Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сравнительный анализ буроокрашенных слабодифференцированных почв Кавказа и Тянь-Шаня

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Сравнительный анализ буроокрашенных слабодифференцированных почв Кавказа и Тянь-Шаня"

РГ6

он

од

На правах рукописи

Кирилишина Ирина Валерьевна

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БУРООКРАШЕННЫХ СЛАБОДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ ПОЧВ КАВКАЗА И ТЯНЬ-ШАНЯ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-1997

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

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор А.С.Владыченский

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Л.0.Карпачевский;

кандидат биологических наук, вед. н. с. О.В.Чернова.

Ведущее учреждение: Институт почвоведения и фотосинтеза

РАН (г. Пущино)

Защита состоится " " 1998 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории

М-2 на заседании диссертационного совета К 053.05.16 МГУ им. М.В.Ломоносова

119899, Москва, ГСП, Воробьевы горы, МГУ, факультет Почвоведения, Ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Отзывы на автореферат в 2 экземплярах просим присылать по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан " " 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор Г.В.Мотузова

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы. Одной из специфических особенностей почвенного покрова горных стран является почти повсеместное распространение на горных склонах гумидных, субгумидных и субаридных районов Земного шара слабодифференцированных буроокрашенных почв. В горных системах суббореального и субтропического поясов они представлены буроземами и коричневыми почвами, а также рядом других почв, классификационное положение и генетическая сущность которых не всегда ясны. Почвы одного типа, развивающиеся в пределах разных горных систем, имеют свои региональные..особенности. Поэтому необходимой-частью исследования горно-лесных почв является сопряженный "анализ компонентов почвенного покрова различных горных систем в связи с особенностями условий почвообразования.

Цель работы. Сравнительное изучение условий образования и свойств бурых лесных и коричневых почв в нескольких горно-лесных поясах и выделение характерных общих особенностей и различий исследуемых слабодифференцированных буроокрашенных почв, формирующихся в пределах Кавказа и Тянь-Шаня.

Основные задачи.

1. Проанализировать и обобщить данные о свойствах изучаемых почв по имеющимся литературным источникам.

2. Исследовать гумусное состояние, валовой химический состав, групповой и фракционный состав соединений железа, минералогический состав илистой фракции, гранулометрический состав почв лесного пояса Кавказа и Тянь-Шаня, а также сравнить условия их образования.

3. Выявить особенности почв еловых лесов Северного Тянь-Шаня и уточнить их классификационное положение.

Научная новизна. Проведено сравнительное изучение буроокрашенных слабодифференцированных почв■в различных типах горных систем. Охарактеризованы минералогический состав тонкодисперсной фракции и состав соединений железа почв еловых лесов Тянь-Шаня. Показана близость этих почв с коричнево-бурыми почвами арчовых лесов. Выявлен различный характер трансформации минеральной массы в буроземах, коричневых почвах и почвах ельников Тянь-Шаня.

Практическая значимость. 1. Основные положения данной работы являются научной базой для организации мониторинга и, как следствие. разработки конкретных мероприятий по рациональному использованию и охране почв. 2. Результаты исследований, являясь про-

должением изучения вопроса о распространении буроокрашенных сла-бодифференцированных почв на горных склонах, представляют теоретическую базу для совершенствования классификации данных почв.

Адщбация. Материалы диссертации были доложены на научной конференции студентов и аспирантов МГУ (1994г.) и на заседаниях кафедры общего почвоведения факультета Почвоведения МГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, выводов, списка литературы и приложений; изложена на страницах и содержит рисунков и таблиц. Список литературы включает названий работ отечественной и зарубежной литературы.

Глава 1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГОРНОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ.

1.1. Особенности горного почвообразования.

Наряду с общими условиями формирования почв горных территорий (доминирующая роль рельефа; особенности климата и растительного покрова) специфической особенностью почвенного покрова является наличие высотной поясности.

М.А.Глазовская (1972, 1973) выделила 14 основных типов структур горной зональности почв, из которых четыре - являются объектами нашего исследования. Исследуя типы высотной поясности, Ь.Г.Розанов (1977) выявил еще одну общую особенность почвенного покрова горных систем, заключающуюся в том, что за исключением контрастных климатических условий отмечается почти повсеместное распространение на горных склонах буроокрашенных слабо дифференцированных на горизонты почв, которые в настоящее время относятся к разным типам в разных биоклиматических поясах.

Исходя из балансовой концепции почвообразования (Ковда, 1973), считается, что буроокрашенные слабодифференцированные почвы независимо от климатических особенностей любой горной системы представляют определенную историческую стадию развития почвенного покрова лесных поясов горных систем, длительное время поддерживаемую в условиях горного почвообразования.

1.2. История изучения почв.

впервые описанные С.А.Захаровым в восточном Закавказье, коричневые почвы на протяжении ряда лет исследовались в Грузии (Са-

башвили, 1948; Тарасашвили, 1956; Накаидзе, 1979), Азербайджане (Алиев. 1978), в Средней Азии И.П.Герасимовыми С.П.Матусевич, Ю.А.Ливеровским, А.Н.Розановым (1944-45гг); Г.И.Ройченко (1953, 1960); А.М.Мамытовым (1970, 1987) и другими исследователями.

Изучение буроземов связано с работами многих исследователей; Л.И.Прасолова (1947) и А.Н.Антипова-Каратаева (1941) по Крыму и Кавказу; Ю.А.Ливеровского (1948) по Кавказу и Дальнему Востоку; C.B.Зонна (1950) по Северо-Западному Кавказу; И.П.Герасимова (1958, 1959, 1960) по Центральной Европе, Китаю и США; В. М. Фрид-ланда (1976), Б.Г.Розанова (1977), Т.Ф.Урушадзе (1987) по Кавказу; Гоголева (1965), Канивец (1991) по Карпатам; В.П.Фирсовой по Уралу (1978, 1983, 1991) и других.

О почвах еловых лесов Северного Тянь-Шаня следует сказать особо. Их изучение связано с именами таких исследователей как H.H.Дзенс-Литовская (1933); М. А.Глазовская (1946, 1953); А.Н.Розанов (1958); В.Ф.Самусенко (1958, 1960, 1982); С.Ш.Малянчинов (1958); C.B.Зонн (1962); Ройченко, Мамытов (1970). На протяжении всей истории их изучения эти почвы относили к разным почвенным типам, что выражалось в их названии: торфянистые перегнойно-кар-бонатные, темноцветные, черноземно-лесные, бурые лесные почвы. И сейчас эти почвы не имеют однозначного классификационного положения и разными исследователями оцениваются по-разному.

В целом, несмотря на постоянный интерес к данным почвам и большое число исследовательских работ, многие вопросы генетической сущности и классификационной принадлежности бурых лесных и коричневых почв в различных регионах остаются открытыми.

1.3. Географическое распространение бурых лесных и коричневых почв на Земле.

Нами было проанализировано распространение бурых лесных и коричневых почв на Земле с использованием почвенных карг мира ФАО/ЮНЕСКО (1971 - 1975), В.А.Ковды (1975) и обобщенных данных Б.Г.Розанова (1977) о структуре почвенного покрова земного шара. По карте В.А.Ковды, тип бурых лесных почв относится к формации кислых сиаллитных слабодифференцированных почв, а тип коричневых почв - к формации нейтральных сиаллитных слабодифференцированных почв.

Проведенный анализ показывает, что и бурые лесные, и коричневые почвы встречаются на всех материках, исключая Антарктиду.

Если коричневые почвы развиваются, как правило, в предгорье и низкогорном субтропическом (реже тропическом) поясе, с высотой сменяясь буроземами, то бурые лесные почвы имеют более широкий ареал распространения - от бореального до тропического климатического пояса. Причем бурые лесные почвы, подчиняющиеся широтной зональности, а это - буроземы холмистых равнин или низкогорного пояса, на почвенной карте расположены, в основном, между 35 и 50 параллелями как в северном, так и в южном полушарии. Расширение же ареала распространения этих почв до 60-ой параллели в Западной Европе происходит благодаря отепляющему действию Северо-Атлантического течения и подтверждает общую закономерность широтного распространения этих почв в низкогорных районах. В тропическом же поясе буроземы распространены в системе высотной поясности высоко в горах, хотя на почвенной карте мира они и не обозначены.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для выявления особенностей буроокрашенных слабодифференциро-ванных почв были исследованы почвы четырех типов высотной поясности в пределах различных горных систем: субтропического средиземноморского (Восточное Закавказье) и субтропического континентального (Юго-Западный Тянь-Шань), - коричневые почвы; субборе-ального гумидного типа (Западный Кавказ), - бурые лесные почвы, а также почвы еловых лесов суббореального континентального типа (Северный Тянь-Шань).

Все подтипы коричневых почв исследовались в Юго-Западном Тянь-Шане в северо-западной части Ферганского хребта на высоте 1700 м н.у.м. в поясе орехово-плодовых лесов.

Коричневая почва Кавказа, представленная типичным подтипом, расположена в правобережной части Алазанской долины на северном склоне Циви-Гомборского хребта на высоте 500 м н.у.м. под низкорослым дубово-грабовым лесом.

Исследованные почвы еловых лесов Северного Тянь-Шаня формируются на северном макросклоне хребта Терскей Ала-Тоо, в восточной его оконечности на высоте 2100 - 2600 м над ур. моря. Главной лесообразующей породой является ель Шренка - тяньшаньская ель.

Бурые лесные почвы исследовались на Западном Кавказе в Те-бердинском заповеднике на высоте 1600 м над уровнем моря под сосновыми и пихтовыми лесами.

- 5 -

Глава 3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Все исследованные почвы отличаются высоким содержанием гумуса, при этом буроземам и почвам ельников Тянь-Шаня свойственна наибольшая гумусированность и грубый характер гумуса. Это определяет высокие отношения С:N в органогенных горизонтах этих почв. Гумус коричневых почв в большей степени обогащен азотом (табл.1). Буроземы и почвы ельников на бескарбонатых породах имеют кислую реакцию (рн 5,0-6,0). Коричневые почвы и почвы ельников Тянь-Шаня на карбонатных породах (лессовидных суглинках и известковистых глинистых сланцах) имеют сходное содержание и распределение карбонатов и близкие значения рН (6,9-8,1).

Глава 4. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ.

Изучение гранулометрического состава бурых лесных и коричневых почв имеет большое значение. Так, например, процесс оглинива-ния, имеющий место в этих почвах, привлекает внимание многих исследователей, а в последнее время появились новые работы о механизмах появления глинистых частиц в почве (Соколова и др., 1987).

Рассмотренные бурые лесные почвы Западного Кавказа выделяются среди других исследуемых почв небольшой мощностью профиля (SOSO см), высоким содержанием скелетной части (в горизонтах ВС -80 - 90% от объема почвенной массы), что обусловлено их развитием на плотных породах.

По результатам исследований (табл.2) преобладающей фракцией бурых лесных почв является фракция мелкого песка. В средней части профиля наблюдается небольшое увеличение содержания фракции мелкой пыли и илистой фракции по сравнению с почвообразующей породой, которое, однако, не имеет ярко выраженного характера; по данным многих исследователей (Дронова, Соколова, 1981; Урушадзе, 1987; Владыченский, 1994), метаморфически оглиненный горизонт не всегда диагностируется в бурых лесных почвах, развивающихся, в основном, на продуктах выветривания плотных пород.

Исследованные бурые лесные почвы имеют песчаный легкосуглинистый состав за исключением среднесуглинистых горизонтов В2 и ВЗ.

Почвы ельников Северного Тянь-Шаня имеют более тяжелый гранулометрический состав. Так, почва на элювии карбонатной породы имеет среднесуглинистый состав, а в средней части профиля - тяже-

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ

Таблица 1

Название почвы. Горизонт, С, N. С:М рН СаСОЗ регион глубина, см % % %

А ( 2 - 8) 15. 31 0. 65 23. 6 5. 2 0

Бурая лесная, АВ ( 8 - 15) 4. 92 0. 24 20. 5 5 0 0

пихтарник, В1 (15 - 21) 2. 34 0. 22 10. 6 5 3 0

Кавказ, (р.2-93) В2 (21 - 29) 1. 44 0 17 8. 5 5 4 0

вз (29 - 43) 1. 74 0 19 9. 2 5'. 6 0

ВС (43 - 60) 1. 02 0 15 6. 8 5. 5 0

А ( з - 8) 8. 16 0. 42 19. 4 5. 4 0

Бурая лесная. АВ ( 8 - 16) 3.90 0. 21 18. 6 5. 2 0

сосняк, В1 (16 - 28) 1. 92 0. 16 12. 0 5. 6 0

Кавказ, (р.3-93) В2 (28 - 45) 1.17 0. 13 9. 0 5. 8 0

ВС (45 - 60) 1.02 0 13 7. 8 5. 9 0

Почва ельникоЕ 0 ( о - 9) 23. 28 1. 38 16. 9 6. 0 0

Тянь-Шаня на А ( 9 - 18) 4. 02 0 33 12. 2 5. 8 0

кислых породах, АВ (18 - 31) 1. 98 0 20 9. 9 5. 5 0

(р. 5) В (31 - 50) 1. 20 0. 15 8. 0 5. 9 0

ВС (50 - 75) 0. 57 0. 05 11. 4 6. 4 0

0 ( о - 9) 22. 05 1. 55 14. 2 7. 0 0

Почва ельников ОА ( д - 30) 12. 51 0 97 12. 9 6. 5 0

Тянь-Шаня на АВ (30 - 53) 2. 91 0 30 9. 7 6. 7 0

карбонатной В (53 - 73) о 34 0 26 9. 0 7 2 0

породе (р.22) ВС (73 -105) 1. 95 0 22 8. 9 7. 8 9. 2

С (105 -115) 1. 86 0 21 8. 9 8. 1 15. 9

А ( 1 - 16) 4. 08 0 37 И. 0 7. 3 0

Коричневая, В1 (16 - 30) 1. 26 0 27 4. 7 7. 1 0

Кавказ. В2 (30 - 45) 0. 72 0. 15 4. 8 7. 4 0

(р.9) ВЗ (45 - 59) 0. 68 0 12 5. 7 7 6 9 1

В4 (59 -125) 0. 59 0 08 7. 4 8 1 11 5

ВО (125 -150) 1. 02 0 19 5. 4 7 9 6 5

А ( 0 - 20) 4. 08 0 46 10. 4 6 9 0

Коричневая, АВ (20 - 71) 2. 25 0 25 9. 0 7 3 0

Тянь-Шань, В (71 - 96) 1. 08 0 16 6. 8 8 0 3. 6

(р. 2-92) ВС (96 -106) 0. 60 0 09 6. 7 8. 1 •17 8

лосуглинистый. Кроме этого, почвы имеют большую мощность профиля i80 - 130 см), менее щебнисты по сравнению с буроземами Кавказа.

Преобладающей фракцией в этих почвах является фракция крупкой пыли, что характерно для почв Тянь-Шаня вообще и определяется к большой мере составом почвообразующих пород - лессовидных суглинков, имеющих широкое распространение в горах Тянь-Шаня.

В почвах ельников Тянь-Шаня сравнительно велико содержание илистой фракции и в целом частиц меньше 0.01 мм. По данным Рой-ченко, Мамытова (1970), среднесуглннистый и тяжелосуглинистый состав мелкозема характерен как'для почв, развивающихся на элювии карбонатных пород, так и для большинства почв ельников Северного Тянь-Шаня, развивающихся на плотных породах кислого характера. Другие исследователи (Самусенко, Малянчинов, 1958), напротив, указывают на слабо выраженные процессы оглинивания в данных почвах. В исследованных нами почвах средняя часть профиля отличается повышенным содержанием илистой фракции, что является следствием своеобразных гидротермических условий. Кроме этого, богатство спада из хвои ели тяньшаньской зольными элементами, среди которых преобладает кальций, близкие к нейтральным значения рН могут способствовать оглиниванию почвенной толщи вследствие ресинтеза из продуктов минерализации органических остатков.

Необходимо отметить сходство исследуемых почв ельников с почвами арчовых лесов Южного Кыргызстана, наиболее сомкнутые массивы которых произрастают на тех же высотах, что и еловые леса (2200 - 2800 м н.у.м.). Эти почвы формируются на сходных почвооб-разукшх породах как основного, так и кислого характера; имеют близкий с почвами ельников гранулометрический состав и метаморфически оглиненный горизонт в профиле. На значительное сходство коричнево-бурых почв арчовников, в особенности развивающихся на склонах северной экспозиции, с почвами еловых лесов Северного Тянь-Шаня указывали также В.Ф.Самусенко (1970) и Г.И.Ройченко (I960).

Преобладающей фракцией коричневых почв Закавказья, по нашим данным и по данным многих исследователей (Алиев, 1953; Тараса-И'вили, 1956; Анджапаридзе, 1964; Накаидзе. 1965; Салаев, 1966), является илистая фракция. Велико содержание всех фракций меньше 0.01 мм, что является, на наш взгляд, отличительной особенностью коричневых почв Закавказья.

Ярко выраженные процессы оглинивания почвенной толщи проте-

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ

Таблица 2

Размер фракций, мм

Почва Горизонт, -

глубина,см 1- 0.25- 0.05- 0.01- 0.0050.25 0.05 0.01 0.005 0.001 <0.001 <0.01

А (2 - 8) 5. 91 23. 43 42. И 6. 89 10. . 13 11. .53 28.55

Бурая АВ (8 - 15) 12. 93 34.37 24. 06 6. 29 10. .57 И. .78 28. 64

лесная, В1 (15 - 21) 13. 62 36. 97 20. 95 5. 90 И. 68 10. 88 28. 46

Кавказ, В2 (21 - 29) 11. 26 36. 35 19. 01 7. 88 12. 31 13. 19 33. 38

р.2-93 ВЗ (29 - 43) 12. 38 33. 45 21. 59 5. 36 13. 86 13. 36 32. 58

ВС (43 - 60) 15. 65 39. 17 18. 37 6. 84 10. 06 9. 91 26. 81

0 (0 - 9) 6. 15 1. 15 59. 82 9. 27 10. 17 13. 44 32. 88

Почва ОА (9 - 30) 10. 04 9. 00 37. 22 10. 82 17. 19 15. 73 43. 74

ельников, АВ (30 - 53) 6. 74 8. 55 25. 75 15. 71 20. 63 21. 62 58. 96

Тянь- В (53 - 73) 12. 37 13. 05 30. 31 И. 47 16. 38 16. 42 44. 27

Шань, ВС (73- 105) 8. 77 15. 60 28. 85 10. 76 18. 69 17. 33 46. 78

р. 22 С (105- • 115) 7. 59 28. 54 24. 44 8. 74 13. 32 17. 37 39. 43

А (1 - 16) 3. 53 8. 14 23. 82 10. 61 18. 79 35. 11 64. 51

В1 (16 - 30) 2. 62 6. 88 13. 65 6. 68 29. 03 41. 14 76. 85

Коричне- В2 (30 - 45) 3. 21 5. 91 12. 06 10. 36 20. 91 47. 55 78. 82

вая, ВЗ (45 - 59) 3. 70 4. 88 14. 91 9. 83 23. 15 43. 53 76. 51

Кавказ, В4 (59 -125) 5. 60 7. 78 21. 95 8. 74 24. 67 31. 26 64. 67

р.9 ВВЦ 25- 150) 4. 33 8. 98 18. 81 13. 53 19. 26 35. 09 67. 88

0 (150- 200) 2. 24 12. 45 31. 95 16. 10 23. 37 13. 89 53. 36

Коричне- А (0 - 20) 0. 17 5. 44 45. 57 15. 62 19. 17 14. 0 48. 82

вая , АВ (20 - 71) 0. 03 0. 52 41. 72 17. 89 20. 42 19. 4 57. 73

Тянь-Шань, В (71 - 96) 0. 01 1. 40 39. 05 15.10 22. 74 21. 7 59. 54

р.2-92 ВС(96 - 106) 0. 05 3. 00 36. 60 16. 80 23. 52 20. 0 60. 35

кают в исследуемых почвах Закавказья благодаря специфическому сочетанию почвообразующих пород, уже являющихся в высокой степени оглиненными, и своеобразных климатических условий. Процессы внут-рипочвенного оглинивания и преобразование почвенной массы в целом могут протекать непрерывно фактически круглый год, несколько ослабевая в зимний период (но не прекращаясь вовсе), затормаживаясь в большей мере в сухие летние месяцы.

Исследуемые коричневые почвы Тянь-Шаня определяются как тяжелосуглинистые крупно-пылеватые в отличие от легкоглинистой пы-леватой почвы Закавказья.

Преобладающей фракцией в них является фракция крупной пыли, как и в почвах ельников, что связано с повсеместным распространением здесь лессовидных суглинков.

Содержание илистой фракции, как правило, занимает второе место. По сравнению с почвообразующей породой оглинивание почвенной толщи выражено слабее, чем в закавказских аналогах. Вероятно, это можно объяснить как высокой карбонатностыо профиля, так и климатическими условиями, при которых высокие летние температуры сочетаются с низкими зимними, обусловливая наличие двух периодов ослабления или полного затухания преобразования почвенных минералов с образованием глинистых частиц.

Таким образом, можно заключить следующее. Коричневая почва Восточного Закавказья, развиваясь в оптимальных климатических условиях на породах тяжелого гранулометрического состава, является в наибольшей мере оглиненной. По содержанию и распределению фракций коричневая почва и почва ельников Тянь-Шаня в большей мере сходны, чем исследуемые коричневые почвы между собой. Интенсивность же преобразования почвенного материала выше в почвах ельников, так как они являются оглиненными в большей степени независимо от характера почвообразующих пород. Бурая лесная почва Западного Кавказа резко отличается по содержанию и распределению всех фракций и является в меньшей степени оглиненной по сравнению с почвами ельников и коричневыми почвами.

Глава 5. ВАЛОВОЙ СОСТАВ ПОЧВ.

Исследуемые почвы в целом имеют равномерное распределение кремния, железа, алюминия по профилю, но есть и свои закономерности, хорошо иллюстрирующие направление процессов почвообразова-

нпя.

Почвы ельников Северного Тянь-Шаня на разных карбонатных породах (лессовидном суглинке и элюво-делювии карбонатных глинистых сланцев) довольно сходны между собой. Верхние оторфованные горизонты содержат пониженное количество кремния и повышенное - других элементов по сравнению с остальными горизонтами. В средней части профиля молекулярные отношения 8102/11203 принимают более узкие значения - 4.4-4.5, что связано с накоплением здесь глинистого материала, не только образующегося на месте, но и, вероятнее всего, привносимого из верхних горизонтов, на что указывали еще Г.И.Ройченко и А.М.Мамытов (1970).

В бурых лесных почвах Кавказа, напротив, содержание железа в почвообразующей породе выше, чем в остальной части почвы, что может свидетельствовать об отсутствии накопления здесь тонкодисперсного материала и возможности выноса данного элемента за пределы почвенного профиля. На отсутствие процессов оподзоливания указывают довольно ровные молекулярные отношения по всему профилю.

Следует отметить, что, несмотря на одинаковую почвообразую-щую породу, почвы под пихтарником содержат большее количество железа по сравнению с почвами под сосновым лесом, что связано со способностью различных лесообразующих пород по-разному аккумулировать одинаковые химические элементы. К тому же в почвах пихтарников содержится большее количество органического вещества.

В профиле коричневых почв, особенно в средней части, наблюдается аккумуляция железа и алюминия, в большей мере выраженная в коричневой почве Кавказа. Совместно с процессами оглинивания в этой почве возможен лессиваж из верхних гумусовых горизонтов в горизонт ви.

Таким образом, распределение железа, алюминия и кремния по профилю почв относительно ровное; их накопление по сравнению с почвообразующей породой наиболее сильно выражено в коричневой почве Кавказа и в почве ельников Тянь-Шаня, а в бурых лесных почвах Кавказа практически не выражено. Наиболее узкие значения молекулярные отношения принимают в средней части профиля коричневых лечв и почв ельников, что связано с накоплением здесь глинистых частиц.

- 11 -

Глава 6. ЖЕЛЕЗО В ПОЧВАХ.

Соотношение групп соединений железа: силикатного, связанного в минералах, и несиликатного, свободного, - отражают характер выветривания почвообразования. В бурых лесных почвах Кавказа содержание силикатного железа колеблется в пределах 65.9 - 80.9% (табл. 3). что позволяет отнести эти почвы к сиаллитной группе. Почвы ельников Тянь-Шаня также относятся к этой группе. Причем почва на гранитах отличается более высоким содержанием свободных соединений железа, так как химическое выветривание преобладает здесь над физической дезинтеграцией минеральной части почвы, при которой наблюдается менее интенсивное высвобождение железа из минералов.

В коричневых почвах, относящихся также к сиаллитной группе, в связи с уменьшением количества влаги от умеренно-теплого до субтропического пояса содержание группы свободного железа уменьшается, а силикатного - возрастает. В то же время коричневая почва Кавказа по сравнению с коричневыми почвами Тянь-Шаня содержит больше свободных соединений железа. В ряду же коричневых почв Тянь-Шаня содержание свободного железа закономерно увеличивается от карбонатного подтипа к выщелоченному, хотя различия на подти-повом уровне менее выразительны, нежели между разными типами.

Соотношения групп соединений железа характеризуют лишь количественные соотношения, но не вскрывают сущности элементарных процессов, формирующих почвы. Помочь установить тот или иной элементарный процесс или выявить степень его выраженности позволяет определение соотношения форм соединений несиликатного железа.

В распределении свободных соединений железа в бурых лесных почвах Кавказа и почвах ельников Тянь-Шаня наблюдаются определенные закономерности. При достаточном увлажнении из верхних горизонтов, содержащих большое количество вновь образованных органических кислот, происходит некоторый вынос всех форм соединений свободного железа. Но этот процесс не принимает таких размеров, как в подзолистых почвах, так как в бурых почвах содержится достаточный резерв элементов для нейтрализации агрессивного действия органических кислот.

Исследуемые почвы имеют существенные различия в распределении форм соединений железа. На Тянь-Шане окристаллизованные формы соединений железа значительно преобладают над аморфными, что является наиболее характерной отличительной чертой этих почв, а са-

ГРУППОВОЙ И ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗА Таблица 3

Вало- Железо, % от валового

Почва, Горизонт, ---

вое Группы Формы

регион глубина, см Сили- Сво- Окрис-Аморф-Связ.с Не св.

Ее катн. бодн. талл. ное гумусом с гум.

Бурая А (2 - 8) 3. 13 74.4 25. 6 4. .8 20. 8 6. 4 14. 4

лесная. АВ (8 - 15) 3. 85 70.4 29. 6 7. 0 22. 6 7. 1 15. 5

пихтар- В1(15 - 21) 4. 28 74. 3 25. 7 5. 6 20. 1 4. 2 15. 9

ник, В2(21 - 29) 3. 86 74. 1 25. 9 8. 5 17. 4 4. 1 13. 3

Кавказ В3(29 - 43) 4. 24 75. 7 24. 3 8. 5 15. 8 4. 3 И. 5

ВС(43 - 60) 4. 93 80. 9 19. 1 7. 5 И. 6 2. 4 9. 2

Бурая А (3 - 8) 3. 14 76. 4 23. 6 9. 9 13. 7 3. 7 10. 0

лесная. АВ (8 - 16) 3.40 71. 2 28. 8 14. 7 14. 1 3. 7 10. 4

сосняк, В1(16 - 28) 3. 43 71. 1 28. 9 10. 8 18. 1 2. 4 15. 7

Кавказ В2(28 - 45) 3. 83 68. 4 31. 6 21. 7 9. 9 1. 4 8. 5

ВС(45 - 60) 4. 19 74. 9 25. 1 20. 1 5. 0 0. 9 4. 1

Почва 0 (0 - 9) 2. 85 80. 0 20. 0 10. 9 9. 1 0. 8 8. 3

ельников А (9 - 18) 4. 58 63. 5 36. 5 21. 2 15. 3 0. 5 14. 8

па кис- АВ(18 - 31) 5. 02 62. 0 38. 0 32. 3 5. 7 1. 4 4. 3

лых по- В (31 - 50) 4. 55 61. 1 38.9 23. 2 15. 7 1. 2 14. 5

родах ВС (50 - 75) 4. 34 77. 3 22. 7 17. 3 5. 4 0. 4 5. 0

Почва 0 (0 - 9) 2. 38 75. 6 24. 4 20. 6 3. 8 0. 9 2. 9

ельников ОА (9 - 30) 3. 27 69. 7 30. 3 22. 7 7. 6 1. 8 5. 8

на кар- АВ(30 - 53) 4. 00 67. 8 32. 2 24. 4 7. 8 1. 4 6. 4

бонатных В( 53 - 73) 4. 17 72. 4 27. 6 24. 7 2. 9 0. 5 2. 4

породах ВС(73 - 105) 4. 37 82. 8 17. 2 16. 1 1. 1 0. 3 0. 8

С(105— 115) 3. 98 83. 4 16. 6 16. 3 0. 3 0. 2 0. 1

А (1 - 16) 4. 64 71. 8 28. 2 20. 9 7. 3 0. 4 6. 9

Корич- 81(16 - 30) 4. 90 80. 6 19. 4 14. 3 5. 1 0. 4 4. 7

невая, В2(30 - 45) 5. 35 73. 1 26. 9 25. 4 1. 5 0. 5 1. 0

ВЗ(45 - 59) 3. 82 69. 1 30. 9 28. 8 2. 1 0. 2 1. 9

Кавказ В4(59 - 125) 3. 48 79. 6 20. 4 19. 3 1. 1 0. 1 1. 0

ВБ(125- 150) 3. 97 65. 0 35. 0 31. 2 3. 8 0. 3 3. 5

Коричне- А(1 (0 - 6) 3. 54 62. 1 37. 9 31. 1 6. 8 0. 6 6. О С*

вая , А (6 - 20) 3. 59 79. 9 20. 1 13. 1 7. 0 0. 6 6. 4

Гянь- АВ(20 - 73) 3. 81 77. 2 22. 8 17. 0 5. 8 0. 2 5. 6

Ызнь В(73 - 100) 3. 72 77. 4 22. 6 19. 1 3. 5 0. 2 3. 3

ВС(100- 116) 3. 27 78. 9 21. 1 17. 1 4. 0 0.4 3. 6

мсго аморфного железа содержится гораздо меньше, чем в буроземах Кавказа. На Кавказе же, напротив, в основном преобладает аморфное железо, что в большей мере выражено в почвах под пихтарником. Кроме этого, содержание аморфных соединений, связанных с гумусом, в бурых лесных почвах Кавказа гораздо выше такового почв ельников Тянь-Шаня и может служить диагностическим показателем для этих почв совместно с преобладанием аморфных соединений железа.

Кроме того, по высокому содержанию несиликатных соединений железа с преобладанием среди них окристаллизованных его форм исследуемые почвы еловых лесов обнаруживают значительное сходство с почвами арчовников Тянь-Шаня.

Одним из основных профилеобразующих процессов в коричневых почвах является процесс метаморфического оглинивания. Полученная нами зависимость - увеличение свободного железа в метаморфических горизонтах (с преобладанием окристаллизованных его форм) - отмечена и другими исследователями (Карманов, 1974). Кроме того, в развитии этих горизонтов, по данным исследователей (Минашина, 1958; Накаидзе, 1966; Карманов, 1974), может участвовать и другой процесс - лессиваж, что подтверждают микроморфологические исследования и термический анализ. В условиях повышенной обеспеченности влагой, что прежде всего относится к коричневым выщелоченным почвам как Тянь-Шаня, так и Кавказа, возможно совмещение двух процессов - метаморфического оглинивания и лессиважа, ведущих к максимальному накоплению ила в средней части профиля.

Коричневая почва Кавказа содержит большее количество свободных соединений железа, что обусловлено более интенсивными процессами оглинивания. Среди свободных форм соединений железа в исследуемых коричневых почвах как Тянь-Шаня, так и Кавказа преобладают окристаллизованные соединения, что закономерно, учитывая засушливые условия формирования в течение летних периодов.

Содержание аморфных форм соединений железа в коричневых почвах меньше, чем в бурых лесных почвах Кавказа и в почвах ельников Тянь-Шаня. Максимальное количество содержится в верхней части профиля, равномерно снижаясь с глубиной, что связано с биогенной аккумуляцией.

Среди аморфных форм преобладают соединения, связанные с неорганической частью почвы; содержание гумус-железистых соединений весьма незначительно.

Обобщая вое сказанное выше, следует подчеркнуть, что макси-

мальпое содержание свободных соединений железа отмечено в почвах ельников Тянь-Шаня и коричневой почве Кавказа, а почвы ельников по преобладанию окристаллизованных форм соединений железа и по содержанию и распределению групп соединений железа более близки к исследуемым коричневым почвам, чем к бурым лесным почвам Кавказа.

Глава 7. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИЛИСТОЙ ФРАКЦИИ ПОЧВ.

Для определения минералогического состава исследуемых почв Фракцию ила выделяли по Н.И.Горбунову, содержание отдельных групп глинистых минералов в процентах определялось по методике Э.А.Корнблюма (Корнблюм и др., 1972).

В коричневой типичной почве Кавказа (табл.4) одним из основных компонентов илистой фракции является минерал группы смекти-тов, диагностируемый по базальному рефлексу первого порядка с величиной 14. 7 А в исходных насыщенных магнием образцах, при насыщении препаратов ила этилен-гликолем значение этого рефлекса увеличивается до 18.4 А, что свидетельствует о некоторой смешано-слойности с иллитами. Кроме минерала с разбухающей решеткой илистая фракция содержит в большем количестве минералы группы илли-тов,.в меньших количествах - каолинит и хлорит.

Коричневые почвы, в основном, всегда рассматривались как почвенный тип, развивающийся в определенном климате - средиземноморском (Герасимов, 1949; Накаидзе, 1979). Другой взгляд на генезис коричневых почв заключается в том, что основные свойства минеральной массы красно-, коричнево- и даже буроцветных почв Средиземноморья и прилегающих территорий являются реликтовыми чертами почвообразования, не воспроизводящимися в современной биоклиматической обстановке (Дюшофур, 1970; Ильичев, Марголина и др., 1991).

В исследуемой нами коричневой почве Восточной Грузии и в настоящее время протекают процессы интенсивного преобразования глинистых минералов. Так, хлорит, имеющий максимальное содержание в почвообразующей породе, в средней части профиля отмечен в следовых количествах, а в верхних горизонтах не был диагностирован вообще. Можно предположить, что в верхних горизонтах в условиях большего увлажнения происходит растворение межпакетного материала хлоритизированных структур и превращение хлорита в другие глинистые минералы.

Каолинит преобладает над хлоритом и, как и последний, является унаследованным от почвообразующей породы. Не все глинистые минералы наследуются почвой, о чем может свидетельствовать положительный баланс минералов в почвенном профиле, а также изменение соотношений глинистых минералов в профиле почвы по сравнению с породой.

Сущность преобразований, по нашему мнению, сводится к следующему. Минералы группы иллитов, содержание которых в почвообразующей породе составляет примерно половину ото всей илистой фракции, в почвенном профиле трансформируются в лабильные минералы через стадии смешанослойных иллит-смектитовых минералов.

Трансформационные изменения прежде всего затрагивают иллито-кые минералы с высоким содержанием железа в октаэдрических позициях (Рентгеновские методы, 1965). Об этом свидетельствует уменьшение отношения интенсивностей рефлексов 1 и 2 порядков иллитов в средней части профиля (минимальное значение - в горизонте В2, где и наблюдается минимальное содержание иллитов и максимальное - лабильных структур, в том числе и смешанослойных иллит-смектитовых образований). Следует отметить отсутствие признаков смешанослой-ности в горизонтах В1 и ВЗ, что, вероятно, может являться следствием различных скоростей преобразования минералов на разных этапах или же результатом неустойчивости иллит-смектитовых образований в данных горизонтах.

Кроме того, в верхних горизонтах наблюдается более высокое содержание иллитов в илистой фракции по сравнению с породой, что монгет свидетельствовать наряду с повышенными значениями отношений интенсивности рефлексов I (10А)/1 (5]\) об иллитизации верхней части профиля. Но, принимая во внимание тот факт, что из иллитов здесь происходит образование лабильных силикатов, пополнение самих иллитов может происходить, например, благодаря поступлению тонкодисиерсного материала из более грубых фракций за счет физического дробления.

К тому же, несмотря на вымывание илистого материала (лесси-важ), а особенно - более гидрофильных минералов с лабильной решеткой, содержание этих минералов в верхних горизонтах в пересчете на почвенную массу выше, чем в почвообразующей породе, что указывает на образование минералов группы смектита в коричневой почве Восточной Грузии.

Содержание и распределение глинистых минералов в коричневой

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ГРУПП ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ Таблица 4

Почва, Горизонт, Иллит Смектит+ Каолинит+ Почвенный

регион глубина, см смешаносл. хлорит хлорит

А (1 - 16) 54 27 19 -

Коричне- В1 (16 - 30) 51 30 19 -

вая, В2-(30 - 40) 19 64 17 -

Кавказ/ ВЗ (40 - 59) 43 36 21 -

р. 9 В4 (59 -125) 48 24 28 -

ВБ(125 -150) 51 33 16 -

Коричневая А (0 - 20) 68 4 28 -

Тянь-Шань АВ(20 - 71) 60 14 26 -

р. 2 -92 В (71 - 96) 61 13 26 -

ВС (96 - 106) 33 28 39 -

0(0- 10) 64 1 35 -

Почва А (10 - 29) 59 6 35 -

ельников, АВ(29 - 61) 44 19 37 -

Тянь-Шань ВИ61 - 68) 41 21 38 -

р. 25 В2(88 - 128) 29 30 41 -

С (128 - 140) 46 7 47 -

А (2 - 8) 44 - 45 и

Бурая АВ (8 - 15) 35 - 48 17

лесная, В1(15 - 21) 48 - 39 13

Кавказ, В2(21 - 29) 42 - 44 14

р.2-93 В3(29 - 43) 47 - 43 10

ВС(43 - 60) 54 - 45 1

почве и почве ельников Тянь-Шаня имеют сходный характер. Основным компонентом глинистых минералов здесь являются иллиты. Максимальное их содержание наблюдается в верхних горизонтах исследуемых почв. Причем отношение шггенсивностей рефлексов 1 и 2 порядков иллитов в коричневой почве Тянь-Шаня закономерно плавно возрастает от нижних горизонтов к верхним. Это свидетельствует об увеличении в верхней части профиля доли триоктаэдрических иллитов, для которых характерна большая интенсивность отражения 10А - рефлекса из-за увеличения доли атомов железа в октаэдрических позициях (Рентгеновские методы, 1965). Скорее всего, процесс иллитизации происходит в результате трансформации минерала группы смектитов, содержащегося в минимальном количестве в верхних горизонтах, где отмечено накопление иллитов. и в максимальном количестве в почвообразующей породе, где содержание иллитов. в свою очередь, минимально.

В почвообразующей породе содержится смектит без признаков смешанослойности. В остальном же профиле почвы происходит трансФормация в смеианослойное идлит-смектитовое образование, причем на фоне уменьшения содержания разбухающей фазы по направлению к верхним горизонтам.

В почве ельников Северного Тянь-Шаня так же, как и в коричневой почве, содержание иллитов снизу вверх увеличивается, а содержание смешанослойного образования, одним из компонентов которого является минерал группы смектитов, - уменьшается. В почвообразующей породе наблюдается иная картина - низкое содержание емектита без признаков смешанослойности и высокое содержание иллитов.

В средней части профиля наблюдается резкое увеличение содержания смешанослойного минерала, причем доля разбухающей фазы в нем незначительна. Следовательно, разбухающий минерал почвообразующей породы преобразуется здесь в смешанослойное образование. Кроме того, имеет место перемещение данного минерала как более высокодисперсного из верхних горизонтов в среднюю часть профиля (Горбунов, 1961), где в результате изменения величины рН происходит коагуляция суспензий и осаждение тонкодисперсных частиц над верхней границей карбонатного горизонта.

Но, учитывая положительный баланс смешанослойного минерала, можно предположить, что источником данного образования является н>? только смектит почвообразующей породы. Возможно, в сродней

части профиля создаются определенные условия для появления данного минерала (либо самого смектита), который сразу же преобразуется в смешанослойное образование, из более крупных фракций. Например, контейнерами глинистых минералов, высвобождающихся при выветривании, могут являться зерна полевых шпатов (Соколова, 1987).

Вероятнее всего, смешанослойное образование в конечном итоге преобразуется в иллит, но скорость этого процесса ниже, чем скорость появления в профиле смешанослойного минерала, поэтому-этот минерал накапливается в почве по сравнению с почвообразующей породой.

Накопление иллитов в верхних горизонтах как коричневой поч-еы. так и почвы ельников Тянь-Шаня может быть обусловлено не только процессами трансформации смешанослойных образований, но и процессами физического дробления более крупных фракций.

В исследуемых почвах Тянь-Шаня также содержатся хлорит и каолинит. В отличие от коричневой почвы Кавказа хлорит здесь значительно преобладает над каолинитом, что косвенно определяется соотношением 7i и 4.75А рефлексов.

По данным Д.К.Кожекова (1963), содержание и распределение глинистых минералов в почвах ельников Северного Тянь-Шаня во многом совпадает с таковым в коричнево-бурых почвах арчовников, но в последних не отмечено передвижение монтмориллонита вниз по профилю, что связано с почвообразованием в менее влажных условиях.

Одним из основных компонентов илистой фракции бурой лесной почвы Кавказа является смешанослойное образование типа хлорити-зированного вермикулита (почвенный хлорит). Его образование - типично почвенный процесс, для которого характерна оптимальная величина рН около 5 (Соколова, 1985), что имеет место в исследуемых бурых лесных почвах Кавказа.

Образование почвенных хлоритов, трехслойных силикатов с межпакетными прослойками гидроокисей алюминия (реже - железа) может происходить тремя путями. Одни исследователи (Clark, 1964) считают, что источник алюминия и железа - внешний почвенный раствор. Другая точка зрения предполагает, что источником алюминиевых и жс-лсзистых прослоек являются кристаллические решетки самих трехслойных силикатов, по которым образуются почвенные хлориты, что, вероятнее всего, и имеет место в нашей почве. Так, максимальное количество данного образования, практически отсутствующего в почвообразующей породе, содержится в горизонте АВ (8 - 15 см), где

содержание иллитов, максимально имеющихся в породе. - минимально.

Кроме того, хлоритизированные структуры во многих почвах могут являться результатом частичного растворения добавочного окта-эдрического слоя собственно хлоритовых минералов (Van Ranst et all, 1986). В исследуемой почве каолинит преобладает над хлоритом. Содержание этих минералов практически постоянно по профилю и,. скорее всего, собственно хлориты илистой фракции не являются основным источником образования почвенных хлоритов.

Глава 8. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ КАВКАЗА И ТЯНЬ-ШАНЯ.

Сравнивая почвы ельников и буроземы, следует отметить, что содержание общего углерода в верхних горизонтах этих почв очень высокое и достигает на Тянь-Шане. 23%. (табл.1), что обусловлено грубым характером гумуса вследствие недостатка тепла на данных высотах. Так, почвы ельников Тянь-Шаня имеют оторфованные горизонты мощностью 10 - 20 см.

Для исследуемых почв характерен лесной тип распределения гумуса (Пономарева, Плотникова, 1980).

Верхние горизонты исследуемых почв имеют широкое отношение C/N, что свидетельствует о низкой обогащенности гумуса азотом. В средней части профиля отношение сужается до 8 - 11.

Отношение Сгк/Сфк в верхних горизонтах исследуемых почв ельников меньше единицы, что можно объяснить накоплением на поверхности почв преимущественно малоразложившихся растительных остатков в начальных стадиях гумификации вследствие недостатка тепла на данной высоте. Определяя степень гумификации органического вещества с учетом качественного состава самих гуминовых кислот, представляется целесообразным использовать показатель, предложенный Т. А. Гореловой (1982) для торфов, в качестве показателя гумификации для характеристики почвенного гумуса вообще.

В нашем случае верхние оторфованные горизонты почв ельников имеют низкую и очень низкую степени гумификации по шкале Гореловой, составляя 0.4 • 0.6. Непосредственно же под оторфованными горизонтами отношение Сгк/Сфк резко возрастает, а степень гумификации в средней части профиля оценивается как высокая.

Бурые лесные почвы Кавказа имеют фульватно-гуматный тип гумуса в верхней части профиля и гуматно-фульватный - в нижней.

о -ОА -АВ -В

вс н с

Гуминовые кислоты Фульаакислоты

По4®"

еловых

Р.-з 22

ñecos,

Тянь-Шань'—

шшшт *.•!• wm

Х\ч Jffiffi"

ж ШШШ2Ш

«м штат"

_ \\w татю

USD wio

Рис.1. Состав гумуса буроземов и почв еловых лесов

Для них характерна средняя степень гумификации.

Сравнивая фракционный состав гумуса почв ельников Тянь-Шаня и буроземов Кавказа, можно заключить, что почва ельников, развивающаяся на карбонатной породе, отличается от почвы, сформированной на элюво-делювии гранитов и песчаников, так как в ней содержание гуминовых кислот и фульвокислот 1 фракции ниже, чем в почав, сформированной на кислых породах (рис. 1). По содержанию фракции 1 буроземы Кавказа сходны с почвой ельников Тянь-Шаня, сформированной на кислых породах, но отличаются от почвы еловых лесов на карбонатных почвообразующих породах.

На содержание ГК, связанных с кальцием, в почвах ельников большое влияние оказывает характер почвообразующей породы. Так, доля 2 фракции ГК в почве на глинистых сланцах составляет около половины или более ото всех ГК. в то время как в почве, сформированной на элюво-делювии кислых пород, содержание этой фракции гораздо ниже, однако,' оно все же выше, чем в бурых лесных почвах Кавказа.

Доля 3 Фракции также велика, что свидетельствует о тесном взаимодействии гумусовых веществ с минеральной частью почвы. По сравнению с почвами • Тянь-Шаня бурые лесные почвы Кавказа содер-

- 21 -

жат меньшее количество 3 фракции гумусовых веществ.

Необходимо отметить относительно высокое содержание фракции 1-а фульвокислот в почвах, что свидетельствует .о "молодости" и об относительной подвижности гумуса.

Таким образом, почвы ельников имеют специфический состав гумуса, на что обращали внимание многие исследователи (Зонн, 1962; Самусенко, 1970, 1982; Соболев, 1972), относя эти почвы к типу черноземовидных. Для этих почв характерно преобладание гуминовых кислот, высокая степень гумификации органического вещества, значительная доля ГК 2 и 3 фракций, что наиболее ярко проявляется в почвах, развивающихся на карбонатных породах, и отличает их от буроземов Кавказа. В то же время по таким свойствам, как наличие мощного сухоторфяного горизонта, немалая доля 1 фракции ГК, особенно в почвах, сформированных на кислых породах, почвы еловых лесов Тянь-Шаня сходны с бурыми лесными почвами.

На наш взгляд, наиболее интересным является сравнение почв ельников Северного Тянь-Шаня с почвами арчовников. Данные почвы, особенно - развивающиеся на склонах северной экспозиции (то есть в большей мере приближающиеся по гидротермическим условиям к почвам еловых лесов), обнаруживают значительное сходство по основным показателям гумусного состояния, а именно: наличие оторфованной подстилки; высокое содержание углерода в верхних горизонтах и преобладание здесь гуминовых кислот; отсутствие резкого преобладания 2 фракции, значительная доля фракции 3 и немалая доля 1 фракции ГК. Причем почвы арчовников, как и исследуемые почвы еловых лесов, имеют определенное сходство с буроземами в основном по органической части почв, в то время как неорганическая часть коричнево-бурых почв арчовников и почв ельников в очень большой мере сходна с неорганической частью коричневых почв.

Изучением состава гумуса коричневых почв занимались многие исследователи: по Юго-Западному Тянь-Шаню - Г.И.Ройченко (1960); А.М.Мамытов (1970; 1987); А.С.Владыченский (1992; 1994); по почвам Закавказья - М.Н.Сабашвили (1948); Г.М.Тарасашвили (1956), Э.К.Накаидзе (1965) и другие.

Коричневые почвы Тянь-Шаня и Кавказа, имея мягкий гумус типа мюлль, сходны между собой как но распределению гумуса по профилю, так и по его содержению. Постепенно убывающее профильное распределение гумуса в этих почвах обусловлено более высокими среднегодовыми температурами, ксерофильным характером растительности по

Гуминовые кислоты фульвокислоты

Рис.2 Состав гумуса коричневых типичных почв.

сравнению с почвами, описанными выше.

Отношение С/М во всех исследуемых коричневых почвах в верхних горизонтах принимает значения в интервале 9-11, сужаясь в нижних горизонтах до 4 - 7, что указывает на высокую степень гу-мифнцированности органического вещества и обогащенность азотом.

Исследуя групповой состав гумуса коричневых почв, необходимо отметить следующее. В почвах Тянь-Шаня наиболее высокое отношение Сгк/Сфк наблюдается в выщелоченном подтипе. В горизонтах аккумуляции карбонатов преобладающими становятся фульвокислоты, уменьшая отношение до 0.9 - 0.6 (рис. 2).

В целом о коричневых почвах можно сказать следующее. Почвы Гянь-Шаня и Кавказа сходны между собой практически по всем показателям гумусного состояния и имеют фульватно-гуматный состав гумуса; высокую степень гумификации органического вещества; отличаются преобладанием 2 фракции, что закономерно, учитывая наличие карбонатных пород и ксероморфизм климата; значительной долей 3 фракции, так как процесс оглинивания в данных почвах является одним из основных профилеобразующих процессов наряду с гумусообра-зованием; минимальным содержанием 1 фракции гумусовых веществ.

- 23 -

Глава 9. РЕЗУЛЬТАТЫ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА.

На основании полученных нами данных, а также используя литературный материал по 8 разрезам коричневых почв Тянь-Шаня, И разрезам коричневых почв Закавказья, 11 разрезам почв ельников Тянь-Шаня, 10 разрезам буроземов Кавказа, были построены денд-рограммы сходства и проведен кластерный анализ. Для этого были использованы следующие данные: рН, содержание карбонатов, общего углерода, азота, валового железа и алюминия, физической глины и ила по горизонтам А, В, и С.

В результате исследования дендрограмм можно сделать следующие выводы. Практически во-всех случаях буроземы Кавказа отличается от остальных почв, выделяясь в отдельный кластер.

По неорганической части все почвы оказались близки между собой и отдельных кластеров по типам не образовывали.

Наиболее ярко различия между типами проявились при исследовании органической части почв, когда бурые лесные почвы Кавказа и почвы ельников Тянь-Шаня были выделены в отдельные кластеры, а коричневые почвы обоих регионов - оказались в одном.

Обобщая статистические исследования, можно сказать, что в целом были подтверждены результаты наших исследований. А именно: коричневые почвы разных регионов оказались весьма близки между собой,, а почвы еловых лесов Тянь-Шаня имеют гораздо большее сходство с исследуемыми коричневыми почвами, нежели с буроземами Кавказа. Интересным выводом, на наш взгляд, является тот факт, что для всех исследуемых почв: буроземов, коричневых, почв ельников, - в большей мере различающейся оказалась органическая часть, а неорганическая - весьма сходна для всех почв независимо от поч-ьообразующей породы.

ВЫВОДЫ.

1. Почвы ельников Северного Тянь-Шаня имеют специфическое гумусное состояние, характеризующееся преобладанием гуминовых кислот и относительно равномерным распределением их по фракциям, высокой степенью гумификации органического вещества. Наряду с этим отличительной чертой этих почв является наличие мощного су-хоторфяного горизонта.

При общем сравнительно высоком содержании несиликатных соединении железа к их составе преобладают окристаллизованные формы. Результаты минералогического анализа указывают на наличие трансформационных изменений минералов, основными из которых явяются преобразование минералов группы смектитов в смешанослойное образование типа смектит-иллит. В дифференциации профиля наряду с процессами метаморфического оглинивания существенная роль принад-

лежит лессивированию.

2. Коричневые почвы горных систем рассмотренных типов отличаются высоким содержанием "мягкого" гумуса фульватно-гуматного состава с преобладанием 2 и высоким содержанием 3 фракции гуминовых кислот. Ери общем значительном преобладании силикатного железа в составе свободных его соединений преобладают окристаллизо-ванные формы. На фоне отмеченных общих черт почвы Кавказа выделяются большим содержанием окристаллизованных форм соединений железа, значительно большей оглиненностью профиля, в особенности средней его части, и образованием глинистых минералов группы смектитов. В то же время в коричневых почвах Тянь-Шаня имеет место неимущественно образование смешанослойных минералов типа смектит-иллит.

3. Бурые лесные почвы Западного 'Кавказа, развиваясь в условиях мягкого влажного климата, имеют грубый гумус гуматно-фуль-ватного состава со значительным преобладанием 1 фракции ГК. Характерной особенностью данных почв•является преобладание аморфных форм соединений железа, а в их составе - высокое содержание железо органических соединений.

Метаморфически оглиненный горизонт выражен в слабой степени. Преобразование глинистых минералов заключается, главным образом, в формировании минералов типа хлоритизированных вермикулитов (почвенных хлоритов).

4. Почвы ельников имеют следующие общие свойства с коричневыми почвами Тянь-Шаня: фульватно- гуматный состав гумуса со значительной долей 2 и 3 фракций ГК, преобладание окристаллизованных форм соединений железа, наличие метаморфически оглиненного горизонта, преобразование глинистых минералов группы смектитов в смешанослойные образования типа смектит-иллит.

В то же время наличие оторфованности верхних горизонтов, немалая доля 1 фракции ГК, повышенное содержание органических соединений железа приближают почвы ельников Северного Тянь-Шаня к бурым лесным почвам. По совокупности всех-свойств почвы ельников в значительной мере сходны с коричнево-бурыми' почвами арчовых лесов, развивающихся в близких гидротермических условиях на тех ке высотах.

5. По совокупности свойств: наличие сухоторфяного горизонта, преобладание гуминовых кислот в верхней части профиля и относительно равномерное распределение их по фракциям; высокое содержание несиликатных соединений железа и преобладание среди них окристаллизованных форм; наличие оглинивания в профиле и преобладание в -илистой фракции минералов группы смектитов и иллитов, -почвы еловых лесов приближаются к коричнево-бурым почвам арчовников Тянь-Шаня, в особенности - формирующимся на склонах северной экспозиции, наиболее сомкнутые массивы которых расположены на тех же высотах, что и еловые леса Северного Тянь-Шаня.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Некоторые особенности горно-лесного почвообразования на Кавказе и Тянь-Шане. // Современные проблемы почвоведения и экологии// МГУ, 1994, с.

2. Гумусное состояние почв ельников Северного Тянь-Шаня. //Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-96", Москва, 1996, с.