) ■ холодный полугу-мидный тайга, мелко-листв. леса, елоканы сланцы, граниты подбуры, дерновые Л. И. Прасолов, 1914; М. А. Глазов-ская, 1990

Средняя Сибирь (йщшпея) - •• - светлохвойная тайга влк. туфы основного состава подбуры Е И. Белоу-сова, А. Г. Черняховский (личн. сообщ.)

Восточный Саян _ и _ лишайниково-кустарничко-вая горная тундра сланцы дерновые альфегу-мусовые Е И. Белоусо-ва (личн. сообщ.)

Ц. Чукотка (р. Б. Осиновая) _ »» _ лишайниково-осочковая тундра эффузивы среднего состава дерновые горнолуговые Д. А. Черняховский (личн. сообщ.)

- 14 -

этого интересного явления пока не ясны.

Иллювиирование гумуса диагностируется, главным образом, в верхней 20-сантиметровой толще, постепенно ослабляясь книзу.

Иллювшрование суспензий (партлювация). Признаки партлювации наиболее интенсивны в верхней части профиля (5-15 см). Здесь сосредоточена основная масса непрозрачных опаловых кутан. Ниже по профилю проявления партлювации постепенно ослабевают.

III. Холодное аридное почвообразование.

Степная криоарцдная почва.

Долгое время степные криоаридные почвы оставались изучены относительно слабо. Благодаря исследованиям последних двух десятилетий (Наумов,Градусов,1974, Волковинцер,1977, Быстряков,Ку-линская.1980, СОКОЛОВ,Быстряков и др. ,1982, Быстряков, 1989), свойства и морфогенетические особенности этих почв известны достаточно хорошо. Отметим главные из них.

Основные черты днффсренциацни иелкозеш по профилю.

Профиль степных криоаридных почв сильно гумусирован, в верхней его части формируется дерниняа, а корневые системы образуют при отмирании слаборазложившийся детрит, состав гумуса фульват-ный. Сложилось представление об образовании в профиле степных криоаридных почв гумуса in situ (Быстряков, Кулинская, 1980). Реакция мелкозема возрастает сверху вниз по профилю от слабокислой до нейтральной-слабощелочной. Мэлкозем по всему профилю степных криоаридных почв верховий Колымы, как правило, не обнаруживает признаков карбонатности. При этом на щебне в средней и нижней части профиля формируются карбонатные кутаны на щебне. Залегающий под гумусированной толщэй желтовато-серый горизонт Вт рассматривается обычно как метаморфический, формирующийся при участии своеобразного холодного варианта рубефикации (Соколов и др., 1982). В целом же для степных криоаридных почв показана сильная подавленность преобразования минеральной массы в процессе почвообразования (Наумов,Градусов,1974, Волковинцер,1977).

Признаки процессов иллювиирования в мелкоземе не отмечаются.

На рис 1. показаны строение профиля и некоторые физико-химические характеристики мелкозема степной криоарадяой почвы на крутом южном склоне левого борта долины р. Берелех на склоновых отложениях алевролитовых сланцев и роговиков (разрез С-1-90).

Проявления процессов иллкшнмровоня на ярбие.

Характерной чертой степных криоариджных почв являются карбонатные кутаны на нижней стороне щэбня, отмечающиеся всеми исследователями как признак карбонатно-иллювиального процесса.

При этом в литературе сведения по морфологии карбонатных кутан малочисленны и фрагментарны (Быстряков,Кулинская,1980, " Козицкая, Раз живин, 1985).

Наши наблюдения показали более сложную геохимическую картину процессов иллювиирования в степных криоаридных почвах. На щебне обнаруживаются признаки вмывания по крайней мере четырех компонентов: карбонатов, кремнезема, гумуса и суспензий.

Морфология и состав кутан. Карбонатные кутаны диагностируются по вскипанию от HCl. Окраска кутан варьирует от темно-коричневой до чисто белой. Мощность составляет в среднем от 1 до 2 мм, достигая в отдельных случаях 4-5 мм. Блеск карбонатных кутан очень слабый или вообще отсутствует.

Карбонатный материал на нижней поверхности щебня дает большое разнообразие форм. Наиболее частой разновидностью являются сплошные плотные кутаны. Эта разновидность представлена компактным скрытокристаллическим карбонатным веществом в минеральном составе которого доминирует кальцит. Рельеф поверхности этих кутан состоит из сочетания выступов (бородок) и углублений мевду ними. По окраске поверхности различаются темноокрашенные, пятнистые и белые кутаны.

Темноокрашенные кутаны целиком проработаны коричневым пигментом, на поверхности пятнистых кутан коричневая окраска образует пятна на белом фоне, наконец, у белых кутан поверхность вообще лишена коричневого пигмента. Характерно строение скола каждого из этих типов карбонатных кутан. Темноокрашенные кутаны имеют слабо дифференцированный по окраске темнокоричневый скол. У белых и. (особенно отчетливо) пятнистых кутан обнаруживается стратификация всей толщи на светлые и темные (коричнево-бурые) слои. Под бино-куляром прослеживается иерархия таких слоев: внутри слоев первого порядка выделяются слои второго порядка, а в последних, в свою очередь, - третьего.

Исследования с помощью СЭМ свидетельствуют, что строение толщи карбонатных кутан довольно однородно и представлено скрытокристаллическим кальцитом. Рентгеновский микроанализатор фиксирует преимущественно Ca и в подчиненных количествах Sl.

Большой интерес представляет вопрос о природе коричневого пигмента и Si карбонатных кутан.

В работах по степному криоаридному почвообразованию слои окраски коричневых тонов называются железо-гумусовыми или просто железистыми кутанами и приводятся в качестве свидетельства существования в прошлом таежных стадий развития криостепных ландшафтов. В частности, Г. М. Быстряков и Е. В. Кулинская (1980) говорят

о двуслойных железисто-карбонатных кутанах, причем нижняя, железистая, свидетельствует о фазе былого лесного почвообразования.

Ряд фактов показывает, что пигментация обусловлена главным образом гумусом: обесцвечивание пигмента при прокаливании и обработке перекисью водорода, экзотермический пик на термограммах карбонатного вещества кутан, характерный для гумуса (в области 300-400°С). Содержание гумуса.(по Тюрину) в карбонатном материале кутан составляет 4,98 (темноцветные), 3,24 (пятнистые) и 2,96% (белые). По-видимому, в процессе формирования кутан действительно происходили всплески влажности климата, но они были не столь значительны, чтобы обусловить подвижность железа и соответствовали не таежным, а лишь несколько более влажным вариантам степного криоаридного почвообразования.

Si в толще темноокрашенных. карбонатных кутан представлен примесью пылеватого мелкозема и опаловым материалом, а в белых и пятнистых кутанах - только опаловым. Опал диагностируется в продуктах растворения кутан в 10% HCl. После растворения остается аморфный хлопьевидный или твердый осадок с низким показателем преломления (<1,5). Примесь кристаллического силикатного мелкозема в осадке обнаруживается только у темноокрашенных кутан. В белых и пятнистых кутанах зерна мелкозема единичны. Кроме того, как уже упоминалось, аморфный кремнезем образует обособленные от кар. бонатов скопления по периферии пятен темноокрашенных и пятнистых карбонатных кутан. По морфологии и составу эти новообразования соответствуют непрозрачным опаловым кутанам (дерновая горно-тундровая почва).

Помймо плотных сплошных кутан на нижней стороне щебня существуют еще рыхлоупакованные скопления карбонатов - "инкрустаци-онные" новообразования карбонатов (Розанов, 1983). Сюда относятся , выцветы и агрегаты арагонита

Выцветы представлены рассеянным скрытокристаллическим кальцитом или его хлопьевидными скоплениями округлых очертаний. Агрегаты арагонита при наблюдении невооруженным глазом напоминают вату или плесень. Под бинокуляром видны агрегаты хорошо оформленных^, ветвящихся кристаллов, диаметром порядка 0,01 мм. В иммерсионных* устанавливается пр-1,531. СЭМ свидетельствует, что поверхность кристаллов распадается на множество отдельностей коллоидных размеров. Возможно, встреченные нами новообразования арагонита являются псевдокристаллами, а их формирование включает прохождение через стадию коллоидного раствора (Соколова и др., 1987).

Распределение признаков процессов илтвиирования на щебне по профилю. Иллювиирование карбонатов. Карбонаты на щебне появляются

в нижней части сильно гумусированного горизонта А1 непосредственно под зоной максимальной концентрации корней в форме темноокра-шенных карбонатных кутан (25-40 см). Ниже, в средней части профиля (40-80 см), преобладают пятнистые, а в нижней (80-120 см) -белые карбонатные кутаны. Интенсивность проявлений карбонатно-иллювиального процесса количественно характеризуется в какой-то мере долей отдельностей щебня, покрытых кутанами (гл.2). Эта величина возрастает сверху вниз по профилю.'

Иллювиирование кремнезема. Охватывает верхнюю и среднюю части профиля. На глубине 25-40 см аморфный кремнезем входит в состав темноокрашенных карбонатных кутан и образует непрозрачные опаловые кутаны по периферии пятен карбонатных скоплений. Ниже признаки иллювиирования кремнезема отсутствуют.

Иллювиирование гумуса. Гумус пигментирует темноокрашенные карбонатные кутаны и коричнево-бурые слои в толще пятнистых и белых кутан. По проявлениям илювиирования гумуса профиль степной криоаридной почвы можно разделить на три части. В верхней части профиля (25-40 см) достаточно равномерная пигментация всей толщи темноокрашенных кутан свидетельствует об относительно стабильной проработке этой толщи гумусово-иллювиальным процессом. Средняя часть профиля (40-80 см) несет признаки периодического иллювиирования гумуса (слоистое строение карбонатных кутан). Частично вмы-вание гумуса происходит и на нынешнем этапе формирования почвы (пятна гумуса на белом фоне поверхности карбонатного материала). В нижней части профиля (80-120 см) признаки современного иллювиирования гумуса отсутствуют. Однако гумусированный прослой в толще белых карбонатных кутан свидетельствует, что в определенный период развития иллювиирование гумуса охватывало весь профиль.

Иллювтрование с$ензий (партлювация). Проявляется только в верхней части профиля в виде примеси мелкозема в составе темноокрашенных карбонатных кутан.

Сопоставление проявлений процессов иллювиировапш ва арбне и дифференциации иелкозеиа до профилю.

В профиле степной криоаридной почвы разрыв между количеством информации о процессах иллювиирования в мелкоземе и на щебне оказывается еще более существенным, чем в дерновой горно-тундровой почве. Карбонатный материал в форме кутан на щебне при отсутствии признаков карбонатности мелкозема по всему профилю отмечался всеми исследователями как свидетельство миграции карбонатов. При этом иллювиирование других компонентов растворов и суспензий ни в мелкоземе , ни на щебне не диагностировалось.

Результаты исследования морфологии и состава кутан иллювии-

рования на щебне дополняют и детализируют представления о. генезисе степных криоаридных почв.

На фоне общей слабой преобразованности минерального мелкозёма и интенсивной аккумуляции органического вещества в верхней части профиля in situ в форме гумуса и детрита происходит энергичная проработка всей толщи степной криоаридной почвы процессами иллювиирования. Верхняя 20-сантиметровая часть профиля обедняется карбонатами, растворимым кремнеземом, подвижными фракциями гумуса и глинисто-пылеватым материалом. Ниже (25-40 см) расположена зона аккумуляции вынесенного мелкозема, Si02, гумуса и первых порций карбонатов. В нижней части профиля (80-120 см) происходит наиболее интенсивная аккумуляция карбонатов.

Распределение по профилю зон аккумуляции иллювиированных веществ не постоянно. Иллювиирование гумуса в определенный момент испытало всплеск активности, охватив нижнюю часть профиля, а потом вернулось к первоначальному состоянию.

ГЛАВА 4. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ РОЛЬ РАЗМЕРА ЩЕБНЯ. ..

Подсчет щебня, покрытого снизу кутанами, по описанному выше принципу (гл. 2) выявил следующие закономерности.

1. Площадь покрытия кутанами нижней поверхности щебня пропорциональна его размеру: чем больше размер щебня, тем большая .часть его нижней поверхности покрыта кутанами, т. е. тем интенсивнее щебень аккумулирует на себе раствор.

2. Каждая размерная группа щебня по-разному отражает распределение интенсивности проявлений иллювиирования по профилю. Наиболее неоднородно распределние по профилю покрытие кутанами щебня размером 3-10 см.

Таким образом, при дигностике процессов иллювиирования необходимо учитывать размер щебня. Наиболее чутким индикатором на присутствие раствора является самый крупный щебень, а щэбень средних размеров (3-10 см) отчетливее всего свидетельствует о неоднородности процесса по профилю.

• ГЛАВА 5. ЛАНДШАФТНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ БНУТРИПРОФИЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КУТАН ИЛЛЮВИИРОВАНИЯ НА ЩЕБНЕ.

В почвенных профилях, образующих три катены на склонах левого борта долины р. Берелех проводился подсчет отдельностей щебня, покрытых кутанами иллювиирования (рис. 4).

Первая катена представлена 3 разрезами степных криоаридных почв (С-2-90, С-3-90 и С-1-90). Вторую катену образуют степные криоаридные и палевые насыщенные почвы (разрезы С-9-90, С-10-90,

Схисн,

kCca-

i» Ца

к

leg

1

ю- 20

4о<

to м

¡0

ix

ia.

<.S-te

c-'i-se

с t ic с t-9o

содержание отдельностей щебня, покрытого кутанами (Z)

Рис. 4. Типы распределения щебня, покрытого кутанами иллювиирования. в почвах ландшафтов южных склонов верховий Колымы: I - б.м. равномерный (водоразделы). II - возрастающий сверху вниз (регрессивный, регрессивно-прогрессивный тип распределения (Розанов. 1983)) (склоны).

Условные обозначения:

- преимущественно карбонатные кут&ны,

- преимущественно опаловые кутаны.

С-/С 9С

С-12-90 и С-13-90). В состав третьей катены входят подбур, палевые кислые и палевые насыщенные почвы (разрезы С-5-90, С-4-90 , С-6-90, С-8-90): (Основные компоненты растительного покрова обозначены на рисунке). При определении процентного сбержания щебня, покрытого кутанами, выявились две основные^закономерности.

1. Переход от наиболее сухих вариантов степных криоаридных почв (С-2-90, С-3-90) к палевым кислым и подбурам (С-5-90 и С-6-90) сопровождается увеличением глубины проявлений карбонат-но-иллювиального процесса до их исчезновения за пределы профиля, затем появлением и усилением проявлений мллй^виирования БШ^,.

2. Независимо от состава кутан иллювиирования (карбонаты или опал) различаются два типа 7. распределения содержания щебня с кутанами по профилю почв: а), б.м. равномерное, приурочено к пла-корам, б), возрастающее сверху вниз (регрессивный, регрессивно-прогрессивный тип распределения (Розанов, 1983))Салоны).

В качестве гипотезы для объяснения двух типов распределения содержания щебня, покрытого кутанами иллювиирования, нами привлекается гравитационный фактор: интенсивность общего геохимического потока на склонах более высока, чём на плакорах; это обстоятельство может оказаться решающим в обеднении верхней части склоновых почв растворами, дающими кутаны.

ГЛАВА 6. ПРОЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ■ ИЛЛЮВИИРОВАНИЯ НА ЩЕБНЕ В ГУШДНО-АРИДНОМ РЯДУ АВТОШРФНЫХ ЩЕБНИСТЫХ ПОЧВ МЕРЗЛОТНЫХ ЛАНДШАФТОВ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА.

В гумидно-аридном ряду автоморфных щебнистых почв мерзлотных ' ландшафтов Дальнего Востока устанавлено следующее соответствие почв и трех типов кутан иллювиирования (А1-Ре-Б1-гумусовых, опаловых и карбонатных).

Альфегумусовые почвы (разрезы А-12-90, 7М, ЮМ, ИМ, 16М, 17М) - преобладают А1-Ре-Б1-гумусовые кутаны.

Подбур (разрез С-5-90) - сочетание А1-Ре-Б1-гумусовых и опаловых кутан.

Палевые кислые, дерновые горно-тундровые - преобладают опаловые кутаны (разрезы С-4-90, С-6-90, А-2-86).

Палевые насыщенные - средняя часть профиля-опаловые кутаны, нижняя-карбонатные (разрезы С-9-90, С-12-90).

Степные криоаридные почвы под лугово-степной растительностью левого борта Колымы - в средней и нижней части профиля преобладают смешанные опалово-карбонатные кутаны (разрезы А-7-90, А-8-90).

Степные криоаридные почвы под наиболее типичными вариантами криостепной растительности - в верхней (25-40см) и средней частях

профиля присутствуют карбонатные и опаловые кутаны, в нижней -только карбонатные (разрезы С-1-90, С-10-90).

Степные криоаридные почвы привершинных частей и гребней остепненных склонов левого борта долины р. Берелех (разрезы С-2-90. С-3-90) - карбонатные кутаны преобладают практически по всему профилю.

Примесь пылевато-глинистого мелкозема к упомянутым выше кутан ам и их сочетаниям встречается во всех почвах; от альфегуыусо-вых к степным криоаридным почвам количество ее убывает, а Бона локализации закономерно сменяются из нижней в верхнюю часть профиля. Наиболее интенсивная и проникающая на максимальную глубину пигментация гумусом карбонатных кутан приходится на степные криоаридные почвы под типичной криостепной растительностью крутых южных склонов левого борта долины р. Берелех (разрезы С-1-90, С-10-90). Обособленные гумусовые кутаны иллювиирования в верхней части профилей степных криоаридных, палевых и дерновых горно-тундровых почв выражены неотчетливо.

Таким образом, в гумидно-аридном ряду почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока при переходе от холодного гумидного к холодному аридному почвообразованию имерт место следующие тенденции выраженности процессов иллювиирования:

альфегуыусовый процесс - убывает, исчезая при холодном переходом почвообразовании, иллювиирование - возрастает, затеи убывает.иллювиирование карбонатов - возникает при холодном переходном после чего возрастает, иллювиирование гумуса - появляется при холодном переходном почвообразовании, достигает максимума в типичных вариантах степных криоаридных почв, затем убывает, ларг-лювация - убывает.

Из схемы (рис. 5) видно, что проявления иллювиирования кремнезема (опаловые кутаны) наиболее интенсивны в той группе почв, которая по комплексу факторов почвообразования и свойств профиля образует постепенный переход от альфегумусовых к степным криоаридным почвам.

На основании результатов этих наблюдений можно констатировать, что в пределах широкого диапазона холодных климатических обстановок верховий Колымы существует определенный интервал увлажнения, при котором основным иллювиальным процессом является иллювиирование кремнезема. Климат, необходимый для осуществления иллювиирования БЮ.^, можно качественно охарактеризовать как холодный переходный (семигумидно-семиаридный).

Для более полного выявления географической приуроченности процесса иллювиирования кремнезема были сопоставлены известные

ГС/т ■ у^йнш

¿Иси-уш*- и/<шуно<

1сисг/нн /и/ихсунсг (сиишушднг-й.ина^и]****)

йсасуна а/гш/исс

4*

X

Рис. 5. Пространственная изменчивость проявлений процессов иллювиирования на щебне в гумидно-аридном ряду автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока. Условные обозначения:

- А1-Ре-31-гумусовые кутаны, == - опаловые кутаны, ////- карбонатные кутаны.

нам сведения других авторов о находках опаловых кутан в почвах областей холодного климата Сибири и Дальнего Востока (табл. 2). Иллювиирование Si Останавливается в разных типах почв, на разных породах, под разными типами растительности. Общим фактором для всех случаев проявлений процесса является холодный семигумид-но-семиаридный климат. По всей видимости, в условиях холоднрго переходного семигумидно-семиаридного климата складывается особая ландшафтно-геохимическая обстановка, обеспечивающая мобилизацию, вертикальную миграцию и аккумуляцию растворимого кремнезема в пределах почвенного профиля.

Конкретные геохимические механизмы реализации процесса иллювиирования кремнезема не вполне ясны. Очевидно лишь, что наиболее интенсивное проявление иллювиирования БШ^происходит на фоне подавленности как альфегумусового (увлажнение недостаточно, отсутствие кислого агрессивного гумуса), так и карбонатно-плювиального (увлажнение избыточно, сравнительно низкий рН опада) процессов.

ГЛАВА 7. КУТАНЫ ИЛЛЮВИИРОВАНИЯ НА ЩЕБНЕ КАК СВИДЕТЕЛИ САМОРАЗВИТИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ПОЧВ.

Кутаны иллювиирования на щебне отражают изменения свойств почв во времени - саморазвитие (в неизменных условиях среды) и эволюцию • (в изменяющихся условиях среды) почв (Таргульян, Александровский. 1976).

Опыт исследования морфологии кутан показывает, что абсолютно однородные осадки на нижней поверхности щебня встречаются довольно редко . Толща кутан,как правило,в той или иной мере стратифицирована. Слоистость кутан свидетельствует, что даже при неизменном химическом составе раствор поступает на поверхность щебня дискретно. Пока не очевидно, относить ли ритмичность формирования кутан к признакам саморазвития или эволюции почв. Наиболее логичным представляется рассматривать химически и морфологически более или менее однородные кутаны как свидетельство саморазвития почв.

Отметим основные черты стратификации главных геохимических типов кутан иллювиирования.

Al-Fe-Si-гуиусовые кутаны. Слоистость обнаруживается только на субмикроуровне. По краям исследуемых фрагментов кутан (гл. обр. с жирным блеском), на сколах, ориентированных под углом к плоскости наблюдения, отчетливо видны порядка 20-30 слоев (при общей мощности кутаны 0,010-0,015 мм). Опаловые кутаны. Отчетливая стратификация толщи обнаруживается только у полупрозрачных мутно-белых кутан на глубине 30-50 см. Три-четыре слоя опала

Таблица 3. Этапы эволюции почв, диагностируемые по кутанам иллю-виирования на щебне.

Пэдбуры (р. 10Ы.11М), А1-Ре-31-гумуоовые кутаны, (10-20 см).

морфология кутаны (схема) ш ш •

процесс отложение А1-Ге-31-гумусо-вых соединений усыхание кутаны, растрескивание отложение А1-Ге-31-гумусо-вых соединений

этап эволюции профиля аналогичен современному суше современный

тип эволюции наследующая наложенная

Подбур (р. 11Ы), АЬГе-Б!-гумусовые кутаны, (10-30 см).

морфология кутаны (схема)

процесс отложение БЮ^ам. отложение А1-Ре-31-гумусовых соединений

этап эволюции профиля суше • • современный

тип эволюции наложенная

Степная криоаридная (р.С-10-90) и палевая насыщенная почва (р.С-12-90), опаловые кутаны (40-60 см).

морфология кутаны (Схема) <тт

процесс отложение БЮ^. ам. растворение опаловой кутаны отложение гумуса

этап эволюции профиля суше влажнее современный

тип эволюции стирающая наложенная

Степная криоаридная почва (р.С-1-90), карбонатные кутаны (40-120 см).

морфология кутаны (схема)

процесс отложение-карбонатов отложение карбонатов с гумусом отложение карбонатов

этап эволюции профиля аналогичен современному влал&ее современный

тип эволюции наложенная наложенная

толщиной 0,03-0,05 мы разделяются прослоями илистого материала (толщина на порядок меньше). Часто илистые прослои выклиниваются. Карбонатные кутаны. Выше (гл.3) были выделены 3 порядка слоистости пятнистых карбонатных кутан. Слои третьего и второго порядков следует, по всей видимости, относить к проявлениям саморазвития сепных криоаридных почв. т.к. эта слоистость отражает, скорее всего, кратковременные, ненаправленные колебания климата.

Эволюция почв приводит к существенным химическим и морфологическим изменениям кутан. Различают 4 типа эволюции почв - стирающая, развивающаяся, наследующая и наложенная (Таргульян, Александровский, 1976). Кутаны иллювиирования фиксируют главным образом стирающую и наложенную эволюцию почв.—В табл 3. приводится возможная генетическая интерпретация морфологии и состава кутан с точки зрения эволюции почв. Наиболее отчетливо различимы три этапа эволюции профилей степных криоаридных палевых насыщенных почв: 1). суше современного или аналогичный по увлажнению современному, 2). влажнее современного. 3). современный. Этапы выявляются вполне отчетливо в трех разрезах, однако не возможно пока сказать насколько они синхронны.

ВЬБОДЫ.

1. В автоморфных щебнистых почвах мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока устанавливаются признаки процессов иллювиирования - альфегумусового, иллювиирования кремнезема, карбонатов, гумуса и партлювации - в форме кутан иллювиирования на нижней поверхности щебня. Выявлены три основные геохимические типа кутан . иллювиирования на щебне: А1-Ре-31-гумусовые, опаловые и карбонатные.

2. Существенную роль в составе аморфного материала кутан иллювиирования на щебне альфегумусовых почв играет кремнезем. Это свидетельствует в пользу гипотезы о миграции А1 и частично Ре в форме растворимого минерального силикатного комплекса в профиле альфегумусовых почв.

3. Основным иллювиальным процессом в профиле дерновой горно-тундровой почвы является иллювиирование кремнезема, ему сопутствуют иллювиирование гумуса и партлювация.

4. В формировании профиля степных криоаридных почв кроме метаморфических процессов и карбонатно-иллювиального процесса принимают участие иллювиирование кремнезема, гумуса и партлювация.

5. Холодное гумидное почвообразование отличается от холодного негумидного (переходного и аридного) соотношением проявлений иллювиальных процессов в мелкоземе и на щебне.

В альфегумусовых почвах признаки иллювиирования обнаруживаются как на щебне, так и в мелкоземе. Проявление альфегумусового процесса на щебне в профиле подзолистых альфегумусовых почв охватывает больший диапазон глубин (от гор. А2 до нижней части профиля), чем в мелкоземе (гор. Bhf), а распределение интенсивности проявлений процесса на щебне и в мелкоземе сходно (максимум в гор. Bhf).

Для дерновой горно-тундровой и степной криоаридной почвы характерно проявление иллювиирования только на щэбне.

6. В гумидно-аридном ряду автоморфных щебнистых почв мерзлотных ландшафтов Дальнего Востока при переходе от холодного гу-мидного почвообразования к холоному аридному происходит смена альфегумусового прооцесса иллювиированием карбонатов. В переходных условиях (когда увлажнение уже не-достаточно для реализации альфегумусового процесса, а для карбонатно-иллювиального процесса еще избыточна) максимального развития достигает процесс иллювиирования кремнезема. При нарастании аридности условий происходит непрерывное снижение интенсивности партлювации. В степных криоа-ридных почвах, кроме того, диагностируется максимум иллювиаль-н'о-гумусового процесса.

7. Иллювиирование в процессе саморазвития почвы носит, как правило, не непрерывный, а ритмический характер. По кутанам диагностируется стирающая и наложенная эволюция почв. Наиболее отчетливо различимы три этапа эволюции профилей степных криоаридных почв и палевых насыщенных почв: 1). суше современного или аналогичный по увлажнению профиля современному, 2). влажнее современного. 3). современный.

По теме диссертации опубликованы работы: 1).Опаловые кутаны на щебне в профиле дерновой горно-тундровой почвы хребта Большой Анначаг (Крайний Северо-Восток СССР)//Те8 VIII Всес. съезда почвоведов. Новосибирск, 1989. 2).Опаловые кутаны в дерновой горно-тундровой почве Крайнего Северо-Востока СССР//Вестн. Моск. Ун-та, сер. 17, почвоведение. 1990. N2. 3). Карбонатные трубки в горных степных почвах//Вестн. Моск. Ун-та, сер. 17, почвоведение, 1990. N4.