Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Палеокриогенез и современное почвообразование

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Палеокриогенез и современное почвообразование"

МОСКОВСКИЙ ОРЛЕМ ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На'правах рукописи

АЛИФАНОВ Валерий Михайлович

ПАЛЕ0КРИ0ГЕНЕЗ И СОВРЕМЕННОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ

03.00.27 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Институте почвоведения и фотосинтеза РАЕ

Официальные оппоненты:

доктор географических наук,

проеме с сор О.П.Добродеев

доктор географических наук Н.А.Караваева

доктор биологических наук,

профессор С.А.Шоба

Ведущее учреждение: Почвенный институт им.В.В.Докучаева

РЛСХН

Защита состоится 1992 г.

в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании специализированно! совета Д 053.05.31 в МГУ игл. М.В.Ломоносова: П989Э, Москва, ГС Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан

Приглашаем Вас принять участие в обсувдении диссертации на заседании специализированного совета, а отзывы на автореферат в 2 экз. просим направлять по адресу: 119899, Москва, ГСП, Ленинские горы, ИГУ, факультет почвоведения, Учёный совет.

Учёный секретарь специализированного совета доктор биологических наук

Л.А.Лебедева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность теш. В современном учении о почве и почвенном юкрове как части биосферы Земли историко-генетические проблемы ючвообразования, касающиеся возраста почв, процессов и событий точвообразования, продолжительности и закономерностей их смен, 1риобретают всё большую актуальность. Прогресс в землепользовании как части природопользования во многом зависит от решения научных проблем познания общих закономерностей почвообразования, совокупности свойств и особенностей почв и почвенного покрова кавдой территории, определяемых всей историей их развития. Вследствие неполной изученности изменчивости природной среды, а следовательно, и современного состояния почвенного покрова как её компонента, наука не всегда имеет возможность дать объективную эценку почвенных ресурсов и устойчивости их к антропогенным воздействиям.

Наименее изученными в истории развития почв остаются саше ранние этапы их формирования, в период перехода от плейстоцена к голоцену, когда процессы почвообразования испытывали сильное влияние процессов криогенеза. В связи с этим специальное исследование истории развития и современного состояния почв центра Русской равнины представляется необходимым и своевременным.

Актуальность темы определяется и её теоретической значимостью да одной из проблем фундаментального почвоведения - общей теории эволюции почвенного покрова.

Цель работы. Основной целью проведенных исследований являлось выявление роли' палеокриогенеза в формировании и функционировании зовременных почв и почвенного покрова центра Русской равнины.

Задачи исследований:

- выявить и систематизировать палеокриогенные свойства в почвах I почвенном покрове;

- установить роль палеокриогенных признаков в формировании современного почвенного покрова, почвенного профиля и почвенных горизонтов;

- выявить гидротермические особенности функционирования серых десных почв в связи с палеокриогенезом и при антропогенном воздействии;

- установить особенности позднеледникового почвообразования;

- выявить последовательность естественно-исторических событий в

становлении современных почв и почвенного докрова.

Научная новизна. Применение комплекса методов позволило впервые в широком географическом аспекте получить результаты, свидетельствующие о значительной роли палеокриогенеза в формировании и функционировании современных почв и почвенного покрова (ареал серых лесных и дерново-подзолистых почв центра Русской равнины).

На основе единого методического подхода впервые для территории исследования документально выявлены и систематизированы па-леокриогенные признаки в почвах, унаследованные от криоморфоге-неза позднеледниковья. Показано, что влияние палеокриогенных ^признаков на почвообразование проявляется на разных уровнях структурной организации почв и их функционирования: на уровне почвенного покрова в форме дифференциации гвдротермических показателей функционирования почв по элементам палеокриогенного полигонально-блочного микрорельефа, додтвервденной изучением водного и температурного режимов в течение 11-летнего цикла наблюдений и приьэдшей к формированию комплексного, различавдегося на высоком таксономическом уровне, двух- и трехкошонентного, разной степени контрастности почвенного покрова; на уровне почвенного профиля в виде языковатой или клиновидной формы различных генетических горизонтов; на уровне генетического горизонта в форме микрошарьяшй и криогенной основы современной острукту-ранности почв.

Закономерности, вскрывакщие взаимосвязь развития всего комплекса палеокриогенных признаков с изменчивостью процессов почвообразования, в ареале исследованных почв изучены впервые, что позволило выдвинуть концепции генезиса текстурно-дифференциро -ванных почв, закличаадуюся в следующем. Почвообразование в центре Русской равнины началось задолго до голоцена, в позднелед -никовье. При этом позднеледниковье - одна из наиболее ярких страниц во всей истории почвообразования на этой территории,Определяющая роль в преобразовании материала принадлежала тогда криогенным процессам, которые трансформировали почвообразование и придавали ему определенную направленность. .К началу собственно голоценового ( то есть межледникового ) почвообразования почвообразущая порода, проработанная предшествовавшими процессами мерзлотного гвдроморфизма и криогенеза,- представляла собой растрэсканную на блоки, в основном выщелоченную от карбонатов,

облегченную по гранулометрическому составу в верхней части за счет процессов декольматации и партлювации, в верхней же части локально отбеленную за счет процессов надмерзлотного оглеения, пылеватую за счет процессов криогенной политизации,первично ос-труктуренную за счет криогенного льдовыделенпя толщу, венчающуюся. криоморфным (языковатой формы) органо-аккумулятивным горизонтом позднеледниковой почвы лугово-болотного облика (так называемым вторым гумусовым горизонтом). Почвообразование в голоцене дорабатывало позднелэдниковую палеокриогенную палеопочвен-ную толщу, превращая её в современные серые лесные и дерново-подзолистые почвы.

Историко-генетический анализ почвообразования позволил выя -вить естественнЗисторические события и их последовательность в становлении наблюдаемого ныне почвенного покрова,. выявить сумму его изменений, созданных природными процессами, которая обычно возрастает с течением времени. Таким образом, оказалось охарактеризованным время как одна из форм существования почв и поч -венного покрова. Предложенная схема истории формирования серых лесных и дерново-подзолистых почв, учитывающая роль времени в почвообразовании, позволила выявить этаяность последнего, установить региональные корреляции мевду этапами почвообразования и, главное, "вписать" процессы почвообразования в единый при -родшй процесс формирования и функционирования биосферы в целом

Практическое значение работы. Полученные материалы по изучению той части экзогенных процессов, которые связаны с почвообразованием (собственно почвообразовательные, геокриологические, геоморфологические), показывают, что на контакте наук, занимающихся изучением этих процессов, а также палеогеографии и четвертичной геологии, возникает новое научное направление, позволяющее разрабатывать фундаментальные проблемы теоретического почвоведения, касающиеся истории почвообразования и теоретических основ природопользования.

.Полученные материалы могут иметь практическую значимость при проведении детальных почвенно-картографических работ (учет дифференциации почвенного покрова, его комплексности в связи с па-леокриогенным микрорельефом и микрокомплексности в связи с язы-коватостью второго гумусового горизонта); для биогеохимической и агрохимической оценка почв в связи с их неоднородностью по многим химическим показателя:.!, обусловленной микрорельефом.

Исследования по экодого-генетическсму анализу почв за всю

историю их формирования проводились по заданию государственных и научных организаций - ГКНТ, РАН и в тесном сотрудничестве с рядом научных подразделений из МГУ, Гипроводхоза, ИПФС РАН и др. Результаты проведенных исследований переданы в указанные выше организации в виде научно-исследовательских отчетов с получением актов о внедрении.

Апробация таботы. Материалы и основные положения диссертации докладывались и публиковались в трудах УП и УШ съездов Всесоюзного общества почвоведов (Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989), XI и ХШ Конгрессов Мевдународного союза по изучению четвертичного периода (Москва, 1982; Пекин, 1991), I - Ш Всесоюзных совещаний по эволюции почв Шущино, 1984, 1989, 1992), Всесоюзного совещания "Плодородие почв Нечерноземной полосы и приемы его регулирования" Шущино, 1975), Конференции "Почвы Сибири и их рациональное использование" (Красноярск, 1975), I, П, 1У и У Всесоюзных конференций по проблемам почвенного криогенеза и использования криогенных почв (Пущино, 1975, 1980, 1989; Сыктывкар, 1985), Ш совещания по структуре почвенного покрова и методам её исследования (Москва, 1976), УП симпозиума "Биологические проблемы Севера" (Петрозаводск, 1976), I - Ш Забайкальских научно-технических конференций по проблеме "Почвенный покров Забай -калья, пути повышения его плодородия и рационш1ьного использования" (Чита, 1976, 1978, 1981), Научно-методического совещания по теме "Улучшение водно-физических свойств почв в целях повышения их плодородия" (Харьков, 1977), Конференции "Научные основы рационального использования и повышения плодородия почв" (Ростов-на-Дону, 1978), Конференции "Геокриологические проблемы Забайкалья" (Чита, 1981), Методологического семинара Почвенного Института им. В.В.Докучаева (Москва, 1983), Мевдународного симпозиума "Человек и биос^^дрияди^оденность" ( Пущино, 1989), на заседании кафедры географии почвч41ГУ Ц992).

Результаты исследования отражены в 78 публикациях. Список основных из них приводится в конце автореферата.

Фактические материалы и личный вклад автора в работу. В основу работы положены материалы, собранные автором во время по -левых исследований 1972-1990 г.г. в экспедициях Института почвоведения и фотосинтеза РАН на территориях Архангельской, Вологодской, Ярославской, Костромской, Владимирской, Горьковской, Московской, Тульской, Орловской областей и в Татарии.

Изучение палеокриогенных/явлений и их влияния на почвы про -

ведено в разных почвенных зонах (в ареалах серых Лесных и дерново-подзолистых почв) и на разных породах (покровных лессовидных суглинках и песках). Ограниченный объем работы не позволил представить все имеющиеся авторские материалы и их анализ. Поэтому были выбраны ключевые участки, иллюстрирующие выявленные закономерности палеокркогенеза и почвообразования в позднелед-никовье и голоцене: на покровных суглинках в ареале серых лесных почв - участок "Пущино" в Московской области и несколько участков во Владимирском ополье; в ареале дерново-подзолистых почв - участок "Грязовэц" Вологодской области;на песках - участок "Углич" в Ярославской области (рис.1).

РисЛ Ключевые участки исследований:

ареал серых лесных почв: I - "Пущино";

2,3,4 - "Владимирское ополье";

ареал дерново-подзолистых почв: 5,6 -."Грязовец"; 7 - "Углич";

---- - граница валдайского

оледенения

В процессе работы применялись методы: сравнительно-географический, сопряженного изучения почвенных криогенных и неокриогенных признаков, морфогенетический, палеопедологический, историко -генетический, а такке комплекс методов, применяемых при исследовании современного почвообразования. Аналитическая обработка материалов всеми традиционными методами химического анализа почв выполнена в химико-аналитической группе ИПФС РАН под руководством И.И.Скрипниченко. Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам этой группы.

Личный вклад автора выразился: I) в разработке программ полевых исследований; 2) в полевом изучении разрезов почв; 3) в составлении на ключевых участках карт элементов рельефа, гипсометрических и почвенных; 4) в изучении водно-физических характеристик почв, водного.и температурного режимов серых лесных

почв на .Пущинском ключевом участке в период 1973 - 1985 г.г.; 5) в интерпретации аналитических данных; 6) в теоретическом обобщении собственных и литературных материалов. Часть материалов получена при совместной работе с различными специалистами: Н.Д.Ананьевой, В.Н.Башкиным, Б.А.Боровинским, Л.Б.Боровинской, Г.А.Булаткиным, Д.А.Гиличинским, Л.А.Гугалинской, Л.К.Дмитрако-вой, А.С.Керженцевым, Н.Ф.Киселевым, И.В.Ковда, Р.П.Личко, Н.А.Лошаковой, С.В.Максимовичем^.В.Макеевым, Ю. А. Медоваром, С.В.Неуовеловым, Я.А.Пачепским, Т.Б.Рыжовой, И.А.Соколовым, В.И.Степутиной, Г.К.Тюрюкановой, Л.А.ФоминыЯ, О.И.Худяковым, В.Г.Чигиром, И.О.Шмановым, что помогло автору в решении ряда научных вопросов. Автор на всех этапах работы ощущал активный интерес и поддержку член-корреспондента АН СССР В.А.Ков-ды. Автор благодарен за ценные консультации, поддержку и критические замечания профессорам М.А.Глазовской, И.А.Соколову, Е.А.Дмитриеву, Л.О.Карпачевскому, О.В.Макееву.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из наименований. Её общий объем составляет страниц, в том числе страниц текста, таблиц, рисунков и фотографий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Палеогеография, палеокриогенез и почвообразование в позднем плейстоцене-голоцене

Основополагающие идеи В.В.Докучаева по вопросу почвообразования и времени, высказанные около ста лет назад, получили широкое подтверждение за всю последующую историю изучения современных почв. Разработке вопросов истории развития почв, системы поняти! терминологии, гипотез, методов изучения и т.д., посвящены публикации В. А. Ковды (1933, 1965, 1973, 1975, 1981, 1989), В.А.Ковды и Е.М.Самойловой (1966), А.А.Роде .(1947), И.П.Герасимова (1959, 1968, 1973), И.П.Герасимова и М.А.Глазовской (i960), С.В.Зонна (1963), Ф.Дюшофура (1970), М.А.Глазовской (1972, 1988), О.П.Добродеева (1973), Г.В.Добровольского и.др. (1974), В.О.Таргульяна и др. (1974, 1976), Т.Д.Морозовой (1981), Н.А.Караваевой (1982), И.М.Гаджиева (1982), Л.А.Гугалинской (1982), Б.Г.Розанова (1983] А.Л.Александровского (1983), И.А.Соколова (1984), О.А.Чичаговой (1985), А.Н.Геннадиева (1986, 1990), И.В.Иванова и А.Л.Александровского (1987) и многих других почвоведов. В последние. 10 - II лет эволюционно-генетические проблемы почвоведения получили но-

!Ый интерес у исследователей. Активная разработка концептуальных юстроений вызвала даже опасение, что эти построения оторвутся )т эмпирической основы (Таргульян, Александровский, 1976; Генна-щев, 1986).

Палеогеографические условия. В самое последнее время в науке ) ландшафтах геологического прошлого и о развитии природной среда - палеогеографии - появилось много новых фактов, вскрыты за-сономерности и тенденции развития природной среды, особенно детальные для последних 100 тыс.лет. Для науки о почвах эти достижения смежной дисциплины имеют большое значение.

Последний климатический макроцикл, охватывающий поздний плейстоцен и голоцен, включает в себя последнее межледниковье - ми-^улинское, последнее оледенение - валдайское, и современное меж-тедниковье - голоцен. Для наших целей наибольший интерес представляют природные условия заключительной стадии валдайского оледенения и позднеледниковья (переходного периода к голоцену). Заправленное похолодание в плейстоцене привело к господству ан-гициклональных условий и становлению сурового, наиболее конти-аентального за всю историю плейстоцена и кайнозоя в целом климата. Главный пик похолодания (примерно от 20 до 15-13 тыс.л.н.) привел к "подлинному расцвету криолитовоны" и возникновению общепланетарного пояса многолетней мерзлоты, южная граница которой на Русской равнине достигала 50-45° с.ш. Климатические условия этого периода характеризовались как резко континентальные,холодные (Марков, 1955, 1960; Величко, 1964, 1965, 1973, 1975; Добродеев, 1973; Разрезы отложений..., 1977; Хотинский, 1977,1986; Фотиев, 1978; Баулш и др., 1981; Палеогеография Европы...,1982; Свиточ, 1987; Четвертичные оледенения..., 1987; Алешинская и др, 1988 и др.).

Криогенные процессы, явления, свойства. На ископаемые следы древних криогенных процессов на Европейской территории страны одним из первых обратил внимание А.И.Москвитин (1940, 1947, 1948, 1958, 1976), Позже было показано, что представлены эти следы разными морфогенетическими группами или типами, имеющими разные условия происхождения и развития, и что их дальнейшее изучение необходимо для понимания истории четвертичного^ (Достовалов,1952; Попов, 1957, 1960, 1967; Марков, 1959; Каштана, Романовский,1960; Новосельская,,1961; Катасонов, 1973; Романовский, 1977; Общее мерзлотоведение, 1978).

Наиболее распространенными из палеокриогенных явлений являют-

- в -

ся клиновидные грунтовые образования, имеющие пространственную организацию в форме полигонов и образующие морфологический комплекс микронеровностей современного рельефа, названный реликтовой криогенной морфоскульптурой. Было показано, что широкое распространение реликтового криогенного микрорельефа на Русской равнине предопределено развитием полигональных трещинных систем с повторно-жильным льдом или грунтовых (Величко, 1964, 1965, 1973). Реликтовая криогенная морфоскульптупа была заложена на большей части Европейской территории страны, Средней, Западной, и Северной Европы ОМарков, 1959; Величко, Морозова, 1969; Берд-ников, 1976; Палеогеография Европы..., 1982; Попов, Розенбаум,

Тумель, 1985; Dobrovo.lski, 1У23; Dylik, 1966; Giadfeter, 1^72; Svens-son, 1972, 1977; Tricart, 1956).

Еще одним важным следствием суровых резко континентальных условий явился процесс криогенного выветривания, обусловленный систематической сменой процессов промерзания и протаивают. Возникшие при этом особенности состава осадочных пород создали геохимические и минералогические условия для последующих процессов почвообразования, поскольку речь идет о поверхностных отложениях, на которых сформирован современный почвенный покров. Криогенное выветривание (облёссование), согласно А.И.Попову (1967), складывается из двух основных процессов, обусловленных циклическим промерзанием-протаиванием:

1 - усреднения гранулометрического состава исходной.рыхлой породы в результате криогенной дезинтеграции и криогенного агрегирования с образованием стабильной в условиях криогенеза фракции крупной пыли (0,05-0,01 мм);

2 - образования призматической отдельности и пористости в породе в результате льдовыделения в порах и трещинах. Исследованию механизмов этих процессов посвящены многие работы (Сергеев, Минервин, I960; Киреев, 1961; Суходровский, 1962, 1979; Попов, 1967; Полтев, 1968; Коншцев, 1981, 1988; Шнервин, 1982; Рогов,

1987; Cheng and all., 1971; Corte, 1963).

Значительная роль процессов криогенеза отмечена и для формирования определенных свойств погребенных почв (Величко, Морозова, 1972; Добродеев, 1973; Морозова, 1981; Палеогеография Европы..., 1982; Гугалинская, 1982; Гугалинская, Макеев,1977).

Условия и процессы почвообразования. В почвоведении существует представление о том, что почвообразование на рубеже плей-

¡тоцена и голоцена было мало интенсивным. Для таких предположена основания, безусловно, имелись. В первую очередь, это проис-?екало из недостаточности детализации палеоклиматических рекон-¡трукций.

Сопоставление и анализ существующих в литературе представле-шй о развитии процессов почвообразования в переходный от плей-¡тоцена к голоцену период свидетельствуют, что,во-первых, иссле-[ований на эту тему ещё очень мало, и, во-вторых, оценивается ючвообразование в этот период неоднозначно. Например, на юге юны широколиственных лесов и в лесостепи (Брянская обл.) почво->бразование в позднеледниковье проявлялось как гомогенно-глеевое, :ереходящее в начальные этапы иллювиальных процессов; после ре-лдива криогенных процессов в.позднем дриасе началось формирова-:ие гумусо-аккумулятивных почв (Величко, Морозова, 1975, 1984, 985, 1986, 1989; Величко и др., 1984). В зоне кжной тайги и мешанных лесов Русской равнины в позднеледниковье на суглинках азвивались такие процессы почвообразования как оглеение, акку-уляция гумуса, выщелачивание (Таргульян и др., 1974; Таргульян, лександровский, 1976). По мнению А.Л.Александровского (1983), а рубеже плейстоцена и голоцена почвообразование не имело ин-енсивного развития и поэтому маломощные профили мерзлотных дер-ово-глеевых почв того времени стерты последующими процессами очвообразования в голоцене. В целом позднеледниковые почвы кисой тайги имели грубогумусовые горизонты, признаков текстурной ифференциации в них не обнаружено, и формировались они в - уело- ■ иях широкого развития гидроморфных и криогенных явлений на ос-овных элементах рельефа. Возраст же темноцветных вторых гумусо-ах горизонтов А.Л.Александровский относит к позднеатлантическо-у времени (7-5 тыс.лет назад) и считает, что в дерново-подзо-нстых почвах они являются унаследованными от стадии евтрофного яугово-степного) черноземовидного почвообразования этого време-з. Согласно исследованиям Ю.С. Толчельникова (1984), на северо-ападе России на территории теперешней южной тайги в раннем зиасе уже шла дифференциация профиля почв на генетические гори-энты, а мерзлотно-тундровые процессы почвообразования должны ии иметь место еще ранее. При интенсивном потеплении в аллере-э наступила стадия лугового почвообразования, а похолодание вi эзднем дриасе и первой половине пребореала сместило характер зчвообразования в сторону развития глеевого процесса, а затем -сторону оподзоливания верхних горизонтов. Эти процессы привели

к формированию двучленного по гранулометрическому и минералогическому составу профиля; все последующие процессы накладывались уже на текстурно-дифференцированный профиль.

Одними из первых оценили важное значение палеокриогенных -свойств почв в понимании истории их развития на ранних этапах И.П.Герасимов и М.А.Глазовская (1960). Специалисты из смежных наук отмечали пятнистость почвенного покрова, связанную с системами реликтового мерзлотного микрорельефа (Трескин, 1964; Величко, 1965; Бердников, 1976; зуепвБоп, 1972, 1976). В середине и конце 70-х годов появились первые работы, в которых . история формирования современных почв и почвенного покрова тесно увязывалась с палеокриогенными процессами, имевшими место 'Б конце плейстоцена на Русской равнине (Величко, Морозова, 1975; Алифа-нов, 1979; Жирова, Симакова, 1979) и в области современной многолетней мерзлоты (Восточное.Забайкалье) (Гугалинская, Алифанов, 1979). Эта теш. быстро завоевывает признание у исследователей, так как позволяет объяснить многие неясного генезиса свойства современных почв именно процессами палеокриогенеза ( опубликованные работы А.А.Величко, Т.Д.Морозовой, В.М.Алифанова,Л.А.Гугалинской, М.С.Симаковой, А.Л.Александровского, И.А.Соколова, А.О.Макеева, И.В.Дубровиной, В.А.Кузьмина, Г.А.Воробьевой, И.И.Молодых, Ю.С.Толчельникова, И.С.Михайлова и многих других почвоведов).

Итак, новейшие результаты в смежных с почвоведением дисциплинах показывают, что в конце плейстоцена под воздействием холодного резкоконтинентального климата развивались криогенные процессы, активно воздействовавшие на строение, состав и свойства поверхностных отложений. Наиболее заметными результатами этих процессов в центре Русской равнины явились своеобразный реликтовый микрорельеф дневной поверхности, пылеватость гранулометрического состава и оструктуренность суглинистых отложений, наличие в поверхностных отложениях различных криогенных деформаций. В то же время исследования, касающиеся процессов почвооб-разовани^позднеледниковых условиях, единичны. Неясно, как отразились палеокриогенные свойства пород на процессы почвообразования в позднеледниковье и в последующие этапы голоцена; какая существует связь между палеокриогенным микрорельефом и строением почвенного покрова в различных зонах и на различных почвооб-разулцих породах; можно ли разделить современные и реликтовые криогенные признаки в почвах; отвечают ли своему номенклатурно-

му положению почвы со сложным полигенетическим профилем. Решению этих и других вопросов посвящена настоящая работа.

Глава 2. Свойства и.палеокриогенные особенности почв и почвенного покрова в ареале серых лесных почв

Первым определенно о генезисе серых лесных почв (СЛП) высказался 'В. В. Докучаев (1883), но „и сейчас вопрос об их генезисе еще далек от решения. Эти почвы явились своеобразным полигоном, на котором развернулись многолетние и порой весьма ожесточенные дискуссии по вопросам миграции природных зон и, соответственно, деградации-и проградации почв. Им уделяли внимание многие исследователи (начиная с работ Дубенско'го, 1851;. Рупрехта, 1866; Докучаева, 1883, и кончая современными исследованиями Якушев-ской, 1959; Рубшщна и др., 1964; Урусевской, 1963; Розова,1964; Тюрюканова и Быстрицкой, 1966, 1971; Рубцовой, 1970, 1974; Еремина, 1972; Вологжаниной, 1984; Макеева, Дубровиной, 1990 и дрО.

н настоящее время стала очевидной ограниченность подхода к почвам только как к продукту наблюдаемых факторов и процессов, лачшость вопроса истории формирования почв определяется тем, что "полное представление о генезисе почв может быть получено при сочетании преимущественно актуалистичесдого анализа механизмов дифференциации почвенного профиля и анализа истории становления и развития почвы на протяжении всего периода ее формирования из материнской породы" (Таргульян и др., 1974, с.100). СЛП - прекрасная модель для таких исследований ввиду исключительной сложности их профиля, ключевого положения в почвенном покрове на границе' таежной и степной зон и хорошей изученности сложной истории развития центра Русской равнины в четвертичный период.

В профилях СЛП существует удивительный феномен - второй гумусовый горизонт (BIT), который привлекает и поддерживает неослабевающий интерес к его генезису, и, следовательно, генезису самих почв. Существующие гипотезы группируются на определяющие этот горизонт как реликтовый (Хантулев, Гагарина, 1972; Рубцова, 1968; Долгова, 1964; Тюрисанов, Быстрицкая, 1971; Александровский, 1983); современный (Пономарева, Плотникова, 1980) и полигенетический (Караваева, Черкинский,Горячкин,1984Х

Сложность объекта исследования обусловила необходимость комплексного подхода в изучении СЛП. Было проведено: изучение в

динамике современных механизмов дифференциации профиля (водный, температурный режимы и определяющие их параметры - водно-физические свойства, динамика осадков, температуры, снежного покрова и т.д.); детальное изучение на ключевых участках пестроты почвенного покрова путем составления разномасштабных почвенных, гипсометрических и карт элементов микрорельефа; разделение современных и реликтовых свойств почв; широкое географическое исследование реликтовых явлений. В работе представлены материалы по двум участкам: "Пущино" (Московская область) и"Вдадимирское ополье".

Территория ключевого участка "Пущино" принадлежит северным отрогам Средне-Русской возвышенности, с достаточно высокими абсолютными отметками (200-250 м) и густой сетью глубоковрезанных оврагов, балок, долин ручьев и рек. Все это благоприятствует расчленению территории на отдельные поверхности с различной степенью уклона. Почвообразующими породами на территории являются покровные суглинки мощностью 2-3 м, залегающие на флювиогляци -альных и моренных отложениях.

Результаты детального картирования почвенного покрова и морфологические исследования почвенных профилей вскрыли много особенностей, объяснить которые современными условиями почвообразования оказалось невозможным. К таким особенностям можно отнести существенные колебания мощности BIT, отсутствие тесной связи между микрорельефом и суммарной мощностью гумусовых горизонтов, четкую периодичность положения ложбин стока на склонах и другие признаки.

Анализ материалов дешифрирования аэрофотоснимков, анализ существующей литературы по реликтовой и современной морфоскульп-туре, анализ составленных нами гипсометрических карт и карт элементов рельефа (рис.2), наших наблюдений в современных мерзлотных областях (Алифанов,1974, 1977), позволяет достаточно уверенно утверждать , что на территории ключевого участка "Пущино" развит реликтовый криогенный полигонально-блочный и блочно-зала-динный микрорельеф. Основными элементами полигонально-блочного микрорельефа, согласно Б.Н.Достовалову (Ï952, I960), А.И.Попову (1957, 1967), А.А.Величко (1965, 1973), В.В.Бердникову (1976) и нашим наблюдениям являются блоки и разделяющие их межблочные понижения или ложбины, в местах пересечения которых, как бывших зонах растрескивания, в отдельных случаях образуются небольшие западины.

Рис.2 Ключевой участок "Пущино": А - гипсометрическая карта; относительные превышения в сы: I -0-20, 2 - 20-30, 3 - 30-40, 4 - 40-50, 5 - 50-80, 6 - почвенные разрезы; Б - карта элементов палеокриогенного микрорельефа: I - межблочные западины, 2 - межблочные понижения, 3 - склоны блоков, 4 - вершины блоков; В - почвенная карта: I - светло-серые лесные почвы, 2 - серые лесные почвы

Морфологический облик СЛП тесно связан с палеокриогенным микрорельефом. Изучение почв в разрезах-траншоях, заложенных на плоских водораздельных поверхностях поперек межблочных понижений с одного блока на другой (рис.3) показало следующее:

1.Межблочные понижения, создающие на поверхности полигональную сетку, расположены, как правило', над клиновидными структурами, выполненными лессовддным покровным суглинком. Структуры имеют двухъярусное строение: верхняя часть имеет широкий раструб, ниже глубины Зм она резко сужается, приобретая четкую клиновидную форму. Границы структуры подчеркнуты на всем протяжении двойной полосой охристо-сизого материала. Все особенности данных образований свидетельствуют о формировании их как изначально грунтовых.

2.Современные гумусово-аккумулятивный и гумусово-элювиальный горизонты имеют сплошное простирание, повторяя очертания поверхности микрорельефа.

3.BIT имеет осветленную вэрхнюю и нижнюю части, а в центре межблочных понижений обычно изменен настолько, что скорее напоминает псевдооподзолешшй горизонт..Максимальная мощность горизонта прослеживается на склонах блоков западной экспозиции. Ещё одна особенность строения - сильная трещшоватость горизонта. BIT имеет языковатую нижнюю .границу (рис.4), однако,эта язико-ватость не связана с полигонально-блочнкм микрорельефом, она -результат палеокриогенных процессов второго порядка (процессы первого порядка обусловили полигонально-блочный микрорельеф). Материал BIT имеет плотное сложение, почти черную со сталышм ш сизовато-оливковым оттенком окраску, глелкоорзховатый, с хорошо выраженной горизонтальной делимостью (шштчатостыо), горизонтальные грани структурных отдельностей имеют ячеистую поверхность, ячейки почти всегда заполнены белесой присыпкой.

По аналитическим характеристикам почвы под естестзенйой растительностью на блоках отличаются от почв мекблочий несколько большим содержанием крупной пыли в составе гранулометрических фракций, пониженным содержанием гумуса, чуть более гуматным его составом, они менее кислые, а с глубины 1,5-2,0 м даже слабощелочные и содержат карбонатные конкреции. В почвах межблочий присутствуют яркие признаки глубокоидущих процессов "иллювииро-вания продуктов почвообразования. По комплексу признаков почвы на блоках относятся к серым лесным, а в межблочьях и западинах - к светло-серым лесным (рис.2).

Б

Рис.З Морфология и строение профилей почв в разрезах-траншеях

через межблочные палеокриогенные понижения:

А - ключевой участок "Пущино',' серая лесная почва (тазр.П-89),1 -гор.AI, 2 - гор.А1А2, 3 гор.АЙа, 4 - гор. AftaA2(A2Aha), 5 -гор. AhaB(BÄfea), 6 - гор.Д1,Д2, 7 - гор.ВЫ-ВЬЗ.ВС.ВСД.СД, 8 - орга-но-минералыше плёнки на стенках магистральных трещин: а - гуму-спрованные, б - ожелезнённые, 9 - пятна: а - оглеения, б - оже-лезнения;

Б - ключевой участок "Углич',' дерново-подзолистая песчаная почва (разр.16-85); цифрами показаны номера и места отбора почвенных образцов; точками показан песчаный материал, не заштрихованы суглинки, заштрихованы моренные суглинки

Рис.4

вах: А — — .. , . .. . . ..

(кл.уя."Владимирское ополье"); горизонты: I -А- ^ - ^ -4 - AfeaA2, 5 - АпаВ, 6 - А2В, 7 - В, 8 - трещины, заполнение ма-

горизонтальный I - Ana, 2 - АпаА2,

териалом гор.Aba, 9 - почвенные горизонты; Б срез разреза 36-83 на глубине-60см; горизонты: 3 - А2Апа, 4 - АйаА2В, 5 - А2(АЙа+В), 6 - А23; В - профиль и горизонтальные срезы на глубинах 25, 40, 60. 72см разреза 13-78 Ткл.уч."Пущишг); I - AI, 2 - МАЙ, 3 - Afta, 4 - гумусированные плёнки по стенкам трещин

Учитывая большое значение в строении и свойствах почв наличие ВГГ и палеокриогонных признаков полное наименование почв будет следующим: серые (светло-серые) лесные со вторым гумусовым горизонтом, палеокриоморфные' среднесуглинистые на . покровных лессовидных суглинках.

Разделение почв на роды в связи с наличием или отсутствием BIT затруднительно, что видно из карты суммарной мощности гумусовых горизонтов (AI + Л1А2 + Aba или, для условий пашни, Ар + Aba) (рис.5). Большая неоднородность мощности гумусовых горизонтов определяется в первую очередь мощностью BIT, что создает высокую пестроту почв по этому признаку.

Полигонально-блочный микрорельеф, обусловленный палеокриоген-ными процессами позднего плейстоцена, послужил мощным фактором дифференциации почвенного покрова, действовавшим на изученной территории длительное время. Результатом такого влияния является комплексный почвенный покров, комплексность которого проявляется на уровне подтипа почв. Регулярно-циклические комплексы состоят из пятен серых лесных и оконтуривающих их светло-серых лесных почв (рис.2). Дополнительную сложность почвенному покрову придает BIT характером распространения и формой залегания, непостоянной мощностью и разной степенью сохранности. Пестрота почвенного покрова, определяемая по суммарной мощности гумусовых горизонтов, где ведущей является моащость BIT, относится к более низкому уровню строения почвенного покрова по отношению к его комплексности, обусловленной микрорельефом. Более высокий уровень неоднородности почвенного noiípoBa по отношению к комплексности обусловлен мезорельефом и проявляется в сочетаниях серых лесных оглеенных почв и в неоднородности почв по степени эродированнос-ти.

Таким образом, на территории ключевого участка "Пущино" выделяются три иерархические группы дифференциации почвенного покрова: сочетания почв и неоднородность их по степени эродированнос-тн в связи с мезорельефом; комплексность, обусловленная палео-криогенным микрорельефом; микрокомплексность, связанная с неоднородной мощностью BIT.Последние две группы обусловлены палео-криогенезом двух уровней.

Ключевой участок "Владимирское ополье" объединяет несколько участков, где изучение почв и палеокриогенеза в зависимости от условий тлело свою специфику и проводилось с разной степенью детальности- Один из изученных участков расположен в центре Влади-

Рис.5 Карта суммарной мощности гумусовых горизонтов (А1+А1А2+АЬа); ключевой участок "Пущи-но", серая лесная почва

О« ЕЛЬ» Я«. Б!». Ш

о 4-ттт

т-т-г

о £0 кО 60 80 100 120 МО

Рис.6 Клиновидная структура, выполненная материалом осветленных горизонтов; ключевой участок "Грязовец", дерново-подзолистая почва

мирского ополья в районе г. Юрьева-Польского;' территория здесь представляет слабоволнистую равнину, рассеченную довольно глубокими симметричными долинами рек и ручьев; ландшафт имеет лесостепной облик. На поверхности хорошо выражен микрорельеф из блоков-повышений и межблочных понижений и западпн, организованных в полигональную систему гексагональной формы. Гипсометрическая и карта элементов микрорельефа показывают (рис.7), что полигоны на переходных от водоразделов к склонам поверхностях начинают трансформироваться в вытянутые тетрагоны. Относительные колебания высот между повышениями и понижениями' составляют в большинстве случаев 150-200 см, и лишь отдельные повышения достигают высоты 250-300 см. Микрорельеф состоит из блоков-повышений, межблочных понижений, западин и склонов между ними. Среди блоков-повышений выделяются вершины блоков I порядка (более крупные по размерам и, главное, относительно более высокие) и вершины блоков II порядка (меньшие по размерам и высоте). Блоки имеют средний диаметр 20-40 м, наиболее крупные из них достигают 80 м; разделяются блоки.межблочными понижениями, которые их оконтуривают. В местах пересечения нескольких межблочий образуются обширные понижения с западинами; в этих обширных понижениях иногда наблюдаются очень небольшие блоки Ш порядка (диаметром в несколько метров и превышением до 50 см).

Палеокриогенный генезис микрорельефа на исследованной территории подтверждается нашими наблюдениями в районе археологической стоянки "Сунгирь" и литературными данными (ПЬрыгина, 1961; Цейтлин,1965; Громов,1966; Бадер,1978). В работе приводится описание клиновидной структуры, которая по морфологии и строению очень близка к структуре, описанной на ключевом участке "Пущино" Как отмечает О.Н.Бадер (1978), разрезы клиньев на большой площади раскопок (около 4000 м^) наблюдались десятки раз, а окончания клиньев имели полигональное расположение в плане.

Кроме хорошей выраженности иалеокриогенного микрорельефа, участок в районе г.Юрьева-Польского характеризуется очень ярким криоморфизмом BIT, его полигональной трещиноватоетью (рис.4), обусловленной древним морозобойным трещинообразованием. Клинья и языкиВГГ проникают здесь наиболее глубоко, достигая в отдельных случаях глубины 200 см. Клиновидные образования BIT имеют одно или два плечевидных расширения; иногда они "завихряются" или расплываются в своих окончаниях. Материал в клиньях с глубиной темнеет, приобретая в окончаниях почти черный цвет п облик мажу-

Рис.7 Ключевой участок "Владимирское ополье": А - гипсометрическая карта: относительные превышения в см: I - 0-30, 2 - 30-50, 3 - 50-100, 4 100-150, 5 - 150-200, 6 - 200-250, 7 - 250-300; Б - карта элементов палеокриогенного микрорельефа: I — вершины блоков I порядка, 2 - вершины блоков П порядка, 3 - склоны блоков крутые, 4 - склоны блоков пологие, 5 - склоны межблочий крутые, 6 - межблочные понижения, 7 - межблочья-зацадины; В - почвенная карта; почвы: I - дерново-подзолистые говерхностно-оглееннве, 2 - дерново-подзолистые поверхностно-оглеенные со вторым гумусовым горизонтом (фрагментарным), 3 - серые лесные, 4 - серые лесные со вторым гумусовым горизонтом, 5 - серые лесные со вторым гумусовым горизонтом (фрагментарным), 6 - серые лесные поверхностно-глееватыэ, 7 - серые лесные поверхностно-глеэватые со вторым гумусовым горизонтом .

- 21 -

щегося перегнойного горизонта.

На остальных участках Владимирского ополья (северо-западном в районе t.Александрова и восточном мевду городами Владимир и Суздаль) принципиальных отличий в истории почвообразования не отмечено, хотя особенности проявления палеокриогенеза имеются.

По аналитическим характеристикам СЛП Владимирского ополья близки к почвам в районе г.Пущина: почвы межблочий по сравнению с почвами блоков заметно сильнее облегчены по гранулометрическому составу в верхней и утяжелены в средней и нижней частях профиля, они на всю глубину профиля остаются в кислом ряду (почвы блоков наиболее кислые в верхней части иллювиальной толщи, с глубины 70-150 см они приобретают нейтральную или щелочную реакцию и содержат карбонатные конкреции). Обращает внимание следующая закономерность: при наличии в профиле BIT почва значительно сильнее выщелочена; такая закономерность проявляется в профилях почв даже одного разреза. Отличия почв межблочий и межблочных западин по химическим свойствам не такие яркие, как по морфологии, однако тенденция усиления кислотности, более сильной выщелоченности прослеживается в ряду почв от серых лесных в не сильно переувлажненных межблочьях к серым лесным поверхностно-глееватым и далее к дерново-подзолистым поверхностно-оглеенным почвам наиболее владных межблочных западин.

Качественный состав гумуса почв определяется как фульватно-гуматный в верхних горизонтах с нарастанием фульватности вниз по профилю. На этом фоне BIT отличаются ярко выраженным гуматным типом гумуса и особенно там, где материал этих горизонтов захоронен в клиньях. Гумусовый- профиль исследуемых почв состоит не только из гумусово-аккумулятивных горизонтов, но и включает так называемые "гумусовые зеркала" - глинистые кутаны почти черного цвета на субвертикальных стенках трещин и структурных отдельностей. Потечность гумуса особенно ярко выражена в почвах . микропонижений и является результатом линейной (а не фронтальной) миграции суспезий и растворов. Всё это позволяет говорить о наличии в почвах глубинного шглювиально-гумусового горизонта. Вместе с поверхностными гумусовыми горизонтами (аккумулятивным и BIT) глубинный шшовиально-гумусовый является, по сути, третьим гумусовым горизонтом в профиле СЛП Владимирского ополья и других регионов исследования.

Составленная почвенная карта (рис.7) отражает сложное строение почвенного покрова, обусловленное палеокриогенным микрорель-

ефом и длительностью истории его формирования. Основной особенностью почвенного покрова является его комплексность. Однако в отличие от показанной ранее' двухкошонентности состава комплексного почвенного покрова (Тюрюканов,Быстрицкая,1966,1971; Рубцова, 1970, 1974) , полученные нами результаты свидетельствуют о его трехкомпонентном составе: блоки-повышения заняты серыми лесными, межблочные понижения в зависимости от степени увлажнения заняты серыми лесными или серыми лесными поверхностно-глееваты-ми, западины в межблочных понижениях заняты дерново-подзолистыми поверхностно-оглеенными почвами. Большое разнообразие элементов микрорельефа территории, многообразие их сочетаний приводят к большему разнообразию строения почв и почвенного покрова, чем в приведенном перечне. Однако, это множество практически не выходит за рамки основных процессов почвообразования,формирующее здесь почвы, наблюдается лишь усиление или ослабление ведущих из них.

Таким образом, наличие палеокриогенного микрорельефа обусловило различие почв на уровне типа, но генетически разные компоненты почвенного покрова пространственно связаны между собой очень тесно. Характер распространения BIT (от фрагментарных остатков до сплошного залегания) и его формы (клиновидные или языковатые) придают дополнительную сложность (микрокомплексность) почвенному покрову..

Глава 3. Свойства и палеокриогенные особенности почв и

почвенного покрова в ареале дерново-подзолистых почв

Палеокриогенные особенности почвенного покрова и почв в ареале дерново-подзолистых почв исследовались на территории Архангельской, Вологодской, Костромской и Московской областей. Состав почвообразующих и подстилающих пород и палеокриогенные особенности здесь весьма разнообразны. Для детальных исследований были выбраны два участка: один на покровных суглинках в Вологодской области - "Грязовец"; второй на песках, подстилаемых мореной, - "Углич" в Ярославской области. На участках были выполнены детальное нивелирование поверхности, гипсометрическое и геоморфологическое картирование, детальная почвенная съемка и детальные морфологические исследования с заложением разрезов-траншэй.

Территория ключевого участка "Грязовец" расположена на отрогах Даниловской возвышенности и характеризуется обширными слабо

приподнятыми, почти плоскими водораздельными поверхностями с длинными пологими сялонаг,га. На поверхности хорошо выражен микрорельеф, почвообразующими породами являются покровные пылева-тне суглинки мощностью около трех метров, первичные растительные сообщества"представлены различными видами южнотаеяных хвойных лесов, в значительной мере замещенных. березняка!,га, осинниками, суходольными лугами', пашней.

Нивелирная съемка участка (М 1:300), гипсометрическая карта, карта элементов микрорельефа (рис.8) показали, что поверхность территории участка организована в полигонально-блочные структуры, главными элементами которых являются повышения-блоки и разделяющие их понияения-межблочья, относительные колебания высот достигают 2-2,5 м. Блочные повышения в целом имеют округлую форлу. По высоте и- размерам они условно разделены на блоки I п П порядка. Наиболее крупные блоки имеют в диаметре 60-90 м. Привершинные части блоков имеют более крутые склоны по сравнению с нижними частями склонов блоков. Последние переходят в межблочные понижения. В целом крутизна склонов блоков небольшая и составляет всего 1-2°. В местах схождения межблочных, понижений сформировались наиболее пониженные участки - 1 межблочные западины. Здесь на поверхности наш наблюдались застойные воды в течение пяти лет подряд.

Палеокриогенные особенности почвенных профилей следующие: клиновидная, языковатая форма BIT в почвах межблочий и субвертикальное волнообразное, близкое к солифлюкционным деформациям, залегание его на склонах блоков; клиновидные структуры в почвах блочных повышений, выполненные материалом белесого горизонта или бурым, сильно' оглеенным суглинком; четко выраженная, особенно в почвах на блоках, вертикальная "зональность" в характере оструктуренности почвенного материала.

Анализ почвенной карты ключевого участка (рис.8) показал, что к блочным повышения!,I, приурочены дерново-мелко- и неглубо-коподзолистые остаточно карбонатные почвы; межблочные понижения занимают дерново-глеевые почвы; самые низкие участки и межблочные западины заняты болотными торфяно-глеевыми почвами. Почвенный'покров имеет довольно сложный рисунок, но его структуру определяет очень четкая закономерность чередования генетически связанных элементарных почвенных ареалов, их регуляр -пое и постоянное повторение в пространстве.

га о го ми

Рис.8 Ключевой участок "Грязовец": А - гипсометрическая карта; относительные превышения в см: I -0-30, 2 - 30-50, 3 -50-100, 4 - 100-150, "5 - 150-200, 6 -200-250, 7 - вода на I I:: ::!■. поверхности; ^

Б - карта элементов I палэокриогенного микрорельефа: I - вершины блоков I поряд-1« ка, 2 - вершины блоков П порядка, 3 -склоны блоков крутые, 4 - склоны блоков пологие, 5 - склоны межблочий крутые, 6 -

ш

сз

в

межблочные понижения,. 7 - межблочья-западины, 8 - вода; В - почвенная карта; почвы: I - дерново-неглубокоподзолистые палеокарбонатные, 2 - дерново-мелкоподзолистые палеокарбонатные, 3 - болотно-тттт-зпттттотно. 4 - легаово-глеевые. 5 - болотные торфяно-глеевые, 6 - вода

Главным фактором формирования структуры почвенного покрова является микрорельеф. Согласно таксономической системе классификации В.М.Оридланда (1980, 1984), такая структура почвенного покрова относится к почвенно-гидроморфным, входящим в водно-миграционную группу. Основной особенностью строения почвенного покрова исследованного участка является его комплексность; различия компонентов проявляются здесь-на уровне типа почв. Контрастность почвенного покрова определяется как сильная.

Аналитическая характеристика почв блочных повышений отражает широко известные свойства дерново-подзолистых почв: четкая дифференциация профиля по содержанию ила и глины, по кислотности, содержание гумуса, поглощенных катионов, валового кремнезема и другим показателям. Ранее было показано (Глазовская,1974; Зай-дельман,1974; Таргулъян и др.,1974), что дерново-подзолистые почвы в южной части ареала имеют растянутый по глубине профиль за счет осаждения пленок на стенках трещин. Наши наблюдения показывают, что такая особенность почв отмечается и для- исследованных нами более северных частей ареала. Определение химических свойств пленок показало их отличие от общей массы вмещающих горизонтов: повышенную гигроскопичность, повышенное содержание гумуса (в 3-5 раз), несколько большую, чем вмещающие горизонты, кислотность; повышенное содержание валового (превышения

эти двух- и даже трехкратные), некоторое увеличение содержания кремнезема в пленках с глубиной (что не характерно для вмещающих горизонтов).

Исследованные почвы почти всегда имеют морфологическую дифференциацию элювиальной части профиля на отбеленную и палевую составляющие. Этот факт, по мнению многих исследователей,свидетельствует об их сложном отроении, когда в элювиальную по илу часть "большого" глинисто-дифференцированного профиля вложен менее мощный профиль, тлеющий Al-Fe - гумусовый характер распределения продуктов почвообразования. Своеобразие таких "вложенных" или "наложенных" субпрофилей (Таргульян, Тонконогов, Александровский, 1978; Тонконогов,1985) или "системы двух вложенных профилей"(Ильичев, 1982), обычно, связывается с полигенетичностью глинисто-диф-ференцировакных почв (Таргульян и др.,1974,1976,1978 и др.), когда элювиально-иллювиальная дифференциация, начавшись в раннем голоцене, завершилась к его середине.

Вопрос о генезисе текстурной дифференциации почв сейчас является. одним из наиболее дисскусионных в почвоведении (Таргульян и др.>1974,1976,1978; Соколов,1982,1988; Соколов и др.,1983;

Толчальнкков,1984; Тонконогов,1985; Макеев, Макеев,1989 и др.), поэтому любце результаты, могущие внести вклад в решение этого вопроса, могут представлять интерес. Наши материалы позволяют предположить, что элювиально-иллювиальная и гранулометрическая дифференциация профиля исследуемых почв в максимальной степени тоявилась не в раннем голоцене, а несколько раньше - в позднелед-никовье и связана с процессами, на которые указывал И.П. Герасимов (1959) - декальцификацией к декольматацией покровных"суглинков. Однако не менее важным, как мы считаем, был процесс надмер-злотно-глеевого отбеливания. В пользу глеевого надмерзлготного отбеливания говорит неглубокое, менее I м, залегание карбонатно-. го горизонта. Трудно представить, что в случае развития процесса кислотного гидролиза силикатов, способного сформировать мощнейший элювиальный горизонт, карбонаты сохранились бы на такой малой глубине. К концу позднеледникового времени гранулометричес -кая и химическая дифференциация суглннкрв ели какой-то этап этой дифференциации, по-видимому, были уже в значительной степени осуществлены. Об этом свидетельствует тот факт, что заключительный рецидив морозобойного растрескивания привел к формированию клиновидных структур, выполненных материалом уже отбеленного горизонта. Начиная с пребореала, интегральное влияние , процессов почвообразования, видимо, было направлено на поддержание.достигнутой дифференциации почвенного профиля и развитие' процессов, широко освещенных в литературе (оглеение и элювйально-глеевый процесс, альфегумусовая дифференциация облегченной по глине части профиля, локализованные по трещинам альфегумусовая миграция и партлювация, кислотный гидролиз силикатов, выщелачивание, деси-ликация (Герасимов,1973,1975; Глазовская,1974; Зайдельман,1974; Таргульян, и др.,1874,1978; Карпачевский,1977; Зонн,1978; Герасимова,1981; Тонконогов,1985 и др.)

Почвы межблочных понижений, в 'зависимости от степени выраженности последних, представлены разными типами: от дерново-подзо -листых на слабо выраженных до болотно-подзолистых на. хорошо выраженных межблочьях, и болотных низинных почв в межблочных западинах. Почвы имеют типичные морфологические и аналитические характеристики, широко описанные в литературе.

Ключевой участок "Углич" (правобережье р.Волги, в 24 км севернее г.Углича) был выбран в целях изучения палеокриогенных особенностей почв и почвенного покрова, формирующихся на песках и супесях, подстилаемых мореной. Территория участка является частью водно-ледниковой равнины со слаборасчлененной слабовол-

цистой поверхностью, на которой неотчетливо выражен захороненный полигональный микрорельеф; границы полигонов и межблочные понижения выражены очень слабо, их понижения по отношению к центру блока составляют всего 20-30 см (рис.9). По размерам" решетки (около 60 м) полигональный микрорельеф относится к крупнополигональному. На рис.3 представлена одна из клиновидных структур в морене, расположенная в межблочном понижении. Структура имеет двухъярусное строение; по формо и заполнению она асимметрична. В заполнении структуры участвуют :пески, супеси, суглинки. Все признаки, свойственные данным клиновидным структурам, позволяют считать их псевдоморфозами по ледяным жилам, а значит, по данным мерзлотоведов, условия их образования били иными, по сравнению с условиями образования грунтовых клннозидных структур. Перекрывают структуру пески примерно метровой мощности, являющиеся поч-вообразующей породой для современных дерново-подзолистых кон-тактно-глубокоглеевшс с фрагментарным BIT почв, подстилаемых мореной. На блоках формируются дерново-подзолистые почеы.

Морфологические, аналитические свойства почв, детальная почвенная карта (рис.9) показывают, что в составе почвенного покрова участвуют как мало контрастные почвы одного типа - дерново-под -золистые, различающиеся на уровне рода и приуроченные к блокам и межблочным понижениям, так и более контрастные почвы - болотно-подзолистыэ, приуроченные к редким западинам. Элементарные почвенные ареалы названных компонентов имеют небольшие размеры. В условиях небольших относительных превышений, незащшутости межблочных понижений, легкий гранулометрический состав и повышенная водопроницаемость.почв свели почти на нет роль палеокриогенного микрорельефа в пространственном перераспределении влаги и соот -Еетственно привели к формированию мало контрастных микроструктур почвенного покрова.

Глава 4. Современные гидротермические" условия,

водный и температурный режим серых лесных почв

В главе приводятся полные характеристики гидротермических процессов и обсуждается их роль в формировании современных и реликтовых признаков серых лесных псчв (СЛП). Тесная связь меяду климатом и почвами давно стала общепризнанной истиной и руководящим началом в докучаевсксм почвоведении. На современном этапе физические ренте,an почв рассматриваются как проявление их климата

га,

А

О. ЁПЬЕЗ Б

" 1 ЧЛ'

Ш ЕПЫГЗ В

Рис.9 Ключевой участок "Углич":

А - гипсометрическая карта: I - изогипсы, относительные высоты в см, 2 - почвенные разрезы;

Б - карта элементов палеокриогенного микрорельефа: I - межблочные западины, 2 - межблочные понижения, ,3 - склоны блоков, 4 - вершины блоков;

В - почвенная карта, почвы: I - дерново-подзолистые контактно-глубокоглеевые песчаные, 2 - дерново -подзолистые контактно-глубокоглеевые песчаные с фрагментарным вторым гумусовым горизонтом, 3 - пере-гнойно-глубокоподзолистые глеевые песчаные; все почвы подстилаются моренными суглинками

История развития исследований в этой области получила освещение в монографиях А.Л.Роде (1965,1969), Н.А.Качинского (1965,1970), В.Н.Димо (1972), А.М.Шульгина (1972), А.Ф.Чудновского (1976), А.Д.Воронина (1986) и др. Исследованию связи почв и почвенного покрова с климатическими условиями, изучению отдельно температурного, отдельно водного режимов почв, посвящена обйНя литература. Работы по комплексному анализу данных рэммов почв пока единнчны (Сазвинов,1976; Семко,1976; Димо,1985). Среди почв Русской равнины гцдротермичэские условия и физические режимы наименее изучены, по нашему мнению, в С.Ш.

Изучение водного и температурного режимов СЛП пахотных и под лесом за 12-летний период (с 1971 по 1982 г.) проводилось на ключевом участке "Пущипо" на трех площадках на пахотных почвах опытной полевой станции ИПФС РАН и одной площадке на ненарушен -ных почвах под широколиственным лесом. Дополнительно в течение 4к лет были проведены исследования водного режима почв под лесом на элементах палеокриогенного микрорельефа - на блоке и в межблочье. Сравнительный анализ свойств почв всех площадок включает характеристику гранулометрического состава, физико-химических свойств, валового состава и водно-физических свойств. Рассматриваются изменения СЛП при сельскохозяйственном использовании.

Анализ климатических показателей по данным Серпуховской метеостанции, наблюдения на которой ведутся с 1932 г., свидетельствует о значительных колебания! количества осадков (до двукратных от средних) и ещё большее колебаниях по годовым температурам воздуха (трёхкратны,0. Значительно изменяется и коэффициент увлажнения (по Иванову,1948): от 1.1 до 2.5 по отдельным годам, и от 0.1 до 8.0 по отдельным месяцам.

Важным моментом при изучении водного режима является выявление многолетних циклов годовых сумм осадков (Роде,1969). Анализ скользящих 2-, 4-, 5- и 7-летних периодов позволил выявить главную цикличность многолетней изменчивости между годами максимумов и годами минимумов количества осадков, составившую примерно 17 лет, на фоне которой четко выявляется вторичная цикличность длительностью 4-5 лет. Период наших наблюдений охватил саше различные по климатическим условиям годы, в том числе а саше экстремальные.

. Важная климатическая характеристика - распределение и мощность снежного покрова. Многократные снегосъемки опытного поля (площадь около двадцати км^) показали, что мощность снежного покрова

- 30 - .

изменяется весьма неравномерно от года к году и значительно отличается между пашней и лесом.

Температурный режим почв. Главная его особенность заключается в существенном отличии динамики процессов в СЛП под лесом от почв пахотных: последние имеют более напряженный, более контрастный, более континентальный режим, чем почвы под лесом. Главные параметры температурных свойств'почв представлены в таблице.Различия температурного режима почв под лесом и пахотных находят яркое выражение и в суточном ходе температуры.

Проведенные исследования позволяют заключить, что диапазон изменений характеристик температурного режима изученных почв довольно значителен. Согласно классификации температурного режима почв (Димо, 1972,1985,1988), исследованные СЛП входят в группу промерзающих, относятся к типу сезоннопромерзающих и подтипу почв умеренно-холодного температурного режима; по степени континентальное ти климата почв они относятся к умеренно континентальному типу, по теплообеспеченности почвы под лесом оцениваются как среднетеплообеспеченные, а пахотные почвы - выше средней.При таком температурном режиме почв современное проявление криоге-неза выражается только в формировании листоватой оструктуреннос-ти приповерхностных горизонтов, впервые отмеченной Н.А.Качинским (1927); все другие криогенные признаки могут быть связаны только с древними позднеледниковыми процессами криогенеза, то есть с палеокриогенезом.

Водный режим почв. Результаты изучения водного режима СЛП в различных экологических условиях (лес, пашня) и на разных элементах палеокриогенного микрорельефа заключаются в следующем:

- строение профиля изученных почв, их водно-физические свойства позволяют создавать хороший запас влаги и в периоды переувлажнений осуществлять отток влаги в нижележащие слои, а растениям позволяют полностью использовать всю доступную влагу;

- при значительной увлажненности нижних горизонтов сильное иссушение верхних не всегда компенсируется даже последующими осадками осенне-зимне-весеннего периода; культурные растения в отдельные годы и отдельные периоды вегетации испытывают острый недостаток влаги;

- различия, определяемые палеокриогенным полигонально-блочным микрорельефом и формировавшиеся в течение всего голоцена, в условиях пашня-лес переходят в ранг дополнительных.

- водный режим СЛП складывается по типу периодически промыв-

Температурные свойства серых лесных почв

Таблица

—-~-^11лощадка. Угодье ПАШНЯ ЛЕС

Темпера ту ные характерно Площадка I ■ Площадка 2 Площадка 3 Площадка 9

Начало промерзания 6.XI - 9.П 7.XI - 6,1 16.XI - 14.1 18.XI - 20.1

Полное оттаивание ЗО.Ш -17.У ЗЛУ - 7.У ¡¿О.Ш - 1.У 8.1П - 20.1У

Мерзлое состояние, дни среднее от 82 до 161 123 от 88 до 170 125 от 89 до 153 120 от 48 до 138 112

Глубина промерзания, см средняя от 2-1 до 139 75 от 48 до 145 82 от 18 до 142 67 от 5 до 66 32

Период с темпе^а^рой Начало 28.1У - 15.У1 16.1У - 14. У1 14.1У - 13.У1 20.1У - 2.У1

Окончание 16.IX - 30.X 21.IX - 27.Х 18. IX - 30.X 5.IX -, 22.Х

Дней среднее от 103 до 162 138 от ИЗ до 169 139 от ИЗ до 173 139 от 120 до 169 143

Сумма активных темпетатур (>+10иС)на глубине 0.2 м. Среднее за 1973-1982 г.г. (град.С) 2214 2231 2222 2027

Средняя температура почвы -самого холодного месяца (числитель) и самого теплого месяца (знаменатель) (град.С) А? -3.8 Т975 -1.8 ЖГ7 -1.2 +17. Ь

- 32 -

ного с более частым сквозным промачиванкем почв под лесом.

Элементы и составляющие водного режима находят прямое отражение в признаках изучаемых почв: разной выщелоченноети профиля от карбонатов, миграции продуктов почвообразования и их аккумуляции в нижних горизонтах, в слабом оглеении на глубинах ниже 200 см, максимальном скоплении освотленного материала и !Лп-£е-конкреций в горизонте иссушения. Хорошая связь свойств почв с элементами водного режима позволяет рассматривать режим "как неотъемлемую генетическую характеристику почвы" (Романова, Капилевич,1981).

Как видно из особенностей водного и температурного режимов исследованных почв, мощность снежного покрова и глубина промерзания оказались однпш ил главных характеристик в определения типов этих режимов. Косвенно влияние данных характеристик сказывается и на пестроте почвр"ного покрова через варьирование поступивших в почву талых вод иогина,1964; 0ридланд,1972; Колесов.Юрковский, 1975). Перераспределение влаги, как известно, иногда является важнейшим фактором дифференциации почвенного покрова (Оридланд, 1972), а гидрологический режим почв - определяющий фактор их формирования и развития (Зайдельман,1985). Положение исследуемых почв на южной границе гумидной зоны само по себе обусловливает значительные колебания климатических условий, что, соответственно, отражается к на физических режимах почв. Сведение же леса, распахивание СМ приводит к значительному изменению проявления таких важных гидротеротчэских факторов как водно-йизичес -кие свойства, количество поглощенно;! солнечной радиации*мощность снежного покрова, глуонна промерзания, перераспределение стока татых вод и др. Результирующее влияние этих условии проявляется в однозначном и существенном сдвиге водного и температурного режимов пахотных СЛП относительно почв под'лесом в сторону арид-ности и большей континентальноети. Перераспределение влаги в системе палеокриогенйого микрорельефа блок - межблочье, обусловившее на протяжении многих тысячелетий различия в водном режиме почв этих элементов микрорельефа, привело к отчетливой дифференциации почвенного покрова на исследованных площадках и, как было показано выше, в различных природных почвенных зонах на уровне подтипа и типа почв.

Глава 5. Палеокриогенез и современное почвообразование

Влияние криогенных процессов и явлений (промерзания, оттаивания, вечной мерзлоты) на почвообразование привлекает внимание

исследователей, начиная с момента становления докучаевского почвоведения. Современным представлениям о роли криогенных процессов в формировании почв посвящена обширная литература, обзор которой имеется во многих работах (Ногина,1964; Подов,1967; Соколов ,1971; Таргульян,1971; Макеев,1974,1981,1990; Сб. Почвенный криогенез,1974; Сб.Криогенные почвы...,1977; Алифанов,1977; Гу-галшская,1982; Худяков, 1984, и др.). Не менее важным направлением в почвоведении, возникшем в последние годы в связи с достижениям!! смежной науки - палеогеографии, доказавшей широкое развитие многолетней мерзлоты на Русской равнине на заключительных этапах плейстоцена, является познание роли палеокриогенных процессов в современном почвообразовании (Величко, Морозова, 1975; Алифанов,1979; Еирова, Симакова,1979 и др.).

Рассматривая палеокриогенные особенности территории центра Русской равнины и их влияние на современное состояние почв мы приняли следующие понятия и определения. Ккриогннным признакам относятся свойства и явления, возникшие под влиянием отрицательной температуры, промерзания, протаивания, вечной мерзлоты и др.; криогенные свойства почв могут иметь морфологическую выраженность и не иметь ее, а определяться лишь аналитически. Всю сумму процессов, формирующих морфологически выраженные признаки криогенеза называем криоморфоге-н е з о м почв. Криогенные признаки могут быть не только современными, но и древними; в этом случае они относягся к п а -хеокриогенным. Почвы, в профиле которых криогенные морфологические признаки выражены особенно ярко, мы относим к к р и о м о р ф н ы м. Среди них могут быть почвы, в которых следы криогенных процессов имеются, а условия для их развития отсутствуют. Такие почвы мы называем палеокриоморф-н ы м и.

Все криогенные признаки по своему влиянию на почвообразование могут быть разделены на несколько групп: оказывающие влияние на почвообразование на уровне почвенного покрова (предлагаем их называть м era морфологическими), на уровне почвенного профиля (макро морфологические ), на уровне почвенного горизонта (мезоморфологичес-к и е ), на уровне структурной отдельности, почвенного агрегата (микроагрегата), частицы мелкозема (микроморфологические ). Криогенные свойства более мелкого уровня ( например, коллоидных частиц ), видимо, следует относить к группе ана-

- 34 -

литическш^ (химические и физико-химические свойства).

Среди многообразия почвенных свойств криогенные свойства обладают способностью хорошо сохраняться, они являются одними из наиболее устойчивых и фиксируют в профиле относительное время своего образования. Это позволяет использовать их в качестве хронологических и (или) стратиграфических реперов.

Мегаморфологические признаки. К ним относятся палеокриогенные формы микрорельефа - полигонально-блочные и полигональные. Изучение реликтовых криогенных форм микрорельефа^ их гипсометрии, строения, морфологии и влияния на строениеКпокрова, проведенное в разных почвенных зонах и на разных породах, выявило определенные закономерности. Так, на песках, подстилаемых мореной, в области дерново-подзолистых почв (участок "Углич") система полигональных трещин в период существования мерзлоты возникла в плотных моренных суглинках; полигональная решетка имеет почти шахматное чередование; сечения вкрест простирания трещин имеют клиновидную форму, а перекрывшие песчаные отложения сильно снивелировали полигональный микрорельеф.

В составе почвенного покрова территории- с песчано-супесчаными почвообразущими породами преобладают .мало контрастные почвы одного типа - дерново-подзолистые, для которых легкость почвообра-зуюцих пород практически уничтожила влияние палеокриогенного микрорельефа.

Совсем иная ситуация на территориях, где почвы (серые лесные и дерново-подзолистые) развиваются на покровных лессовидных отложениях. Так, например, территория в районе г.Пущина была подвержена криогенному растрескиванию, результатом чего явился реликтовый криогенный полигонально-блочный и блочно-западинный микрорельеф. Микроповышения-блоки имеют округлую форму до 15-40 м в поперечнике, их превышения над оконтуриваюпщми межблочными понижениями колеблются от 50 до 80 см. Ширина межблочий 3-7 м, они создают в плане полигональную ячеистую сетку. Тот факт, что межблочные понижения, создающие на поверхности полигональную сетку, закладывались по бывшим криогенным трещинам подтверждается существованием криогенных клиновидных структур именно в. ь.ежблочь-ях. Эти структуры залегают на глубине около 2-х м и сложены материалом иллювиальных горизонтов. Клиновидные структуры являются, как мы считаем в согласии с мнением мерзлотоведов, эпигенетическими по отношению к вмещающей толще. По своим особенностям эти

клиновидные структуры сильно отличаются от клиновидных структур в ареале яесчаных дерново-подзолистых почв: материал заполнения однородный (что предполагает постепенное систематическое заполнение пустот, образовавшихся при растрескивании, а не постадий-ное заполнение при вытаивашш части ледяной жилы), отсутствуют в материале заполнения структур участки с горизонтально слоистым (водного генезиса) сложением (что может свидетельствовать о недостаточной увлажненности этого материала в момент заполнения клиновидных структур),. четкая незамытая граница структур ивмеща-щэго материала (невозможная при сильном разжижении материала заполнения структур в случае таяния ледяной зилы), постепенный переход клиновидной структуры в перекрывающий покровный суглинок. Эти особенности свидетельствуют о формировании клиновидных структур кал изначально трз^нтовых, а не псевдоморфоз по позторно-жиль-ным льдам, а значит об иных природных условиях образования ( в первую очередь за счет меньшей увлажненности) (Достовалов, IS52, 1960; Каплина, Романовский,1960; Катасонов,1973; Данилова, Баулин, •1973; Каплянская, Тарлоградский,1973; Романовский,1977; Попов, Розенбаум, Тумель,1905).

Путинский участок расположен в центре ареала серых леспых почв. На сезере этого ареала, во Владимирском ополье, контрастность строения почвенного покрова становится более сильной, то ость выражена ярче, чем в центре ареала, за счет очень хорошо сохранившегося палеокриогенного микрорельефа. Последний состоит из блоков-повышений трвого порядка с относительными превышениями 2,5-3 м и дааш5-гш до 80 м, блоков-повыпенпй второго порядка с относительными превышениями 1,5-2 м и дпаштром 20-40 r.i, блоков-повышений третьего порядка с превышенном до 50 см п межблочных понпяюний и западин, разделяющих блоки. Еще северное, в ареале суглинистых дерново-подзолистых почв (palón г.Грязовца) полиго-калышй блотгай микрорельеф представляет собой чаредованле бугров-блоков округлой форма диаметром 60-90 м с относительной высотой 2-2,5 м и разделяющих и оконтурпващпх их !,:еяблочных поня-"•ениГг (в местах сочленения нескольких межблочных понижений -межблочных западин).

Полигонально-блочный микрорельеф, обусловленный палеокриоген-.чкг,;и процесса'.'?.! позднего плейстоцена, послужил мощным фактором дифференциации почвэнного покрова на суглинках в разных зонах. Результатом такого влияния является контрастный и комплексный, различающийся на уровне подтипа и типа почв, двух- и трехкомпо-

нентный почвенный покров.

Мактэоморфологические признаки. Эти признаки, влияющие на почвообразование на уровне почвенного профиля, развиты в исследованных почвах та^ке широко, как мегаморфологические в почвенном покрове. Речь идет, главным образом, о втором гумусовом горизонте (ВГГ), его языковатой или клиновидной формах. BIT залегает обычно на глубинах от 20 до 100 см и имеет мощность 20-30 см. Он встречается далеко не во всех разрезах дерново-подзолистых и серых лесных почв, на некоторых территориях он скорее исключение из закономерностей строения профилей. Определенный взгляд на" формирование данного горизонта не определен до сих пор: слишком большая разница в его морфологических особенностях, а глубина и характер залегания в почвах разных территорий не позволяет однозначно ответить на вопрос о его генезисе.

В литературе очень мало ссылок на криоморфизм ВГГ. Языкова-тость ВГГ, по нашим наблюдениям, можно систематизировать по морфологии, размерам и заполнению. По морфологии гумусовые языки объединяются в три группы: клиновидные, трещиновидные и кармано-видные. По размерам они делятся на крупные и менее крупные (мелкие); последние не проникают глубже I м. По заполнению гумусовые языки могут быть монокомпонентными и поликомпонентными. Монокомпонентный заполнитель, состоящий из материала ВГГ, характерен для мелких гумусовых языков. В верхней части крупных языков в за-понитель включается материал осветленных и иллювиальных горизонтов.

Изучение горизонтальных срезов на разных глубинах обнаружило, что морозобойное трещинообразование, влияющее на морфологию почвенного профиля, проявилось в нескольких генерациях трещин, имеющих собственную полигональную решетку. Наши наблюдения свидетельствуют о том, что гумусовые клинья закладывались в подавляющем большинстве по межблочным понижениям. На блоках трещинообразование макроморфологического уровня проявлялось в значительно меньшей степени, или его следы не везде сохранились.

Кроме языковатости BIT, существуют формы клиновидности и других генетических горизонтов, правда, отмеченные только для ареала суглинистых дерново-подзолистых почв. Так,существуют клиновидные структуры, выполненные материалом осветленных горизонтов (рис.6): палевого цвета - основная, белесого цвета - вложенная в палевую; здесь же отмечены очень широкие (до 2 м) при небольшой глубине (до 0,7 м) клиновидные структуры, выполненные материалом, похожим на материал иллювиальных горизонтов.

Me я омо пДюлогич д с,кие признаки. Из данных признаков, влияющих

на почвообразование на уровне генетического горизонта, нам известны микрошарьяжи (Алифанов,1975) и криогенная оструктуренность почвенной массы, вернее, криогенная основа современной острукту-ренности почвенной массы (Гугалинская,1982; Гугалинская,Алифанов, 1983). Микрошарьяжи образуются за счет смещения почвенной массы на короткие расстояния при промерзании влажных почвенных горизонтов. Смещения и сдвиги здесь происходят по трещинам и граням, структурных отдельностей, чему способствуют коллоидные пленки, покрывающие эти поверхности, а также суглинисто-глинистый состав мелкозема.

Одним из условий формирования плитчатой, различного размера ореховатой и призмовидной структуры исследованных почв, кал мы считаем, является развитие процессов промерзания-протаивания почвенной массы. Сформированная на значительных глубинах (до 3 м) при промерзании слоистая и сетчатая текстура мелкозема, в настоящее время непромерзагацего, унаследовалась им после отступания доголоценовой мерзлоты. Развившиеся вслед за этим почвенные процессы дорабатывали криогенную текстуру в почвенную оструктуренность. Оструктуренность приповерхностных горизонтов в виде листоватости связана с современным проявлением криогенеза (Качин-ский, 1927).

Изложенные материалы показывают, что палеокриогенные свойства или признаки оказали и оказывают на почвообразование определяющее влияние. Кроме того, представленные материалы позволяют разделить почвообразующге процессы, сформировавшие почвы центра Русской равнины, во времени на современные и древние.

Древнее почвообразование в связи с палеокриогенезом. Древнее почвообразование,шедшее на фоне активного протекания процессов криогенеза, может быть условно разделено на две стадии. К первой мы относим процессы, связанные с формированием палеокриогенного микрорельефа. Ко второй относим.процессы, связанные с формированием и криоморфогенезом почвы, для которой в качестве гумусового горизонта выступал ВГГ. Среди признаков почвообразования, связанных с BIT, выделяются:

- резкая граница с перекрывающим материалом современного (выходящего на дневную поверхность) гумусового горизонта, иногда подчеркнутая маломощной зоной отбеливания, захватывавшей (съедающей) и верхнюю часть'ВГГ;

- замытая нижняя граница (постепенный переход к нижележащему горизонту);

- сизоватый, стальной и углистый оттенки почвенной массы, углистые включения, сажистость (мажущее состояние), наблюдаемая в глубоких языках;

- очень большая плотность в свежезачищенной стенке и превосходная пластинчатая в верхней части и плитчатая в нижней части ост-руктуренность почвенной массы в высохшем состоянии (рассыпание почвенной массы на очень плотные плитчатые отдельности; последние при надавливании могут рассыпаться на ореховатые, мелкозернистые или порошистые отдельности);

- гуматный тип гумуса (Сг к : С^ к изменяется от 1.5 до 5.0) при фульватно-гуматном составе гумуса в перекрывающем rop.AI и фульватном в нижележащем rop.BI;

- невысокая по сравнению с перекрывающим rop.AI биологическая активность органического вещества;

- высокое (Ib-25/S от общего числа минеральных зерен во фракции физической глины против &-8% в современном rop.AI), содержание фитолмтов (Дубровина,1988);

- практическое отсутствие отличий от перекрывающего материала по остальным изученным физико-химическим параметрам.

Наши исследования почв в области современной вечной мерзлоты показывают, что большая часть характеристик BIT ближе всего отвечает условиям мерзлотного гидроморфного почвообразования.

Существует еще один признак реликтового гидроморфного почво- . образования в исследованных почвах - карбонатные конкреции, часто довольно значительных, до 3-4 см, размером.' Присутствуют они толЬко в почвах блоков, в почвах межблочий их нет. Вопрос о том, существовали ли они когда-нибудь в почвах межблочий или исчезли в результате полного разрушения и выщелачивания, остается открытым. Наши наблюдения•скорее согласуются с предположением о повсеместном формировании карбонатных конкреций и о последующем их уничтожении кислыми растворами в почвах межблочных понижений.

Итак тип древнего почвообразования, связанного с формированием криоморфной почвы, гумусовый горизонт которой в современном профиле дерново-подзолистых и серых лесных почв называется BIT (Afia), может быть определен как мерзлотный гидроморфный. Стадию почвообразования, с какой связано формирование данной «очвы, мы предложили назвать ыерзлотно-гидроморфной (Алифанов,1980,1984). Формирование ыерзлотно-гидроморфной почвы проходило в несколько этапов. Мерзлотно-гидроморфное почвообразование началось с раз-

витш луговых и болотных процессов и формирования темноцветного органо-аккумулятивного горизонта (лйа). Лугово-болотный этап мер-злотно-гидроморфной стадии почвообразования, начало которого по времени совпадает с заключительным этапом трансформации полигонально-блочных структур в полигонально-елочный микрорельеф,в условиях, вечной и даительносезонной мерзлоты, активного криогенного выветривания, выполаживания блоков, расширения межблочных понижений проходил при достаточно холодном и влажной ( оттаивающие сезонная и вечная мерзлота выступали одновременно как водо-упор и поставщики влага), малоконтинентальном (рлстянутый период снеготаяния, возможное преобладание околоснежниковой раститель -ности) климате.

Второй этап мерзлотно-гидроморфной стадии почвообразования может быть назван морозобойно-криоморфным; активному мерзлотному трещинообразованию подвергался формирующийся органо-аккумулятив-ный горизонт лугово-болотной почвы. Материал горизонта сносился в трещины и накапливался в их .нижних частях, тем сат,щм фиксируя лугово-болотный, гвдроморфный этап (материал окончаний гумусовых языков мажущийся, сажистый, содержит включения недоразложивщихся углеподобных растительных тканий). При этом трещинообразованию подвергались почвы межблочных понижений и их склонов, и реже^поч-вы блоков.

Морозобойные трещины второго этапа мерзлотно-гвдроморфной стадии образуют три генерации полигонов с решеткой примерно 2,5 м, I м и 0,4 м. Первопричиной растрескивания с размером полигонов до I м обычно считают диагенетическое растрескивание летом усыхающих и уменьшающих''в объеме связных.пород, унаследущееся морозным растрескиванием зимой (Попов,1967; Романовский,1977; Су-ходровский,1979). А вот растрескивание с размером полигонов 1,02,5 м, чаще всего обнаруживаемых для BIT, обычно считают изначально криогенным признаком. У мерзлотоведов существует мнение (Романовский,1977), что напряжение, определяющее размеры полигонов, зависит от степени континентальноети климата (от амплитуды колебаний температуры на поверхности), а напряжение, определяйте глубину проникновения морозобойных трещин, зависит от суровости климата (средней температуры мерзлых пород). С учетом этого мнения можно предполагать, что похолодания второго (морозобойно-криоморфный) этапа были вызваны возвратами не столько холодного,

■ сколько „

резкоконтинентального климата. Холодность климата, видимо, усиливалась ненамного, поскольку глубина залегания мерзлоты изменя-

лась мало: формирующиеся первыми кармановидные гумусовые языки, нижняя граница которых фиксирует уровень залегания мерзлоты,проникали на небольшую глубину (60-80 см). Однако, чем ближе к голоцену, тем заметнее склонялся в сторону потепления общий тренд климатических изменений, а значит, уровень мерзлоты продолжал опускаться. Однако степень континентальности климата даже ~возрастала: морозобойное растрескивание конца второго этапа имело следствием формирование узких глубоких (глубже I м) трещин и клиновидной форш гумусового горизонта. И, видимо, появилась (или обозначилась из-за опускания уровня вечной мерзлоты) иссушенность почвенного покрова: морозобойное растрескивание, требующее в почве свободной влаги, проявлялось в основном в межблочных понижениях, то есть в наиболее увлажненных, участках почвенного покрова

Третий этап мерзлотно-гидроморфной стадии почвообразования, видимо, связан с описанными П.П.Герасимовым процессами декальци-фикации и деколъматации поверхностных отложений. считаем, что в это ;:е время в ландшафтах с неглубоким залеганием мерзлотного водоупора стали развиваться процессы надмерзлотно-глеевого отбеливания. По видимому, к этому, же этапу относится начало формирования современной оструктуренности почв, когда заложенная ледяным шлирообразованием криогенная делимость материала, дорабатывалась и закреплялась за счет осавдения глиниотых пленок'из активно передвигающихся с латеральным (вдоль уровня вечной мерзлоты) и вертикальным (вслед за отступающим уровнем вечной мерзлоты) током почвенных растворов, обогащенных тонкодисперсным материалом (вследствие развития процессов декольматации) и катионами щелочно-зеыельных металлов (вследствие развития процессов декаль-цификации).

Современное почвообразование в связи с палеокриогенезом почв и почвенного покрова. После завершения стадии почвообразования, связанной с криоморшогенезом почв и почвенного покрова, закончившейся, по-видимому, с окончанием переславского похолодания около 9,3 тыс. лет назад, началась стадия, которую в истории почвообразования обычно определяют как эволюция почв в голоцене.Эта стадия, тшфсе как и предшествовавшая мерзлотно-гидроморфная, была неоднородной и отражала изменчивость природных процессов, связанную с изменчивостью климата и биоты. Эволюция почв в голоцене - предают исследования большого круга почвоведов - не является целью нашего изучения.

Современное почвообразование мы рассматриваем, <5 одной сторо-

ны, как функционирование почв, то есть проявление процессов, действующих в настоящее время, с другой стороны, как весь комплекс современного состояния и свойств почв и почвенного покрова. Функционирование почв, определяемое всеми факторами почвообразования, в своей максимально динамичной форме проявляется под воздействием гидротермических условий. Мы разделяем мнение Ф.Р.Зай-дельмана (1985) о том, что понимание генезиса и эволюции почв в целом, свойств и диагностических признаков связано с анализом водного" режима, и что именно этот анализ является основой объективной оценки генезиса, эволюции и классификации почв. В-современное почвообразование мы включаем те процессы, которые действуют в почвах в настоящее время и существование которых выражается в современных свойствах почв и почвенного покрова.

Кроме того, современное почвообразование требует учета антропогенной трансформации в связи с нарастающим освоением территории. Поэтому в анализ современного почвообразования в ареале серых лесных почв мы ввели сравнение ненарушенных (непаханных) почв под естественной растительностью (лесом) и пахотных почв. Выявленные различия температурных характеристик ненарушенных и пахотных серых лесных почв показывают, что пахотные почвы имеют более напряженный, более контрастный, более континентальный теп-пературный режим, чем почвы под лесом.

Прямым доказательством того факта, что языковатость ВГГ является следствием древнего, а не современного морозобойного растрескивания служит режим промерзания серых лесных почв. Недостаточность охлаждения почв препятствует в современных условиях и возникновению криогенной оструктуренности почвенной массы за счет образования сетки ледяных шлиров.

Анализ динамики водного' режима показал, что водный реким складывается по типу периодически промывного (весной и осенью) с"более частым сквозным промачивавшем почв под лесом. Специальное изучение водного режима почв блока и межблочья показало,что почвы межблочий значительно влажнее, в межблочных понижениях снеговая вода сохраняется до конца мая-июня, водопроницаемость этих ючв'в несколько раз ниже, чем в почвах блоков.

Таким образом, современное почвообразование, определяемое гкдротермическим режимом, в исследованных почвах диффэренциро-зано по двум основным параметрам: антропогенной трансформации и талеокриогенезу почв. Антропогенная трансформация проявляется в уменьшении общей и гидролитической кислотности в пахотных почвах,

уменьшении в них запасов гумуса и изменении его состава в сторону гуматности,«увеличении в пахотных почвах объемного веса, а также изменении других физических и водно-физических параметров. Пахотные почвы тлеют более контрастный и более напряженный водный и температурный режимы. Несмотря на то, что все почвы (и пахотные, и под лесом) в своей нижней части постоянно увлажнены, а их водный режим склады^тся по типу периодически промывного (пахотные почвы промываются реже), верхняя часть их профилей .по проявлению водного режима отчетливо дифференцирована по палео-криогенным особенностям почвенного покрова: почвы межблочий промыты от карбонатов полностью, почвы блоков не только вскипают на глубине 200-250 см, но и содержат остатки карбонатных конкреций; промывание почв и миграция продуктов почвообразования в почвах межблочий вызывают осаждение пленок, натеков, каплевидных ("живых") образований органо-минерального состава (темно-серых и черных), а в почвах блоков осаждаются пленки с преобладанием соединений железа (охристого и ржавого цветов). Горизонт максимального весеннего (надмерзлотного) увлажнения и летнего иссушения в почвах блоков фиксируется максимальным скоплением осветленной присыпки, а в почвах межблочий - максимальным скоплением ' Мп-?е конкреций. Кумулятивный итог длительного, в течение всего голоцена, развития почв, разного на разных элементах палеокриогенно-го микрорельефа, состоит в том , что на исследованной территории сформировался почвенный покров в виде регулярно-циклических комплексов, состоящих из пятен серых лесных почв на блоках и окон-туривашщх их светло-серых (реже дерново-подзолистых) почв межблочий,

ВЫВОДЫ

1. Современное состояние серых лесных и дерново-подзолистых почв центра Русской равнины, полигенетичность и разновозрас-тность их профиля, комплексность строения почвенного покрова, динамику режима увлажнения и связанные с ним почвообразующие процессы во многом определили явления палеокриогенеза.

2. Результаты изучения температурного режима серых лесных почв в течение И-летнего цикла документально выявили, что данные почвы относятся к сезоннопромерзашцим с умеренно-холодным температурным режимом и средней и выше средней тешюобеспеченностью и что в настоящее время криогенные свойства, за единичным исключением, ни в почвах, ни в почвенном покрове не формируются.

3. Все выявленные криогенные свойства являются палеокриогенными,

унаследованными от криоморфогенеза позднеледншсовья. Палеокрио-генные свойства оказывают на почвообразование влияние на уровне почвенного покрова (мегаморфологические палеокриогенные свойства), на уровне почвенного профиля (макроморфологические), на уровне генетического горизонта (мезоморфологические), на уровне структурной и микроструктурной отдельности (микроморфологические)

4. Почвообразование в центре Русской ренины началось задолго до голоцена, в позднеледниковье. Активная роль в преобразовании материала принадлежала палеокриогенным процессам, которые трансформировали почвообразование и придавали ему-определенную направленность. К началу голоценового почвообразования почвообразующая порода представляла собой растресканную на блоки, облегченную по гранулометрическому составу в верхней части за счет процессов декольматации и партлювации, в верхней же части локально отбеленную за счет процессов надмерзлотного оглеения, пылеватую за счет процессов криогенной политизации, первично структурированную за счет шлирового льдоввделения толщу, венчающуюся мерзлотно-гидроморфной почвой с криогенно^грещиноватым органо-аккумулятив-ным горизонтом (современным вторым гумусовым).

5. Последовательность естественно-исторических событий в становлении почвенного покрова следует за изменчивостью единого природного процесса развития биосферы в позднеледниковье. К таким событиям относим: (I) - формирование полигонально-блочных структур во время ярославского этапа (похолодание раннего дриаса) более 14 тыс. лет назад (Величко,1973); криогенно-геоморфологичес-кая стадия; (2) - формирование, криоморфной почвы лугово-болотно-го облика в период 12,5-9,3 тыс. лет назад; мерзлотно-гидроморф-ная стадия почвообразования. Стадия распадается на ряд чередующихся этапов, для которых характерны определенные группы ведущих процессов;

- в периоды потеплений (бёллинг, аллерёд, половецкое потепление), имело место формирование малоконтрастного почвенного покрова, состоящего, в основном, из мерзлотных почв лугово-болотного облика, имеющих хорошо развитый органо-аккумулятивный горизонт,называемый сейчас вторым гумусовым; лугово-болотные этапы;

- в периоды похолоданий (средний и поздний дриас, переславское похолодание) органо-аккумулятивный горизонт подвергался активному мерзлотному трещинообразованию - морозобойно-криоморфные этапы;

- в заключительный период мерзлотно-гидроморфной стадии активи -зировалксь процессы надмерзлотно-глеевого отбеливания - заверша-

ютего этапа почвообразования^на рубеже плейстоцена и голоцена

6. В голоцене почвообразование также следовало за изменчивостью природного процесса, но, поскольку в межледниковье стадии с преимущественным развитием процессов почвообразования не прерывались стадиями преимущественно абиогенной (криогенной) трансформации материала, изменчивость факторов почвообразования не была контрастной. В начале голоцена и особенно в атлантический период происходила дальнейшая дифференциация почвенного покрова на блоках и межблочьях, доработка и оформление реликтовой криогенной текстуры почвенными процессами и формирование современной остру-ктуренности почв, активное разрушение карбонатных конкреций в межблочьях и формирование гумусовых и гумусово-железистых "зеркал". Эти же процессы, но, видимо, в ослабленной форме и с некоторой дифференциацией в активности действовали в суббореальное и субатлантическоа время.

7. Дифференциация увлажнения серых лесных почв, обусловленная палеокриогенным полигонально-блочным микрорельефом, длившаяся в течение всего голоцена и подтвержденная изучением водного режима этих почв в различных экологических условиях в течение 12-летнего цикла, вместе с другими факторами привела к формированию комплексного почвенного покрова. В ареале серых лесных почв почвенный покров имеет двух- и трехкомпонентный состав и дифференцирован на уровне подтипа и типа почв; в ареале дерновсТпС^олистых почв почвенный покров имеет трехкомпонентный состав и дифференцирован на уровне типа почв. Таким образом, контрастность и число компонентов комплексного почвенного покрова нарастают в меридиональном направлении от серых лесных к дерново-подзолистым почвам.

8. Даже минимальный антропогенный фон (распашка) оказывает на серые лесные почвы существенное влияние, сдвигая их по изменению динамики температурного и водного режимов от почв гумидной области к ряду почв, близких к аридным.

9. В название почв, имеющих в своем профиле признаки криоморфо-генеза, следует ввести определение "палеокриоморфная", например, серая леоная палеокриоморфная почва.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

I. О закономерностях связи распространения почв с многолетней мерзлотой. В кн.: Почвенный криогенез. М., Наука, 1974, с.147-151.

2. Опыт детального картирования эродированных почв.В сб.: Основные проблемы охраны почв. Мое. Гос. Унив., 1975, с.32-34 ( в соавторстве ).

3. Опыт детального ка'ртирования эродированных почв Нечерноземной зоны РСФСР. Проспект ВДНХ, М., Наука, 1975, с.1-4 (в соавторстве).

4. Формы проявления криогенеза в почвах Восточного Забайкалья. В сб.: Почвенный криогенез и мелиорация мерзлотных и холодных почв. Матер. Всес. конф., М., Наука, 1975, с.106-108.

5. О морфологических признаках современных и погребенных мерзлотных почв. Там же, с.114-116 (в соавторстве).

6. Ферментативная активность серых лесных почв. Почвоведение, 1976, №Х1, с.127-132 (в соавторстве).

7. Почвы Восточного Забайкалья и криогенез. Автореф. кандид.дис-серт., ОНТИ НЦБИ, Пущино, 1977, 29 с.

8. Закономерности географического распространения криогенных почв. В кн.: Криогенные почвы и их рациональное использование, М., Наука, 1977, с.19-30.

9. Морфология криогенных почв. Там же, с.31-41 (в соавторстве).

10. Физико-химические свойства криогенных почв. Там же, с.42-63.

11. Температурный режим криогенных почв. Там же, с.64-77 ( в соавторстве ).

12. Педокриогенез и криогенные почвы. В сб.: Основные вопросы агрохимии и почвоведения. Деп. в ВИНИТИ П окт., 1977 г. Ш942-77 Деп.

13. Особенности водно-температурного режима серых лесных почв Пущинского региона. Там же, (в соавторстве).

14. Мерзлотные почвы Восточного Забайкалья. Почвоведение, 1978, Ж, с.5-17.

15. Особенности строения почвенного покрова на разных типах многолетней мерзлоты. В сб.: Структура почвенного покрова и использование почвенных ресурсов, М., Наука, 1976, с.136-141.

16. Изменение серых лесных почв при сельскохозяйственном использовании. Почвоведение, 1979, Ж, с.37-47.

17. Морфологический анализ профиля как основа реконструкции условий почвообразования (на примере мерзлотных почв Нерчин-ской котловины). Почвоведение, 1979, йб, с.5-19 (в соавторстве) .

18. Палеогеографические предпосылки формирования и дифференциации почвенного покрова в зоне широколиственных лесов центра Русской равнины. В сб.:Почвы и их биологическая продуктивность. Тез.докл.юбил.конференции, Тарту, 1979, с.132-133.

19. Палеогеографические аспекты формирования серых лесных почв. 3 с'б.: Генезис, плодородие и мелиорация почв, ОНТИ ННБИ, Пу-щино, 1980, с.44-58.

20. Палеокриогенез и эволюция серых лесных почв. Тез. докл. Всес. конф. Прогноз изменения криогенных почв под влиянием хозяйственного освоения территории. ОНТИ НЦБИ, Пущино, 1980,

с.154-156.

21. Понятия, терминология и классификационные вопросы изучения промерзающих почв. Почвоведение, 1980, с.118-125 ( в соавторстве ).

22. Водный режим серых лесных почв. Почвоведение, 1981, М, с.58-70 (в соавторстве).

23. Варьирование агрохимических показателей в серой лесной почве. Почвоведение, 1981, МО, с.125-134 (в соавторстве).

24. Палеокриогенез и эволюция почв в голоцэнэ. XI Мевд. конгр. ИНКВА, тезисы докл., 1.1., 1982, т.Ш, с.14-15 (в соавторстве).

25. Исследование серых лесных почв электрометрическими методами. Биологические науки, 1982, JS7, с. 100-104 (в соавторстве).

26. К истории формирования структуры почв района водозабора и транзита части стока северных рек ETC. Тез. докл. Всес. конф. Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1983, с.17 (в соавторстве).

27. Разложение ГХЦГ в серой лесной почве разной степени эродиро-ванности. Агрохимия, 1984, Ж, с.74-80 (в соавторстве).

28. Прерывистость и непрерывность почвообразования во времени. Тез. докл. УП делегат, съезда Бсесоюзн.- общества почвоведов, Ташкент, 1985, с.26 (в соавторстве).

29. Серые лесные почвы центра Русской равнины. Историко-генети-ч^ский анализ. В сб.: Эволюция и возраст почв СССР, ОНТИ НЦБИ, Пущино, 1986, с.155-162.

30. К истории почв центра Русской равнины. Почвоведение, 1988, Ш, с.76-84 (в соавторстве).

31. Концепция формирования профиля почв гуывдной области Русской равнины. В сб.: Антропогенная и естественная эволюция почв и почвенного покрова. Пущино, 1989, с.38-ЗУ (в соавторстве).

Зг. Уколого-историчзский анализ почвенно-клкматических условий' южного Подмосковья. В сб.: Биопродуктивность агроценозов как комплексная проблема. ОНТИ НЦБИ, Пущино, 1989, с.20-27.

33. Прогноз изменения почвенно-гидрогеологических условий под влиянием антропогенного фактора. 3 сб.: Проблемы прогнозного почв.мелиор. картографирования и топографо-геодез. изысканий