Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Почвы и почвенный покров северного склона Джунгарского Алатау

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Почвы и почвенный покров северного склона Джунгарского Алатау"

АКАДЕМИЯ НАУК КАЗАХСКОЙ ССР

*

Ордена Трудового Красного Знамени Институт почвоведения

На правах рукописи ПЛЧИКИН Константин Михайлович

УДК 631. 4в+631. 4:551. 4

почвы и почвенный покров северного склона джунгарского алатау

03. 00. 27 - почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Алма-Ата 1991

Работа выполнена в лаборатории генезиса, географии и классификации почв Института почвоведения АН КазОСР.

Научный руководитель - доктор географических наук

а аоскопов.

Официальный оппонента: доктор биол огаческих наук

К. Ш. фАИЭОВ,

кандидат сельскохозяйственных наук

г. г. ценер.

Ведущая организация - Институт почвоведения и агрохимии

АН Республики Узбекистан.

Запита диссертации состоится " " 1991 г.

в " //; ^ " часов на заседании специализированного совета К 006. 07.01 в ордена Трудового красного Знамени Институте почвоведения АН КазОСР по адресу; 460032, г. Алма-Ата, Академгородок, Институт почвоведения АН КазОСР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения АН КазОСР.

Автореферат разослан 1991 г.

Ученый секретарь ^

специализированного совета, /

кандидат сельскохозяйственных . наук

н. л. яидаин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Несмотря на большое народно-хозяйст-енное значение, уникальность и многообразие ландшафтов и почв сследуемого региона, он до настоящего времени оставался недоС-аточно изученным. Это относится к классификационным построени-м и диагностика почв, изученности структуры почвенного покрова вертикальной вональности, процессов почвообразования и свойств очв. Существующие картографические материалы составлены тради-ионными методами с использованием устаревшей картографической сновы и недостаточно кондиционны. В связи с ухудшением эколо-ической обстановки территории возникла необходимость оценить овременное состояние почвенных ресурсов, установить факторы, риводяшие к их нарушению.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить законо-ерности формирования почв и почвенного покрова и современное остояние почвенных ресурсов Северного склона Джунгарского Ала-ау.

Для этого ставились следующие задачи:

1) изучить морфогенетические свойства почв и процессы поч-ообразования;

2) составить почвенную карту исследуемого региона с исполь-ованием космической информации;

3) уточнить схему вертикальной зональности и установить закономерности формирования почвенного покрова;

4) разработать схему почвенно-географического районирова-¡ия и принципы картирования антропогенно-нарушенных территорий.

Объект и методы исследования. Объектом исследований явля-тся общий северный склон Дкунгарского Алатау, его предгорные >авнины, а также южная часть Балхаш-Алакольской впадины в пре-;елах Талды-Курганской и Алма-Атинской областей КааССР общей ;лощадыо около 65,6 тыс. км*.

Исследования велись в соответствии с планом научно-иссле-;овательских работ Института почвоведения АН КазССР на основе атериалов, полученных автором в период 1982-1989 годов.

В основу исследований положен сравнительно-географический етод, заключающийся в сопоставлении одних почв с другими с ■четом факторов почвообразования и их аналитических показате-

- Е -

лей, позволяющий изучать не только свойства, генезис поча, но также основные направления почвообразовательного процесса. При составлении почвенной карты и карты-схемы современного состояния почвенного покрова использовались методы комплексных маршрутных и дистанционных исследований.

Научная новизна Впервые по материалам космической съемки составлена почвенная карта региона. Выделен ряд не описанных ранее типов и подтипов почв. Дана новая трактовка процессов почвообразования почв высокогорной луговой и среднегорной лесо-лугово-степной зон. Уточнена схема вертикальной зональности Северного склона Джунгарского Алатау, которая значительно отличается от предыдущих вариантов. Впервые для территории Юго- Востока Казахстана разработаны принципы оценки и составлена карта антропогенной нарушенное?** почвенного покрова.

Практическая значимость. Почвенная карта, карта почвен-ио-географического районирования и карта антропогенной нарушен-кости почвенного покрова явятся научно-методической основой для оценки, изучения и картографирования природных ресурсов. Эти материалы необходимы для планирования научных и изыскательских работ, мероприятия по охране природных ресурсов территории, их рациональному использовании. Использование космических фотоматериалов позволяет повысить точность, информативность и объективность почвенных карт, значительно увеличить экономическую эффективность работ. Вновь собранный фактический материал имеет важное значение для разработки региональной классификации почв Казахстана.

Апробация работа Основные положения диссертации докладывались на конференции молодых ученых АН КааССР (Алма-Ата, 1986), на V Всесоюзной конференции по проблемам освоения пустынь СССР (Ашхабад, 1986), на VI республиканской конференции почвоведов Казахстана (Алма-Ата, 1887), на Всесоюзном совещании "Горные почвы: генезис, охрана, использование" (Кобулети, 1988), на I учредительной конференции молодежной секции ВОП (Ташкент, 1990), на секции Ученого совета Института почвоведения АНКазССР (1991).

Публикации. По теш диссертации опубликовано 9 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, списка использованной литературы (134 наименования) и приложений. Основное содержание работы изложено на 162 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована

рисунка*«, 9 фотографиями, 8 таблицами в тексте и 26 таблицами приложениях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Í. НАПРАВЛЕНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Рассматривается история почвенных исследовании*! террито-ии, объекты и результаты работ, проведенных С. С. Иеуструе-ш и A.n. Безсоновьм (1908), К.Д. Глинкой (1909), Л.Й. Прасо-овым (1909, 1911, 1926), А. И. Безсоновым (1909, 1910, 1910а, 914, 1915), Р. И. Аболиным (1929, 1930), A.M. Надежиным (1930), .а Пухлей (1929, 1939), С. П. Ыатусевичем (1943), Е. В. Лобовой 1948), С. К. Серпиковым (1962) и Др.

Первые исследования имели большое значение для познания еографии почв Семиречья и Джунгарского Алатау,

Дальнейшая детализация была проведена Р. И. Аболиным и -И. Наделиным. Их классификации уже близки к современным, од-ако содержание, вкладываемое в понятие зон, поясов, типов почв начительно отличается от такового, принятого в настоящее вре-и. Так, А. И. Надежии (1930), принимал за основу своей класси-икации схему ЛИ. Прасолова. (1909), вслед за ним и К.Д. Глиной (1908) считает, что в условиях вертикальной зональности ав-оморфных почв нет, а судествуот лишь разности избыточного уважения. В своей классификации А. М. Надежин делает попытку >аз деления черноаемов, но не учитывая общих закономерностей в [вменении их гумусности и глубины вскипания от HCL, а также яв вязывая это с изменением общих биоклиматических условий, выде-¡яет всего три разности: нормальную, щэбкевзтую и деградирован-iyn Пэчвы подгорных равнин (светлоземы) он относит к пустынной юне, выделяя в ней пояс лугово-сероземных почв.

В результате последующих работ классификационные схемы юполнялись, совершенствовались. Ума на основе аналитических ¡анных уточнялись диагностические характеристики почв. На под-орных равнинах бьши выделены сероземная и пустынная зона ¡место светло-бурых, сероземов и светлоземов, толковавшихся по 1агному и относенных к различным природным зонам, были выделены :ероземы семиреченские малокарбонатные и серо-бурые почвы, кото->ыэ получили определенную зональную трактовку.

Наиболее полно охарактеризовал почвенный покров Джунгарс-кого Алатау С. К. Серпиков (1962). Но он, однако, не описал многие почвы, имеющие широкое распространение. Так, в альпийском и субальпийском поясах не были выделены почвы высокогорных степей и луговых степей, отсутствовала характеристика почв арчевников, не до конца разделены по подтипам черноземы, не дано точное таксономическое положение горно-степных почв, не охарактеризованы в почвенном отношении горные луга и луговые степи лесной зоны, не разделены на подтипы сероземы.

Таким образом, требовались дальнейшие более углубленные исследования почвенного покрова и почв Джунгарского Алатау с целью уточнения классификации и диагностических признаков почв,

2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Район исследований включает в себя общий северный и западный склоны Джуигарского Алатау с периферическими отрогами и южную часть Балхаш-Алакольской впадины.

Джунгарский Алатау представляет собой ряд горных массивов и разделяющих их горных впадин, вытянутых в основном в субширотном направлении.

В Джунгарском Алатау сильнорасчлененный рельеф имеет ограниченное распространение. Гораздо большим развитием пользуется высокогорный сглаженный тип рельефа. Он характеризуется развитием выровненных платообразных поверхностей, в нивальной аоне гляциальных, занятых ледниками и фирном, над которыми возвышаются скалистые пики и гребни. Ниже следуют выровненные остаточ-ко-гляциальные (моренные ступени) и древние поверхности выравнивания. Они, постепенно снижаясь, сливаются с выровненными поверхностями, развитыми в пределах среднегориого рельефа.

Средногорньгй рельеф также характеризуется наличием двух основных его типов - сглаженного, представленного древними поверхностями выравнивания, и крутосклонного, образованного расчлененными склонами глубоких речных долин.

Наличие пояса крутосклонного рельефа, образующэго кольцо вокруг выровненного рельефа центральной части горной страны является характерной особенность» Джунгарского Алатау (Калескик, 1933; Калецкая и Др., 1945; Рыбин, 1952; Сваричевская, 1961).

Ш границе пояса среднегорного рельефа располагается серия

вытянутых впадин (Арасан-Капальская, 1ыаи-Бух?орская» Кашаковс-кая и др.). с внешней сторона они обычно ограничены шшкогорти-ки массивами, которые но образуют сплошного пояса.

Полоса предгорий представлена эрозионными, эрозионпо-акку-мулятивными холмисто-волнистыми предгорными, а такяе аллювиаль-но-пролювиальными, долювиально-пролюпиалышми наклоннтт а плоскими подгорными равнина»«!.

В пределах Балхаш-Алакольской впадины распространены плоские аккумулятивные аллювиальные и озорно-аллювиальные равнины, местами осложненные вторично перевеянными золовыни образования?.®!.

Геологическое строение Дхуигарского Алатау довольно сложное. Господствуют осадочные породы палеозойского, в основном девонского и раннеквменоугольного возраста, представленные песчаниками, алевролитами, глинистыми и кристаллическими сланцами, известняками, конгломерата; «и и др., которые прорезаны массивно-кристаллическими интрузивными породами. Среди них преобладают • светло-серые сиотитовые граниты и подчиненные км порХйровнэ разности, в основном пермского возраста.

Палеогеновые и неогеновые отложения приурочены главным образом к предгорьям и невысоким горам, к долинам крупных рек, гдо они обнажается по склонам, а такта к некоторым мохгорныы долинам (Константкновскзя, Колпаковскяя). Наибольшее распространение они получили в западных отрогах Лжунгарского Алатау (среднее точение рек Иукры, АЯна-Булок, склоны гор Малай-Сары) и реке встречаются в пределах Северного хребта (долины Тентеков, Чинхалы). Эти отложншя представлош серыми, красно-бурыми глинами, часто с прослоями песчаников и конгломератов.

Четвертичные отлокения различного возраста и генезиса занимают предгорье и подгорные равнины, кэжгорныв долины и преимущественно маломощным чехлом покрывзет горные склоны. Они слу-аат глзвным субстратом для образования почв.

Почвообразуюшими породами в Ддунгарском Алатау являются в основном четвертичные, реже палеогеновые и неогеновые отлогокия, различного происхождения а состава (элшналыше, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, флювио-гляциалыша, шренные, эоловые ).

Большм распространением в Дгунгзрском Алатау пользуются породы смешанного генезиса. Сюда относятся элювиально-делювиальные, почти сплошным чехлом покрывапзие горные склоны; аял»-

вавлыю-щишвивльные и делювиально-пролювиалъные, обычно двучленные суглинисто-дебнистые и суглинисто-галечниковые отложения подгорных равнин; лессовидные породы, которые занимают значительную территорию на предгорных равнинах и в низкогорьях, зачастую поднимаясь и в средаегорья. Лессовидные порода характеризуются пнлеватым составом, высокое карОонатностью и рыхлым сложением.

К почвообразующим породам относятся также палеогеновые и неогеновые отложения, продукты их выветривания, накладывающие особый отпечаток на процессы почвообразования из-за их засоленности и тяжелого механического состава.

Климат в Джунгарском Алатау континентальный, но весьма неоднородный. Основные черты климата определяются проявлением вертикальной зональности (климатической зональности). Средние годовые температур! воздуха изменяются от +5-10 °С в равнинных районах до -5-10 °с в высокогорьях. Наименьшее годовое количество атмосферных осадков наблюдается в восточной части подгорной равнины (Джунгарские ворота) - 127 мм, наибольшее в высокогорьях - 800-900 мм.

В северных равнинных и низкогорных районах отмечаются большие суточные и годовые колебания температуры воздуха, холодная зима и жаркое сухое продолжительное лето. В горных районах климатические характеристики обусловливаются высотой местности, рельефом и связанными с ними особенностями дифференциации атмосферных осадков, температур и влажности воздуха.

Переход к положительным температурам в предгорьях происходит в середине марта, на высотах 3000 м во второй декаде мая. На высотах 4000-4500 м продолжительные периоды с положительными температурами не наблюдаются.

Повышенное количество осадков выпадает на западных склонах Джунгарского Алатау. Это объясняется тем, что на своем пути западные я северо-западные вторжения влажных воздушных масс не встречают серьезных препятствий, поскольку Джунгарский Алатау является передовым хребтом.

В Джунгарском Алатау преобладают осадки теплого полугодия. Однако в годовом их ходе выделяется два максимума - весной и осенью и два минимума - зимой и в конце лета - начале осени. При этом в нижней части гор оба минимума выражены более резко, чем в верхней., Этот ход нарушается в предгорных районах северо-

восточного склона (Дкунгарские ворота), где каксимум осадков приходится на лето, минимум - на осень-зиму.

Характерной чертой гидрографии является редкая речная сеть в равнинных частях территории (0,01 км/км2) и большая густота ее в горных районах (0,6-1,2 км/юл2).

В Джунгарском Алатау нет крупных рек с большой площадью водосбора (за исключением рек Каратал, Аксу, Лепсы) и поэтому абсолютная водность их невелика, но благодаря большому количеству осадков в горних районах удельная водоносность достигает больших значений (10-27 л/с с км2).

В горах формирование подземных вод происходит за счет инфильтрации осадков, талых вод ледников и конденсации паров из воздуха. Однако глубокая инфильтрация составляет лишь 5-10 так как сильная расчлененность способствует выклиниванию этих вод на поверхность и переводу их в поверхностный сток.

Грунтовые вода подгорных и предгорных равнин основное питание получают в полосе подгорных шлейфов, где реки теряют большую часть своего стока на фильтрацию в толщу рыхлых грубо-обломочных отложений конусов выноса. В периферии конусов выноса подземный водный поток встречает подпор, происходит выклинивание грунтовых вод (от 30 до 50 %) и образуются реки типа "ка-расу". На предгорных равнинах происходит дополнительное выклинивание подземных вод по долинам рек, логам, котловинам озер и депрессиям рельефа. Подгорные равнины ниже зоны выклинивания являются основной зоной разгрузки артезианских бассейнов, областью рассеивания подземного стока.

Глубина залегания, минерализация и химический состав грунтовых вод предгорных равнин подчиняется законам зональности (Аблаков, 1960). По мере удаления от горных склонов к периферийным частям подгорных равнин глубина залегания грунтовых вод меняется от 100-200 до 0-1 м, минерализация от менее 0,5 до более 30 г/л, химический состав от гидрокарбонатно-кальциового до сульфатно-натриевого и хлоридно-натриевого.

Распределение растительного покрова рассматриваемого региона подчиняется законам вертикальной зональности. Основные ланд-шафтообразующие растительные группировки упомянуты в таблице.

3. НОМЕНКЛАТУРА И СИСТЕМАТИКА ПОЧВ

В основу классификационных построений положены описатель-

идо и картографические работы казахстанских почвоведов (Бвасо-нов, 1923; Иухля, 1929; Штусевич и др.. 1934; Соколов и др.. 1962; Сторояенко, 1952; Успанов и «Еаизов, 1971; Почвенная карта Казахской СССР. 1978; «низов, 1980), с учетом "Классификации и диагностики почв СССР" (1977), работ А. А. Соколова (1980, 1990), А. II Шмытова (1963, 1982), а также собственных исследований автора

Приведен систематический список почв до родов включительно, встречавшихся в пределах исследуемой территории.

4. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ООРМИРОВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Структура вертикальной зональности. Благодаря большому разнообразия обдих биоклзшатических, орографических, геологических условий структура вертикальной почвенной зональности неоднородна по территории и обладает большой изменчивостью и многообразием. Среди факторов, определяющих спектр, высотные границы вертикальных ландшафтных и почвенных зон, ведущую роль играет пространственное расположение хребтов относительно влаго-иесуких воздушных масс, их высота, положение относительно основного хребта Дгунгарского Алатау, рельеф и расчленение местности, а так® состав почвообразуюцих и подстилающих пород.

Кспольаун данные натурных наблюдений и новую почвенную карту северного склона Джунгарского Алатау и его предгорных равнин, наш Оьша составлена объективная схема вертикальной зональности общего северного склона Дяунгарского Алатау с полный перечислением компонентов почвенных и ландшафтных зон (таблица).

Структура почвенного покрова В горных и предгорных условиях выделяются следующие компоненты структуры почвенного покрова: комплексы, пятнистость, сочетания и экспозиционные сопряжения (Соколов, 1977). Если для горных зон преобладавши комбинациями являются экспозиционные сопряжения, то в предгорных зонах структура почвенного покрова уже иная. В верхней части здесь преобладаю? сочетания и пятнистости обычно с двучленными контурами (например, сочетания светло-каштановых карбонатных с лугово-кавтановыми, пятнистости сероземов обыкновенных нормальных с сероземами ксероыорфныыи). В нижней части региона преобладают более сложные комбинации почв одного или различных рядов

Схеиа вертикальной ландаафтпсй и почвенной зональности оо^зго северного склона Диунгарского Алатау

ТаОхнца

Ландвафтныс пояса Высотные границы,ы Почвы

северных стонов nnaiux склонов плато и равнин

1 2 3 4 5

I. Шсокогорная нивально-скальная зона >3100(3200) дет

нет

1. Горно-дуговой и лугово-степной альпкйсгая

2. Горно-луговой н лугово-отепиой ОувОЕ&ПИЯСЮЕЙ

а Горных еловых хесов, лесных лугов и дуговых степей

4 Горных шжолеттвен-ных лесов, лесных лугоа, луговых и ксеропетро-фильных степей

II. Высокогорная луговая и лугово-степная зона 2550(2300)- Торно-луговые Высогагориыз

3100(3200) альпийские дугово- степные

2150(2350)- Горко-луговыэ субальпий- Высокогорные 2650(2800) с:ше, высокогорные лугово-степные

темноцветные

III. Горная soco-луговая и лугово-степная зона 1700(1800)- Горно-лесные темноцветные, Горные лугово-2150(2350) горные лесо-луговые, гор- степные кие черноземы гдубокоопод-золешше

1300(1400)- Горно-лесниз теюго-сериэ.

1700(1800) горко-лесные чернозеыо-видные, горные чернозеш глуеокооподооленные, горние черноземы Еыщехоченныа

нет

Горно-луговые альпийские |

Горно-дуговые субальпийские, i высокогорные теыноцветные

Чэрноземы глубо-кооподзсленные

Горко-степпые термоксеромор-фные, горные Лугою-степныэ

Черноземы глу-бокооподзолен-ные, чернозеш выщелоченные

Прододдание таблицы

1 | 2 3 4 5

б.. Горных плодовых лесов, кустарниковых разнотравно-злаковых лугов, луговых и ксеропетрофальных степей

б. Горных разнотравко-аяа-ковых лугов, мезофияьннх травяно-кустарниковьк зарослей, лугостепей и степей

7. Горных и предгорных разнотравно-злаковых, разнотравно-ковыльных и ксеро-петрсфильных, частично кустарниковых, умеренно-увлажняемых и засушливых степей

8. Горных и предгорных раз-нотравно-ковыльно-типчако-вых, месташ кустарниковых саванноидных сухих степей

б. Горных и предгорных ко-вшьно-разнотравных, часто кустарниковых сухих степей (северо-восточный склон)

1100(1300)-1300(1400)

1250(1600)-2200(2300)

Горно-лесные черноземэвидяые, горные черноземы внзелоченные

Горкыг черноземы глубо-кооподзоленные, горные черноземы выщелоченные, горные черноземы типичные

Горно-степные термоксеромор-фныа. горные дугово-степные

Горно-степные термоксеромор-фные, горные лугоБо-степные

Черноземы выщелоченные

Чернозеш глу-бокооподзолен-ные, черноземы вызолоченные, чернозеш тихшч.

IV. Гарная и предгорная степная зона

1000(1200)-1250(1600)

800(1000)-1000(1200)

1300(1400)-1500(1600)

Горные чернозеш обыкновенные

Горные теыно-каштановые

Горные темно-каштановие

Горно-степные Черноземы обы-терыоксероиорфныо кновенные. чер- I козеш шкые -»

0

1

Горные светдо-калтановые

Горные светло-каштановые

Темно-каштановые карбонатные

Тешю-каштановые

продолжение тгшздщ

10. Предгорных, местами горных эфеиероадных пустынных степей

11. багорных, шсташ горных полышго-ковыльно-типчаковых пустышшх степей (сев.-вест, склон)

V. Предгорная, иестани горная пустынно-степная зона

600(650)-800( 1000)

700(1000)-1300(1400)

Горные светло-калггаповые

Горныа светло-каштановые

Горние серозеш Светло-каштапо-оОыкновенныэ еыз карбонатные

VI. Предгорная, местами горная зона эфэкерово-зфедароидних полупустынь (серозешэ)

12. федгорных и горных 480(500)-зфемерово-эфемарондных 600(650) полупустынь (эфехэроидно-подынных, местами эфемзро-идно-Соядычевых)

VII.

13. Предгорных полынных, однолетнесолянковых, иногодетнесодянково-полынных пустынь (с.-в. склон)

14. Предгорных полкяно-содян- 350-800(900) ковых, многодетнесодянкоеих

пустынь (сев.-вост. склон)

15. Шльшно-сохяетавых я <360-500 солянковых пустынь

Горные серозеш обыкновенные

Предгорная и широтная пустынная зона 350-700(803)

Горные бурш пустынные

Горние серозеш светлые

Светло-каагано-еые карбонатные

Серозеш обыкновенные. серозеш светлые

Бурьэ пустышке

Серо-Суркэ пустынные

Серо-бурае пустынные, такыро-видные, такиры

увлажнения. Наряду с простыми сочетаниями и комплексами широкое распространение здесь получили многочленные смешанные комбинации типа - дугово-сероземные содончаковатые 9 комплексе с солонцами лугово-серозёмныии и в сочетании с солончаками типичными обыкновенными, или пески лугово-сероземные в сочетании с луговыми и лугово-болотными почвами.

5. СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ГОР И ПРЕДГОРНЫХ РАВНИН ДЯУНГАРСКОГО АЛАТАУ

Рассмотрены условия формирования, морфологическое строение, основные химические, фиамко-химические и физические свойства почв исследуемого региона: горно-луговых (альпийские и субальпийские) , горно-лесных темноцветных, горно-лесных темно-серых, горно-лесных черноземовидных, горных лесолуговых, горных лутово-степных, горно-степных термоксероморфных, черноземов, темно- и светло-каштановых почв.сероаемов северных (обыкновенные и светлые), Сурых и серо-бурых пустынных, лугово-черноземных, дугово-каштановых, лугово-сероземных, дуговых, лугово-бо-лотных, болотных, пойменных луговых, солонцов и солончаков.

Кроме того описаны и изучены ранее не выделявшиеся здесь почва Так, в высокогорной зоне выделены высокогорные лугово-степныэ почвы, формирующиеся на склонах южных экспозиций, а среди горно-луговых почв - вариант горно-луговых потечно-гуму-совых почв, которые развиваются в условиях дополнительного поверхностного увлажнения (в основном га счет зимнего снегосбора и проживания ташш водами) на внутренних, закрытых склонах. Термин "потечно-гумусовые" использован для почв, в которых происходит миграция гумуса с нисходящими почвенными растворами. Для них характерно наличие "второго" гумусового горизонта (Ви), более темного по цвету, но не обнаруживающего возрастания гумус-ности. Этот горизонт формируется за счет иллювинрования подвия-ишс Фракций гуминовых кислот вниз по профиле.

Впервые описаны высокогорные темноцветные почвы арчовых стлаников. Эти почвы эволюционирует иа горно-луговых субальпийских или высокогорных лутово-степных почв в результате поселения и векового произрастания на них арчи. В зависимости от того среди каких и иа каких почв формируются высокогорные темноцветные почвы, они сохраняют в известной мере, особенно в

низших горизонтах, приенаки исходных почв. В целой они являются высокогорными аналогами горно-лесных темноцветных почв хвойных лесов. ГЬчвообразованио протекает на фоне короткого вегетационного периода, низких температур, болыэого количества наземного растительного опада, который накапливается в виде органогенного поверхностного горизонта, состоящего сверху из неразложившегося опада арчовой хвои, глубже торфянистого, а ещо ниже гунифицированного перегнойно-торфянистого горизонта Опад арчи богат мелочно-земельными основаниями. При разложении он способствует насыщению поглоищвдего комплекса верхних горизонтов кальцием и магнием, препятствует оподзоливанию и снижает все виды кислотности в них.

В горной .песо- лугово-степной зоне вновь выделен пояс плодовых лесов, лесных лугов и луговых степей с горно-лесными чвр-ноземовидными почвами, которые ранее отдельно не рассматривались, а присоединялись к горно-лесным темно-серым почвам осиновых и березовых лесов.

В предшествующих работах черноземные почвы Джунгарского Алатау были разделены на три подтипа: черноземы оподзоленные, черноземы выщелоченные, черноземы малогуыусные. Однако наш! исследования позволили сделать более дробные подразделения. Выделено пять подтипов черноземов: оподзоленные, вьшелоченные, типичные. обыкновенные и южные.

В восточной части подгорной равнины, в пределах Джунгарс-ких ворот, выделена подзона бурых пустынных почв, отсутствующая ранее.

В пределах подгорных равнин Джунгарского Алатау граница пустынной зоны проведена нами шнее и выше, недали ранее. Произведено классификационное деление песков, широко распространенных в рассматриваемом регионе. В предшествуй®« почвенно-бо-танических работах, посвященных пескам Юго-Востока Казахстана, авторы выделяют пески лишь по характеру рельефа и степени закрепления растительность»! В основу нашего классификационного деления положены как внешние (биоклиматические, геоморфологические), так и внутренние (почвенные) свойства и признаки. В соответствии с этим пески подразделяются по следующим показателям:

1. Зональной принадлежности - пески пустынно-степные, пески сероземнне(зоны сероземов), пески пустынные.

- 14 -

2. Условиям дополнительного грунтового увлажнения - пески лугоъо-оеровемныо, пески лугово-пускьшныо,

3. Ш степени гумусированности - слабогумусированнае- 0,30,7 X. зачаточно-гумусированные-О,1-0,3 X, безгумусные- <0,1Х.

4. Ш карбонатности - карбонатные (вскипают от HCl с по-верхностии), высоковскипашие (вскипание от HCl выше 0,5-1 м), глубоковскипаюшие (вскипание от HCl глубко 0,6-1 м), бескарбонатные.

б. По рельефу - равнинные, ячеистые, котловинные, бугристые, грядово-бугристые, грядовые, барханные. Бугристые, грядо-во-бугристые и грядовые пески дополнительно подразделяется на высоко, средне, низко- иди пологобутристые или грядовые.

6. По степени закрепления растительность» - незакрепленные, слабозакрепленные, закрепленные.

6. ОСОБЕННОСТИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Рассмотрены процессы почвообразования малоизученных почв высокогорной луговой и лугово-степной и среднегориой лесолуговой и лугово-степной зон.

Почвенный профиль формируется под совместным воздействием элементарных почвенных прцэссов, наличие и интенсивность которых зависит от внешних (Ойоклнматических) условий и, в первую очередь, от температурного режима и рекима увлажнения (Герасимов. 1976а; 13760).

В высокогорной луговой и лугово-степной зоне, отличашзйся низким температурный фоном, коротким вегетационным периодом и большим количеством осадков, получили раз витке процессы, приво, дящие к вертикальной дифференциации почвенного профиля. К ним относятся вызолачивание, гумус-иллювиирование и суспензионный перенос.

Интенсивный вертикальный ток влаги, сильная каменистость, а вследствие этого хороаая дренировакность приводят к полному удалению из почвенного профиля карбонатов и легкорастворимых солей.

Больше количество растительного опада и органики, низкие температуры, кислая среда препятствуют минерализации растительных остатков и приводят к торфонакоплению и образованию грубого гумуса с преобладанием подвижных гумусовых кислот. При дополни-

тельном поверхностном увлажнении они (особенно первая фракция Гумилевых кислот) мигрируют в среднюю часть профиля (горизонт В) и приводят к формированию почв со "вторым" гумусовым горизонтом (Соколов, Пачикин, 1988). Этот процесс часто сопровождается суспенаионным переносом в форме инкольматажа (Соколов, 1877). Для почв горно-луговой зоны характерно также биогенное накопление калия, щелочноземельных оснований и фосфора в верхних горизонтах.

Климат горной лесо-лугово-степной зоны отличается более высокими температурами, меньшим, но все ешэ значительным количеством осадков (600-800 мм). Процессы выветривания протекают здесь Солее интенсивно, чем в высокогорной зоне. Это яе относится и к деятельности биоты. В результате образуются почвы с достаточно мощным профилем и с хорошо сформировавшимися горизонтами. Богатая растительность и благоприятный температурный режим вызывают интенсивное гумусонакопление. Благодаря богатству почвообразуюших пород, а также растительности основаниями, н прежде всего кальцием, в составе гумуса большое значение имеют кальциевые его формы. Для почв этой зоны также характерны процессы вертикальной дифференциации почвенного профиля, интенсивность которых уменьшается по шре снижения абсолютной высоты иэстности.

На основе химическоких и ышералогического анализов (с привлечением данных по формам и группам соединений лвлеза) показано, что эти процессы часто проявляется в виде совместного действия выщелачивания карбонатов и легкорастворимых солей, оглини-вания in situ, нисходящего суспензионного переноса илистых (лессиваж) и мелко- и среднепылеватых частиц (инкольматаж) с их вертикальной дифференциацией по профиля, а такта своеобразного глубокого оподзоливания, морфологически проявляющегося в виде осветления средней части почвенного профиля (горизонт В), вследствие образования белесой присыпки на гранях структурных отдельностей. фоцесс оподзоливания проявляется ограниченно в некоторых типах и подтипах почв (черноземы, горно-лесные темноцветные, горно-лесные темно-серые) в условиях кислой реакции и временного дополнительного переувлажнения почв. Причем в горнолесных темноцветных почвах этот процесс выражен менее ярко. Это связано с тем, что кроны ели и пихты перехватывают часть атмосферных осадков, ослабляя тем самым интенсивность нисходящего

тока влаги. Кроме того, опад ели и пихты содержит значительно© количество окиси калымя (32-35 Z), что препятствует оподаоли-ванию. На это указывала еше iL А. Г лазовская (1946).

В самой нижней части зоны процессы, дифференцирующие профиль, затухают и в черноземах типичных не наблюдаются. Для них отмечено лишь оглинивание in situ в гумусово-аккумулятивном го риаонте А.

Процессы черноземообразования связаны с благоприятным гидротермичесгаш режимом, вовлечением в биологический круговорот большого количества растительных остатков, богатством питательными и вольными элементами, в том числе и кальцием. Все это приводит к интенсивному гумусонакоплению с преобладанием в составе гумуса гуматов кальция, определяидих водопрочность комковато-зернистой структуры, закреплению питательных элементов в верхних горизонтах почвы, биогенному образованию карбонатов и бикарбонатов кальция, их миграции и формированию кар-бонатно-иллгаиального горизонта.

• 7. ПОЧВЕНГО- ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

По известным схемам природного районирования (Почвекио-географическое районирование СССР, 1962; Федорович, 1969) равнинная территория рассматриваемого региона относится к Туранекой равнине (стране), Или-Балхаш-Алакольской пустынной впадине (Балхаш-Алакольской провинции па К 4L Фаизову, 1983). Джунгарс-кий Алатау рассматривается либо как составная часть Северо-Тянь Шаньской горной провинции, либо как самостоятельная ороклима-тическая провинция, или сектор Северо-Тянь-Шаньского ороклима-тического региона (по A.A. Соколову, 1968, 1989).

При региональном районировании горных и предгорных территорий Казахстана в пределах административных областей (Соколов и др., 1962; Соколов, 1968; Колходкаев и др., 1968; Жихарева и др., 1969), эти территории делятся по биоклиматическим признакам на широтные и вертикальные ландшафтные зоны и пояса. В границах зон и поясов выделяются природные районы, обладателе однотипным рельефом, почвообразутацими породами, поверхностными и грунтовыми водами растительным и почвенным покровом.

Учитывая сходство и своеобразие биокдиматических особенностей. свойств почв, а также структур вертикальной зональности

почв и ландшафтов Джунгарского Алатау и Северного Тянь-Шаня, Джунгарский Алатау выделяется нами как обособленный ороклиыати-ческий сектор в составе Северо-Тянь-Шаньского ороклиштического региона Джунгарский ороклиматический сектор далее делится на вертикальные почвенные и ландшафтные зоны и на природные районы. Округа не выделяются из-аа относительной однородности геоморфологических и литологических условий территории в пределах соответствующих зон.

Хотя равнинная территория исследуемого региона чада всего относится к пустыням казахстанского типа, в крайней северо-восточной части нашего региона (в пределах Джунгарских ворот) отчетливо проявляются черты центрально-азиатских пустынь. Это относится и к климату (резкая континентальность, незначительное количество осадков с летним максимумом), к растительности и к почвам. В растительном покрове наряду с северо-туранскими видами (полынь белоземельная, боялыч белый) встречаются редкие для Казахстана, но широко распространенные в Центральной Азии виды • боялыч лиственничнолистый. эфедра Прязвальского, идьиния, кавгария и др. (Рачковская, 1977; Рачковская, Федорова, 1983; Нэвккова, 1990). Почвы юго-восточной части Алакольской котловины также во многом сходны с почвами Центральной Азии. Для них характерно низкое проективное покрытие растительностью (1520 X), которая на водораздельных поверхностях нередко полностью отсутствует. Почвы повсеместно имеет сплошной дабнистый или га-лечниковый панцирь, в их профиле мало легкорастворимых солей, карбонатов и гипса Характерно такие некоторое увеличение содержания гумуса в подкорковых горизонтах. Эти яэ черты отмечены для серо-бурых почв Монголии (Евстифеев, 1984; Евстифеев и др., 1986).

Таким образом, северо-восточная часть Алакольской котловины является переходом от казахстанского типа пустынь к централь-но-ааиатскому. Поэтому, оставляя Алакольскую ютловину в пределах Казахстанских пустынь, следует выделить ее северо-восточную часть из Арало-Балхашской провинции в качестве особой Восточно-Аяакольской провинции.

8. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ рассматриваемый регион богат природными ресурсами. В нас-

тоящэе время он интенсивно осваивается и подвергается антропогенному воздействию. В связи с этим возникают вопросы рационального использования территории, оценки негативных последствий вмешательства человека в естественные природные взаимосвя ги, прсблеш мониторинга, охраны природных ресурсов.

Наиболее полно необходимая информация для решения этих вопросов мажет быть получена со специальных экологических карт примером которых могут служить оценочные карты состояния экосистем совместной Советско-Монгольской комплексной биологической экспедиции АН СССР и АН МНР.

На этих картах показываются распределение в пространстве различных экосистем с учетом их морфоструктуры, зонального положения, а также антропогенные воздействия и современное состояние экосистем (Соколов и др. ,1990). Подобные задачи решает и составленная нами карта антропогенной нарушенности почв.

Карта антропогоенной нарушенности почвенного покрова северного склона Джунгарского Алатау. За основу карты взята схем? почвенно-географического районирования, представляюидя собой разделение, территории по зональной принадлежности, рельефу, почвам, почвообразуюшим породам, гидрогеологическому режиму. На эту основу наложены проявления антропогенных нарушений почвенного покрова.

На карте показываются: 1) Природные аоны; 2) Шчвенныэ рай оны; 3) Преобладающие комбинации почв; 4) Факторы аитропогенног воздействия.

Выделяются следующие типы антропогенного воздействия с учетом данных (Евстифеев и др., 1989),

I. Пастбищная дигрессия (почв и растительности).

II. Нарушения, связанные с использованием территории под богарное земледелие.

III. Нарушения, связанные с использованием территории под поливное земледелие.

Для характеристики основных факторов антропогенного воздействия (зроаия, дефляция) показывается:

1. Степень распространения процессов в процентах от плошади контура - < 30, 30-50, >50.

2. Интенсивность развития процессов-слабо, средне, сильно.

Кроме того, выделяются территории, локально нарушенные в

результате вырубок, вторичного аасоления, техногенного воздейс-

твия (города, поселки и т.д.), аридизации.

На основе карты антропогенной нарушенности почв и материалов полевых наблюдений дается экологическая оценка состояния природных ресурсов рассматриваемой территории: состояние пастбищных угодий и земель, богарных и орошаемых земель, лесных угодий, техногенные нарушения, а также изменения ландшафтов и почв в результате аридизации территории.

Оценивая экологическую обстановку гор и предгорных равнин Джунгарского Алатау в целом, можно сказать следующее. В настоящее время нарастает интенсивность антропогенных воздействий на территорию от высокогорий до равнин. 1фи сохранении этой тенденции могут произойти необратимые нарушения равновесия природной среда В результате неумеренного выпаса скота произойдет полное уничтожение растительного и почвенного покрова горных склонов, несущего основную противоэрозионную нагрузку, что стимулирует селевые процессы, сброс поверхностных вод через речную сеть, дальнейшее развитие процессов аридизации. Бесконрольное и бессистемное орошение из-за вторичного засоления и заболачивания выведет из строя ценные земельные угодья. Большая пастбищная нагрузка на песчаные массивы вызовет развитие процессов развевания и формирование незакрепленных песков - барханов.

Для предотвращения подобных последствий необходима комплексная программа стабилизации природной среды, обеспечивающая охрану и рациональное использование ее главных компонентов -почв, растительности, поверхностных и грунтовых вод. Эта программа должна включать регулирование нагрузки на пастбищные угодья; сохранение и восстановление лесов, как регуляторов и перераспределителей поверхностного стока; введение пртивоэрози-онной технологии возделывания сельскохозяйственных культур на склонах; рациональное и научно обоснованное использование водных ресурсов; рекультивацию техногенно-нарушенных территорий; создание системы мониторинга природной среды, фи этом первостепенное значение во всех этих проблемах должно иметь сохранение плодородия почв и почвенного покрова, как главных составляющих ландшафтов и всех природных экосистем, обуславливающих нормальное функционирование всех остальных элементов природной греды и обеспечивающих все живое пищей.

вывода

1. Современная почвенная карта Джунгарского Алатау, составленная на новой топографической основе с использованием космической информации, позволила значительно детализировать схему вертикальной зональности Дяунгарского Алатау, оценить факторы, определяющие ее спектр, высотные границы вертикальных ландшафтных и почвенных зон, уточнить структуру почвенного покрова

2. Описан весь вертикальный ряд зональных и интразональных почв, в том числе почвы, не выделявшиеся ранее, изучены их свойства, процессы почвообразования. Так. в высокогорной зоне выделены высокогорные лугово-степные почвы, а среди горно-луговых почв - вариант потечно-гумусовых почв. Впервые описаны высо-.когорныа темноцветные почвы арчовых стлаников. В горной лесо-лу-гово-степной зоне выделен пояс плодовых лесов с горно-лесными черноземовидными почвами, которые ранее отдельно не рассматривались. а присоединялись к горно-лесным темно-серым почвам. Тип черноземов разделен на пять подтипов: глубокооподзоленные, выщелоченные, -типичные. обыкновенные и юааше. Кроме того, на подгорной равнине северо-восточного склона Ддунгарасого Алатау выделены своеобразные предгорные бурые пустынные почва Изучены также свойства и проведено классификационное деление почв пос-чаных массивов, основанное на учете внешних (зональных - биоклиматических, геоморфологических, гидрогеологических) и внутренних (почвенных) качеств и признаков их хозяйственного использования (степени закрепления растительностью).

3. Установлена, что дифференциация профиля в высокогорной зоне связана с миграцией подвижной части органического сесества вниз по профилю с нисходящими почвенными растворами, местами й' суспензионным переносом. Интенсивный вертикальный ток влаги, сильная каменистость, а вследствие этого и хорошая дренирован-ность приводят к полному удалению из почвенного профиля карбонатов и легкораетроришх солей.

4. В среднегорной лесолуговой и лугово-степной зоне дифференциация связана с процессами выщелачивания карбонатов и легкорастворимых солей, оглиниванем in situ, суспензионным переносом илистых (яессиваж), а также и мелко- и среднепылеватых частиц (иикольматаж) с их вертикальной дифференциацией по про-

¡яшо, со своеобразным глубоким оподзоливанием, морфологически ¡роявляющимся в осветлении средной части почвенного профиля горизонт В), связанного о образованием белесой присыпки на 'ранях структурных отдельностей. Процесс оподзоливания проявляйся ограниченно в некоторых типах и подтипах почв (черноземы шодзоленные. горно-лесные темноцветные, горно-лесные темно-се->ые) в условиях кислой реакции и временного дополнительного пе->еувлажнения почв.

5. На основе почвенной (сарты составлена новая схема поч-юнно-географического районирования изученной территории. В пустынной зоне выделена особая провинция, переходная от Казахстанских пустынь к Центрально-Азиатским. Всего в пределах север-юго склона Джунгарского Алатау и его подножия выделены широт-<ая пустынная вона с двумя провинциями, 8 вертикальных ланд-аафтных зон и 43 почвенных района.

6. Разработаны принципы картографирования и составлена сарта-схема антропогенной нарушенности почв, как главных эле-«нтов зкосистом. позволяющая оценить современное состояние ]риродных ресурсов, прогнозировать их дальнейшие изменения, цать рекомендации по охране и стабилизации почв и других композитов природной среды изученной территории.

Ш материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Основные закономерности вертикальной почвенной зональности общего северного склона Джунгарского Алатау /Ыолодежь и научно-технический прогресс. -Алма-Ата, 1986. С. 174.

2. пустынные почвы южного подножья Джунгарского Алатау/Природные ресурсы пустынь и их освоение. -Ашхабад, 1986. С. 123-125 [в соавторстве).

а остановить пастбищную эрозию горных почв //VI Республик. конф. почвоведов Казахстана- Тез, докл. -Алма-Ата, 1987. 3.887 (в ооавторотве).

4. Горно-лесные темно-серые почвы Джунгарского Алатау //VI Республиканская конференция почвоведе Казахстана- Тез. докл. -Алма-Ата, 1087. С. 35-37.

5. Почвы горных и предгорных лесов Казахстана /Леса горных экосистем Казахстана -Алма-Ата, 1987. с. 150-184 (в соавторстве) .

6. Вертикальная.зональность почв и ландшафтов Северного и гасти Внутреннего Тянь-Шаня /Освоение горних территорий. -<Срун-

ае, 1987. С.3-20 (в соавторстве).

7. Высокогорные почвы северного склона Дяунгарского Алатау // Всесоюзное совещание "Горные почвы: генезис, охрана, использование" (10-12 ноября 1988): Тез. докл. -Тбилиси-Кобулети, 198а С. 16 (в соавторстве).

в. Вертикальная зональность ландшафтов и почв Казахстанской части Северного и Внутреннего Тянь-Шня /Плодородие почв Казахстана -Алма-Ата, 1989. Вып.б. С.3-33 (в соавторстве).

9. о почвах песков Юго-Восточного Казахстана //Первый съезд почвоведов Казахстана- Тез. докл. -Алма-Ата, 1990. 0.73 (в соавторство).