Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений

Лупачев, Алексей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений"

На правах рукописи

004600128

ЛУПЛЧЕВ Алексей Владимирович

ВЗАИМОСВЯЗЬ КРИОЗЕМОВ ТУНДР КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ С ВЕРХНИМ СЛОЕМ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛ ЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2010

1 АПР 2010

004600120

Работа выполнена в лаборатории криологии почв Учреждения Российской академии наук Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук Губин Станислав Викторович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Александр Олегович Макеев

кандидат географических наук Иосиф Сергеевич Михайлов

Ведущая организация: Институт географии РАН

Защита состоится «20» апреля 2010 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории М-2 на заседании диссертационного совета Д 501.001.57 при МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, г. Москва, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 12, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «17» марта 2010 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просьба присылать по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук

Никифорова А.С.

ВВЕДЕНИЕ

В наиболее континентальных районах криолитозоны Северного полушария, в условиях близкого залегания к дневной поверхности многолетнемерзлых пород, ведущую роль в процессах воздействия меняющейся биоклнматической обстановки на мерзлые толщи играет почвенный покров. Небольшая мощность формирующихся почв и характер протекающих в них процессов, близкое залегание многолетней мерзлоты, с присущими ей процессами и свойствами, включая периодическое изменение положения верхней границы, порождают в надмерзлотных частях профилей комплекс взаимодействий, определяющих как свойства и строение почвенных надмерзлотных горизонтов, так и верхних слоев многолетнемерзлых пород.

Актуальность работы. В профилях криоземов Колымской низменности, развитых на высокольдистых суглинистых отложениях позднеплейстоценового возраста (едомные отложения или отложения ледового комплекса), установлено наличие надмерзлотных горизонтов с высоким содержанием грубого органического вещества - материала торфяных, подстилочно-торфяных, грубогумусовых горизонтов или их смеси с участием минеральной массы. Формирующие их процессы до настоящего времени остаются слабо изученными, в то время как эти горизонты отражают сложное взаимодействие почвообразования с подстилающим слоем многолетнемерзлых отложений в условиях активных флуктуаций климата в голоцене и являются зонами аккумуляции органического вещества.

В качестве объекта исследований, в работе рассматривается особое природно-историческое образование - почвенно-мерзлотный комплекс, включающее почву и верхние слои многолетнемерзлых пород (переходный и промежуточный [Шур, 1988]) Его строение, в определенных ландшафтных условиях, отражает результаты тесного взаимодействия процессов почвообразования и процессов, формирующих многолетнемерзлые породы. Для решения вопросов формирования строения и свойств надмерзлотных частей профилей криоземов, основное внимание было уделено верхней части почвенно-мерзлотного комплекса - почвам и подстилающему их переходному слою многолетнемерзлых пород (ММП).

Цель работы. Установить основные закономерности формирования надмерзлотных частей профилей криоземов нанополигонального комплекса на водораздельных пространствах тундр Колымской низменности, характер протекающих в них почвообразовательных процессов в зависимости от свойств и строения переходного слоя ММП и влияние современного почвообразования на формирование переходного слоя ММП.

Задачи:

Выявить особенности строения и основные свойства криоземов водораздельных поверхностей тундр Колымской низменности, их связь со строением поверхности нанополигональных тундр и подстилающего их переходного слоя ММП.

Установить влияние криогенных и педогенных процессов на формирование микро- и нанорельефа дневной поверхности, поверхности кровли ММП, строения и качественного состава переходного слоя ММП.

Выявить на примере грубого органического вещества особенности перераспределения и аккумуляции материала в надмерзлотных горизонтах криоземов, переходном слое ММП и причины их обуславливающие.

Обосновать основные механизмы перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества в надмерзлотных горизонтах криоземов и переходном слое ММП.

В ходе выполнения работ использован комплекс подходов и методов, включающих анализ микроструктуры почвенного покрова экспериментальных площадок, объемный анализ морфологического строения профилей почв нанополитонального комплекса, физико-химические исследования их основных свойств, микроморфологический анализ строения материала отдельных горизонтов и мезозон. Строение дневной поверхности и поверхности ММП изучено с помощью комплексного микротопографического метода. Выполнено геоботаническое описание растительного покрова изучаемых участков нанополигональной тундры. В пределах экспериментальных площадок дана подробная криолитологическая характеристика строения переходного слоя ММП. Полученные результаты обработаны с помощью статистических методов, методов компьютерного моделирования, построены цифровые модели рельефа дневной поверхности и поверхности мерзлых пород на момент максимального оттаивания СТС.

Научная новизна. Установлена связь и определяющая роль процессов почвообразования в формировании строения и свойств переходного слоя ММП при близком его залегании к поверхности. Установлены существенные различия в строении надмерзлотных горизонтов криоземов, формирующихся на отложениях ледового комплекса в условиях водораздельных пространств тундр Колымской низменности. В этих почвах выделен ряд надмерзлотных горизонтов аккумуляции грубого органического вещества, отличающихся механизмами своего формирования. Впервые показано наличие процессов латерального переноса грубого органического вещества по поверхности мерзлоты в почвах тундрового нанополигонального комплекса и аккумуляции его в надмерзлотных горизонтах

криоземов и переходном слое ММП, рассмотрены механизмы этого переноса и причины, его обуславливающие.

Практическая ценность.

Предложенный в работе комплексный подход с использованием микротопографических исследований нанорельефа дневной поверхности и нанорельефа поверхности многолетней мерзлоты позволяют получить обширный фактический материал для решения ряда вопросов генезиса криоземов, условии и процессов формирования их профилей и переходного слоя ММП, а также осуществить прогноз возможных изменений состояния почв и подстилающих их ММП.

Предложенные и обоснованные в работе механизмы перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества в криоземах и в верхнем слое подстилающих ММП позволяют более детально оценить их вклад в общий круговорот соединений углерода в зоне тундр.

Апробация работы.

Материалы диссертации были доложены на научных семинарах лаборатории криологии почв ИФХиБПП РАН (Пущино, 2005-2010), 13-й школе-конференции «Экология и почвы» (Пущино, 2005), 10-й Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2006), международной конференции «Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменений» (Тюмень, 2006), Десятых юбилейных докучаевских молодежных чтениях «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2007), международной конференции «Криогенные ресурсы полярных регионов» (Салехард, 2007), совещании по Международному Полярному Году (Сочи, 2007), международной школе-конференции IMPETUS 2007-OSL-APECS-PYRN Training workshop on Permafrost Research Methods (Санкт-Петербург, 2007), международной конференции Ninth International Conference on Permafrost (Фэйрбэнкс, 2008), международном научном симпозиуме Arctic Science Summit Week (Берген, 2009), V Международной конференции по криопедологии «Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающих почв и их роль в экосистемах» (Улан-Удэ, 2009), Всероссийской молодежной конференции «Современные методы исследований в криолигозоне» (Пущино, 2009), V национальной конференции с международным участием «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы» (Пущино, 2009).

По материалам диссертации опубликовано 20 работ: из них 3 статьи (2 в рецензируемых журналах; 1 в сборниках трудов конференций); 17 работ опубликовано в форме тезисов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 170 страницах, включая 5 таблиц, 27 рисунков и приложения. Список литературы состоит из 134 наименований, в том числе 17 на иностранных языках.

Благодарности.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю C.B. Губину, а также Е.В. Абакумову, Д.А. Гиличинскому, C.B. Горячкину, Э.П. Зазовской, Н.С. Мергелову, H.H. Романовскому, В.О. Таргульяну, Д.Г. Федорову-Давыдову, Л.А. Фоминых, многим другим коллегам за советы, ценные замечания, помощь и искренний интерес к работе.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТУНДРОВОГО МЕРЗЛОТНОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ IIA КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ.

Начальный этап изучения тундровых мерзлотных почв связан с исследованиями, проводившимися преимущественно на территории Европейской части России. Ведущими диагностическими признаками плакорных тундровых мерзлотных почв этого региона определялись: оглеение всего или части профиля (часто поверхностных горизонтов); кислая, чаще слабокислая реакция; небольшая ненасыщенность основными катионами; грубогумусность и фульватный тип гумуса; слабая и не всегда выраженная дифференциация почвенного профиля по распределению ила и полуторных окислов; значительная роль мерзлотных явлений в протекавшем почвообразовании [Ливеровский, 1934; Иванова, 1962; Игнатенко, 1979; и др.]. Близкая концепция тундрового почвообразования сложилась и для районов Средней Сибири и Севера Якутии [Караваева, 1969; Еловская и др., 1979; Васильевская, 1980 и др.]

На базе анализа мерзлотных почв Восточной Сибири И.А. Соколовым [1979; 1980 а, б] было предложено и развито представление о неглеевом автоморфном почвообразовании, согласно которому внутрипрофильное оглеение более не являлось непременным признаком мерзлотных почв. Позже им обоснована идея регионального обособления глеевого и неглеевого плакорного почвообразования [Соколов, 1993; 1997]. В целом, восточный сектор Арктики и Субарктики, к которому относятся приморские низменности Севера Якутии, благодаря таким характерным особенностям как резкая континентальность климата, низкий уровень биологической активности почв, высокое содержание кислорода в надмерзлотных водах, аэрация профиля в ходе криотурбаций, стал определяться как ареал распространения неглеевых мерзлотных почв (криоземов).

Полученные в два последних десятилетия результаты исследований почв Колымской

низменности показали, что криоземы здесь формируются на водораздельных поверхностях, как правило, в условиях дополнительного дренажа [Губин 1991, 2001; Фоминых 1997; Федоров-Давыдов, 2004 и др.]. На обширных территориях низменности, занятых озерио-аласными котловинами, идет формирование глееземов, торфяно-глееземов и торфяных почв. Проявление признаков оглеения в профилях криоземов водоразделов может определяться как реликтовыми признаками - унаследованностыо оглеения нижними частями профилей от почвообразующих пород, так и признаками отражающими ход почвообразования на предыдущих стадиях развития водораздельных поверхностей, которые характеризовались слабым дренажем и широким развитием здесь в почвенном покрове глееземов [Губин, 1987, 2001; Фоминых, 2004]. На проявление современного оглеения в профилях криоземов, наряду с условиями определяющими дополнительный дренаж или снижающих поступление влаги на участки формирования рассматриваемых почв (близость к краю водораздела, сдув снега, наличие дренирующих трещин, ложбин при развитии мерзлотных форм микрорельефа), важную роль оказывает организация поверхности на микро- и наноуровнях, активность процессов криотурбации материала профилей и неразрывно связанные с ними состояние напочвенного покрова и верхних органогенных горизонтов.

Совокупность процессов, связанных с ежегодным промерзанием и оттаиванием почв, в условиях близкого залегания ММП, определяет структуру и особенности микрорельефа. Большинство исследователей придерживается взгляда о множественности способов образования тех или иных форм микрорельефа в зависимости от конкретной обстановки [Драницын, 1914; Григорьев, 1925; Сумгин, 1937; Сумгин и др., 1940; Тютюнов, 1953; Достовалов, Кудрявцев, 1967; Фридланд, 1972; Худяков, 1974; Романовский, 1977; Суходровский, 1979; Васильевская и др., 1993; Основы геокриологии, 1995 и др.]. На Колымской низменности, в ходе активно идущих термокарстовых процессов вслед за быстрой коренной перестройкой рельефа идет перестройка природно-территориальных комплексов, возникает широкий набор новых форм мерзлотного микрорельефа, изменяются условия увлажнения, мерзлотная обстановка, растительный покров. В подобной ситуации почвы и почвенный покров, обладая известной инертностью строения, свойств и организации, здесь часто не соответствуют условиям вновь формирующихся местообитаний.

Наличие многолетнемерзлых пород подстилающих профили почв является мощным фактором, обуславливающим перераспределение значительной части почвенного материала, влаги, а также оказывает глубокое влияние на показатели различных режимов почв. В геохимии ландшафтов выделяются радиальные (вертикальные, инситные) и

латеральные (боковые, неинситные) потоки миграции вещества и энергии. Проблема соотношения радиальных и латеральных процессов в ходе почвообразования начала широко обсуждаться в 70-80-е годы, когда В.О. Таргульяном [1983] было предложено понятие «тренд педогенеза», позже трансформированное в «модель педогенеза». Выдвинутое в дальнейшем C.B. Горячкиным [2006] положение о латерально-радиальной модификации педогенеза, позволяет наиболее полно учитывать соотношение инситно-неинситных педогенных процессов, протекающих на уровне микрорельефа и осложняющих ход «нормального» педогенеза, что ярко прослеживается в зоне континентальных тундр приморских низменностей Севера Якутии. Значительное влияние на формирование почв здесь оказывает также то, что в условиях близкого (до 1 м) залегания границы многолетней мерзлоты действие ведущих почвообразовательных процессов, включая турбационные, протекает в строго ограниченной по объему толще материала, при наличии мерзлотного водоупора.

Пятнообразование является одним из важнейших процессов, обуславливающих формирование нанорельефа дневной поверхности, а также развитие почв и почвенного покрова на водораздельных пространствах тундр. Большинство исследователей считают этот процесс мпогофакторным, стадийным, зависящим от регионального положения территории и ее места в ландшафте на уровне мезорельефа [Тютюнов, 1953; Васильевская, 1979; Bockheim, 1998 (а)]. Пятнообразование является одним из наиболее ярко морфологически выраженных проявлений процессов криотурбации в строении почвенного покрова низменности. Наиболее ярко пятнообразование в тундровой зоне выражено на высоких водораздельных поверхностях сравнительно небольшой площади, а также на участках вблизи склонов, где происходит сдув снега, контрастны перепады температур между членами мерзлотного нанокомплекса в осеннее время и активны процессы снежной корразии, препятствующие зарастанию поверхности пятен растительностью.

Внутрипрофильное проявление криотурбации связано с постоянным перемешиванием жидкой фазы почв и почвенной массы в ходе промерзания-оттаивания [Драницын, 1914; Григорьев, 1925; Игнатенко, 1969; Tedrow, 1977; Bockheim et al., 1998 (a) и др.]. Оно приводит к изменению физико-химических свойств и строения почв в тундровых комплексах, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении [Толчельников, 1969; Соколов, 1993, 1997], активному перераспределению привнесенного в профили грубого органического вещества.

Характерной особенностью почвообразования в тундрах Севера Якутии является присутствие реликтового органического вещества в почвообразующих породах. Исходное содержание Сорг в отложениях ледового комплекса составляет 1-3% [Каплина и др., 1980;

Томирдиаро, 1980; Губин 1988, 1999, 2001; Холодов и др., 2003; Мергелов, 2007 и др.]. Верхний максимум (до 3-4%) содержания углерода в почвах, исключая торфянистые горизонты, обуславливается процессом гумусонакоплення за счет разложения корневой массы [Игнатенко, 1969; Васильевская, 1980 и др.]. Значительную роль в накоплении и перераспределении органического вещества в профиле мерзлотных почв играют процессы криогенного массообмена и мерзлотной ретннизации [Караваева, Таргульян, i960; Bockheim et al., 1998 (а) и др.]. Эти процессы часто обуславливают пики содержания органического вещества в центральных и особенно надмерзлотных частях профилей тундровых мерзлотных почв. По наблюдениям Н.С. Мергелова [2007], в почвах тундр Колымской низменности подобные максимумы встречаются практически в половине исследуемых разрезов (43,3%).

Важное влияние на формирование профилей мерзлотных почв оказывают строение и свойства верхних слоев ММП. Под действием таких ландшафтообразующих процессов как выветривание, формирование растительного покрова и микрорельефа, а также периодических изменений климата происходит закономерное формирование переходного и промежуточного слоев ММП, которые совместно с современным почвенным профилем образуют буферную систему, определяющую достаточно широкую область гомеостазиса толщи мерзлых пород [Шур, 1988].

Переходный слой ММП четко диагностируется по льдистости, криотекстурам, оглеению, в ряде случаев по повышенному содержанию грубого органического вещества. Некоторые авторы прямо определяют переходный слой как «мерзлую часть деятельного слоя» ("frozen active layer") [Харрис, 2005; Sylvie Buteau et. al., 2005]. Впервые этот слой был выделен В.К. Яновским [1933]. Изучая процессы почвообразования на ММП, он указал, что сфера почвообразования не ограничивается деятельным слоем, и верхний слой мерзлоты в определенных условиях может быть включен в эту сферу. Многолетнюю изменчивость мощности СТС, в результате которой переходный слой ММП может вовлекаться в сферу почвообразования, подчеркивали и другие специалисты [Шур, 1983, 1988; Васильев, 1996; Shur et al, 2005]. По данным Ю. Шура [1988] межгодовая изменчивость глубин сезонного оттаивания может составлять от 1-3% до 22-24 и даже 30% в зависимости от погодных условий, характера растительного покрова, свойств почвообразующих пород и т.д. В тундровой зоне Колымской низменности, на водоразделах суммарная мощность подстилающего криоземы переходного и промежуточных слоев достигает 1-1,5 метров, при мощности переходного слоя 15-20 см и мощности СТС 50-70 см. В пределах тундровой зоны установлено варьирование некоторых свойств переходного слоя. Главные из них заключаются в степени оглеения материала, наличии здесь грубых форм органического вещества. Отличия промежуточного слоя различных едомных поверхностей заключаются, в

первую очередь, в криолитологическом строении - льдистости, численности и мощности прослоев, различающихся формами текстурообразующего льда.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Колымская низменность входит в состав обширного района приморских низменностей севера Якутии, охватывая зону тундр (арктическая и субарктическая подзоны) и зону тайги (тундрово-лесная и северотаежная подзоны).

Подавляющая часть территории сложена мощной толщей рыхлых отложений средне- и позднеплейстоценового возраста. Рельеф слабохолмистый, с небольшим колебанием относительных высот. Широко распространены формы рельефа, связанные своим происхождением с термокарстовыми процессами.

Климат территории отличается резкой континентальностью и по суровости условий практически не имеет аналогов в северном полушарии.

Мощность вечной мерзлоты на территории Колымской низменности оценивается в 500-700 м, температура мерзлых пород - -6 -9°С. Верхние горизонты ММП сложены высокольднстыми супесчано-суглинистыми отложениями. Исследуемый район относится к зоне с глубиной сезонного оттаивания 0,5-1,0 м [Саввинов, 1969; Федоров-Давыдов, 2004 (а)]. Мощность СТС варьирует от 15-20 см в торфяниках, до 1 м в тонкозернистых песках.

В тундровой зоне Колымской низменности выделяются два типа водораздельных ландшафтов - едомные останцы высокого и низкого уровней, а также два типа озерно-аласных котловин - также высокого и низкого уровней [Веремеева, Губин, 2007]. Площади ландшафтов едомных водоразделов (высокого и низкого уровней), на которых преимущественно формируются криоземы составляют около 30% от всей территории. На этих водораздельных пространствах были заложены ключевые участки для изучения строения и свойств профилей криоземов.

Согласно классификационному и систематическому списку почв Северной Якутии [Еловская с соавт., 1979] и почвенной карте Якутии [Атлас..., 1989], исследуемый район относится к подзоне субарктических тундр, колымо-индигирской провинции тундровых глеевых (торфянистых и торфяных (Ао(А()-Т-(ВО(о)), тундровых глеевых торфянисто-перегнойных (торфянистых и торфяных (Ао-А]-В1-В2-Вз8-ВО(1)) и тундровых слабооглеенных (торфянистых и торфяных (Ао(ц-А1-В1-В2-Вз8-ВО) почв.

По классификации почв России [2004], формирующиеся на рассматриваемой территории почвы входят в отделы криотурбированных (подтипы: криоземы типичные, грубогумусные, перегнойные, торфяно-криоземы) и глеевых почв (глееземы типичные, грубогумусные, криотурбированные) ствола постлитогенных почв, а также в отдел

торфяных ствола органогенных почв.

Региональная классификация, разработанная для почв приморских низменностей Севера Якутии Л.Г. Еловской с соавторами [1979], довольно полно отражает особенности строения почв изучаемой территории. Ее недостатком, вызванным слабой изученностью почв этой территории на момент публикации работы, является отсутствие выделения неглеевых почв, которые ныне определяются как криоземы. В данной работе для характеристики почв и диагностических горизонтов использованы обе эти классификационные системы.

Наибольшую роль в почвенном покрове плакорных ландшафтов континентальных тундр приморских низменностей Севера Якутии играет комплекс, состоящий из собственно криоземов или криоземов грубогумусовых под нанополигонами и органогенных торфяных почв или торфяно-глееземов, занимающих межнанополигональные трещины. Рассматриваемые почвы, так же как и все другие почвы тундровой зоны, имеют криогенно-циклический характер развития. [Караваева, 1969].

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В работе изучались почвы мерзлотного трещинно-нанополигонального комплекса, а также подстилающий их переходный слой ММП, сформированные на водораздельных участках нанополигональной тундры Колымской низменности. Ключевые участки для изучения тундровых мерзлотных почв были заложены на едомных водоразделах и их пологих склонах (до 3-5°) в верховьях р. Б. Хомус-Юрях, в среднем течении р. Алазея, на мысу М. Чукочий при впадении р. Б. Чукочья в Колымскую губу и на водораздельной нанополигональной тундре на правобережье р. Колымы, в низовьях р. Сухарная. Система ключевых участков представляет собой субширотную трансекту, протяженностью с запада на восток около 1000 км, расположенную в зоне континентальных тундр Колымской низменности (Рис. 1).

Полевые работы проводились в конце августа - начале сентября месяца, в период максимального оттаивания почв на данной территории, что позволило осуществить наиболее полное и детальное описание и изучение профилей криоземов, подстилающего их переходного слоя ММП, оценить процессы их взаимодействия.

Рис. 1. Район проведения исследований.

Ключевые участки: 1 - «Б. Хомус-Юрях» (Ы 70°00', Е 153°36'); 2- «Алазея» (Ы 69° 18', Е 154°58'); 3 - «М. Чукочий» (Ы 70° 05', Е 159° 47'); 4 - «Сухарная» ^ 69° 28', Е 161° 45'). Сплошная линия - южная граница распространения отложений ледового комплекса; пунктирная - южная граница тундровой зоны.

Репрезентативность ключевых участков определялась в ходе комплексного изучения почвенно-растительного покрова нанополигональных тундр района, заложения серии почвенных разрезов-траншей, пересекающих основные элементы нанорельефа, с углублением их в переходный слой ММП под отдельными элементами нанорельефа дневной поверхности. При проведении исследований использованы расчистки верхних частей свежих мерзлых термоэрозионных обрывов на берегах рек, озер, морском побережье.

Для пространственного и объемного (трехмерного) изучения строения и свойств почв и подстилающих их ММП на выбранных ключевых участках были заложены почвенные разрезы размером от 2,5x2,5 м до 1,5x2 м (экспериментальные площадки) и траншеи длиной до 5,5 метров и шириной 60-80 см, углубленные в толщу подстилающей мерзлоты на 20-25 см.

Для получения представлений об объемном строении элементов почвенного нанокомплекса проводилась микротопографическая съемка шагом 5 или 10 см. Это позволило зафиксировать строение нанорельефа дневной поверхности и поверхности

многолетней мерзлоты. Послойное снятие материала на экспериментальных площадках, в траншеях, проведение в них замеров мощностей генетических горизонтов и ПС, оценка свойств слагающего их материала дали возможность получить трехмерные модели верхних частей формирующихся здесь почвенно-мерзлотных комплексов.

Отбор почвенных образцов для анализа ведущих физико-химических свойств проводился по генетическим горизонтам, путем отбора средней пробы из всей толщи горизонта. Изучение микроморфологического строения почв нанополигонального комплекса выполнено в образцах, отобранных из материала генетических горизонтов, а также материала отдельных мезозон. Проведено определение содержания водорастворимых форм органического вещества в надмерзлотных водах.

Физико-химические исследования материала почв проведены в химико-аналитическом комплексе ИФХиБПП РАН по общепринятым методикам [Аринушкина, 1970]. Определение возраста грубого органического материала (торфа) из надмерзлотных почвенных горизонтов и ПС ММП методом радиоуглеродного анализа выполнено в радиоуглеродной лаборатории ИГ РАН.

Криолитологический анализ строения ММП (определение криотекстур и льдистости) проводился по методике, предложенной Т.Н. Жестковой с соавторами [1980].

Полученный в ходе работ массив данных был обработан статистическими методами. Составлены картосхемы нанорельефа дневной поверхности, нанорельефа поверхности ПС ММП, цифровые модели рельефа дневной поверхности и поверхности ПС ММП, строения растительного покрова, мощностей верхних органогенных горизонтов, криолитологического строения ПС ММП.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА КРИОЗЕМОВ ВОДОРАЗДЕЛЬНЫХ ТУНДР

КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ИХ

ПРОФИЛЕЙ.

Криоземы водораздельных пространств Колымской низменности относятся к подтипам типичных, глееватых и грубогумусовых собственно типа криоземов и к подтипам типичных и глееватых типа грубогумусовых криоземов [Классификация..., 2004].

Для них характерны сравнительно небольшие мощности органогенных горизонтов, однородная серая окраска минеральной части, с присутствием пятен или зон грубого органического вещества, слабо выраженная дифференциация профиля на горизонты по криогенной структуре, а также относительно высокое содержание Сорг (1-3%) и неравномерное распределение его по профилю. Гумус фульвагного состава, в составе обменных катионов доминируют Са и Mg, профили характеризуется слабокислой или

нейтральной реакцией. Некоторые криоземы несут признаки оглеения в нижних частях профилей.

На отдельных участках водоразделов встречены криоземы, в профилях которых отмечено формирование надмерзлотных горизонтов, а ' глубже - мерзлого прослоя аккумуляции грубого органического вещества, представляющего материал подстилочно-торфяного, торфяного и грубогумусового горизонтов в смеси с минеральной массой. Суммарная мощность этих слоев может достигать 15-20 см, содержание Сорг - до 8-10%, потери от прокаливания - до 25-30%, в отдельных случаях более 60%. Эти слои дискретны и в пространстве могут замещаться льдом или оглеенным суглинком.

Значительные различия в морфологическом строении рассматриваемых слоев аккумуляции грубого органического материала, качественном составе слагающего их материала, аналитических характеристиках, определили необходимость исследования условий и механизмов их формирования.

Взаимосвязь строения дневной поверхности, почвенно-растительного покрова и ианорельефа многолетнемерзлых пород.

На водораздельных поверхностях в нанополигональных тундрах современный этап развития криоземов характеризуется периодическим прохождением ими цикла от почвы пятна до зрелой почвы. Одним из ведущих процессов, запускающих и корректирующих эти циклы, является процесс криотурбации. Стадии цикла определяют мощности и свойства верхних, в т.ч. органогенных горизонтов, проявление оглеения, выраженность криогенного оструктуривания и некоторых других свойств в центральных частях профилей.

Строение надмерзлотных горизонтов в меньшей степени обусловлено прохождением крпоземом той или иной стадии. Важное участие в процессе их формирования, а также в формировании строения переходного слоя в тундрах Колымской низменности принимает нанорельеф поверхности кровли ММП, криолитологические свойства подстилающего переходного слоя ММП, взаимоотношение с органогенными почвами нанокомплекса -почвами трещин. Анализ этих положений проведен в ходе полевых исследований на выбранных ключевых участках.

Ключевой участок «Б. Хомус-Юпях»

Для участка характерна частая встречаемость незадернованных нанополигонов. Факт активно идущего пятнообразования отражен в широком диапазоне мощностей органогенных горизонтов и единичном присутствии небольших зон грубого органического материала в центральных частях профилей. Это связано с тем, что пятнообразование часто идет на полигонах находящихся на начальных стадиях зарастания и в процесс криотурбации включаются небольшие по мощности формирующиеся органогенные горизонты. В нижних

частях профилей появляются признаки оглеения. Нанорельеф поверхности переходного слоя хорошо выражен, перепады высот поверхности мерзлоты могут составлять 30-35 см. Клинья органогенных почв межнанополигональных трещин достигают поверхности переходного слоя и проникают в него на глубину до 10-15 см. Наложение картосхем нанорельефа дневной поверхности и нанорельефа поверхности переходного слоя ММП экспериментальной площадки 1 показало, что повышенные участки поверхности переходного слоя многолетней мерзлоты находятся под нанополигонами.

Наложение картосхем нанорельефа кровли и криолитологического строения ПС выявило нахождение под нанополигонами участков выполненных льдом. Такое распределение нанорельефа, на наш взгляд, обусловлено предшествующей голоценовой историей развития почвенного нанокомплекса. На этапах развития поверхности нанополигона, связанных с прохождением им стадии свежего пятна, глубины сезонного оттаивания под его центральными частями были больше. При оттаивании, в этих депрессиях мерзлотного нанорельефа скапливалась влага, которая при сезонном промерзании переходила в лед. Процесс накопления льда имел прогрессивную тенденцию.

Изучение строения почвенного нанокомплекса на экспериментальной площадке 2 отражает более типичную для нанополигональных тундр картину соотношения строения нанорельефа дневной поверхности и поверхности мерзлоты. При наличии хорошо выраженной топографии, перепадов высот, минимальные отметки нанорельефа поверхности ПС тяготеют к центральным частям нанополигонов, которые заняты здесь мерзлым органогенным материалом или высокольдистым грунтом, Повышения нанорельефа поверхности мерзлоты приурочены к межнанополигональным трещинам. Участки, выполненные льдом, тяготеют к зонам расположенным на окраинных частях нанополигонов и к межнанополигональным трещинам.

Исследование надмерзлотных горизонтов криоземов и ПС данного участка показало, что в надмерзлотных частях профилей почв нанополигонов, прилегающих к торфяным почвам межнанополигональных трещин, появляется слой, выполненный грубым органическим материалом с включением суглинка. Морфологически он представляет собой ряд прослоев мощностью 3-5 см и пятен грубого органического материала, мощность которых снижается в направлении от трещины к центральным частям нанополигонов. В плане этот слой имеет вид потоковидной системы крупных фрагментов и пятен торфянистого материала, распределенной в надмерзлотном горизонте и захватывающей часть ПС ММП, где мощность прослоев грубого органического материала также постепенно снижается по направлению к центру нанополигонов и они замещаются оглеенным водонасыщенным суглинком в деятельном слое или сильнольдистым с сетчатыми и

атакситовыми криотекстурами в ПС ММП. Химический состав почв ключевого участка приведен в таблице 1.

Ключевой участок «Алазея»

Пятнообразование на поверхности нанополигонов выражено в меньшей степени, чем на предыдущем участке. Незадернованные нанополигоны относительно редки, органогенные горизонты в почвах, формирующихся на заросших полигонах, близки по мощности. Признаки оглеения появляются в средних частях профилей и нарастают в их надмерзлотных горизонтах. Нанорельеф поверхности ПС ММП хорошо выражен, перепады высот составляют 30-35 см. Клинья органогенных почв трещин не достигают поверхности ММП. Анализ строения почвенного нанокомплекса указывает на типичную для нанополигональных тундр картину соотношения строения дневной поверхности и нанорельефа поверхности ПС ММП. Минимальные отметки нанорельефа переходного слоя (поверхности мерзлоты) приурочены к центральным частям нанополигонов, максимальные - к межнанополигональным трещинам.

В ходе морфологического исследования надмерзлотных горизонтов профилей криоземов и подстилающего их ПС выявлены следующие основные особенности. Характерным отличием строения ПС на экспериментальных площадках участка является высокая льдистость слагающего его материала (атакситовая и сетчатая криотекстуры). На площадке 3 было установлено наличие прослоев чистого льда мощностью 5-10 см под поверхностью межнанополигональных трещин. В нанорельефе эти элементы строения ПС ММП характеризуются как повышенные участки поверхности. Значительных включений мерзлого грубого органического материала (торфа) в составе слоя зафиксировано не было. Наибольшие его скопления отмечены в надмерзлотных горизонтах криоземов. Химический состав почв ключевого участка приведен в таблице 2.

Ключевой участок «М. Чукочий»

Близкое расположение исследуемого участка к кромке морского обрыва определяет специфику условий формирования здесь криоземов. В составе мерзлотного трещинно-нанополигонального комплекса присутствует большое количество незадернованных нанополигонов. Ветровой режим, сдув снега, снежная корразия длительное время способствуют поддержанию образовавшихся на поверхности нанополигонов пятен в незадернованном состоянии. Периодически происходящие, в ходе пятнообразования, процессы излияния на поверхность минеральной почвенной массы приводят к перекрытию, погружению и дальнейшим турбациям материала верхних частей профилей не содержащего или содержащего лишь небольшие включения грубого органического вещества. Нанорельеф

Табл. 1. Химический состав почв нанополигоналыюго комплекса ключевого участка «Бол. Хомус-Юрях».

Разрез Горизонт Глубина, см. Потери при прокал., % Сорг, % C/N pH води. Поглощенные основания, мг-экв /100г почвы Подвижные р2о5, к2о, мг/100г почвы

Ca Mg Na К I р2о5 К2О5

ПлЛ.Р-10. Криозем перепюйно-глееватый А„ 3-7 20.56 5.64 4.0 4.7 9.70 3.90 0.26 0.43 14,29 1.25 16.25

Bis 7-34 5.16 0.60 10.8 5.6 4.50 3.40 0.17 0.20 8,27 7.75 5.72

Н\, 34-43 5.70 0.65 8.6 5.8 4.80 2.60 0.15 0.19 7,74 11.25 6.02

Взй 43-49 5.48 0.60 8.9 5.7 4.80 2.40 0.15 0.29 7,64 7.75 10.23

Пл.2 Р-1. Криозем перегнойно-глееватый Ан 1-3 8.01 1.68 н.о. 5.3 н.о. н.о. н.о. и.о. II.O. н.о. н.о.

В,ц 3-13 5.24 1.24 8.3 5.8 5.50 3.10 0.21 0.19 9,00 15.0 6.93

в2г 13-43 6.00 1.14 8.6 5.4 5.10 2.30 0.26 0.15 7,81 12.0 4.82

BG, 43-51 7.98 1.73 10.1 5.6 5.60 2.60 0.20 0.38 8,78 12.0 15.05

Пл.2 Р-2. Торфяно-криозем Т, 3-13 53.02 21.17 н.о. 4.8 н.о. и.о. и.о. н.о. н.о. н.о. и.о.

Т2 13-20 17.08 5.00 н.о. 5.5 и.о. и.о. и.о. н.о. н.о. и.о. н.о.

BG, 20-25 20.38 7.16 12.4 5.4 7.10 3.30 0.20 0.39 10,99 5.75 15.05

ПлЛ.Р.11 BG, 56 25.27 8.36 12.8 5.5 13.60 5.30 0.28 0.30 19,48 3.75 12.34

ПлЛ.Р.12 BG, 58 14.59 4.34 10.6 5.4 6.10 3.40] 0.15 0.52 10,17 3.25 19.56

Пл.1. Р.13 BG, 64 12.33 3.20 12.0 5.5 5.10 2.70 0.15 0.35 8,30 9.50 14.44

Табл. 2. Химический состав криозема персгнойно-глссватого, подстилающих ММП ключевого участка «Алазея».

оо

Горизонт Глубина, см. Потери при прокал. о/ /о Сорг» % C/N С гк Негид рол из. остат. % рН водн. Поглощенные основания, мг-экв/100г почвы Подвижные р2о5, к2о5. мг/100г почвы

С фк

Са Mg Na К I Р205 к2о

At 0-5 и.о. и.о. н.о. н.о. н.о. 5,3 и.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

А1 5-14 12,42 2,42 14,1 0,6 63 5,7 5,6 3,6 0,2 0,2 9,6 9,2 10,4

В1 14-30 10,11 1.91 10,2 0,7 73 6,1 6,0 3,0 0,2 0,3 9,5 10,5 12,1

В2 30-46 6,46 1,28 10,4 и.о. н.о. 6,9 7,1 3,2 0,1 0,4 10,8 12,4 8,6

^BCg 46-58 8,93 1,00 9,6 0,8 56 7,0 7,3 2,7 0,2 0,4 10,6 23,6 9,0

ПС 58-110 7,25 0,64 9,3 0,6 69 7,4 8,6 2,0 0,1 0,3 11,0 25,0 8,3

ПРС 110140 7,84 0,83 8,4 0,7 74 7,6 10,2 2,8 0,1 0,4 13,5 31,6 10,1

ГАСГ 2000 8,03 0,95 8,6 0,8 70 7,2 10,7 3,0 0,2 0,5 14,4 32,5 8,6

- отложения ледового комплекса.

Табл. 3. Химический состав криозема перегнойно-глееватого, подстилающих ММП ключевого участка «Мал. Чукочнй».

Горизонт Глубина, см. Потери при прокал., % сор Г» % СЛЧ С гк Негид ролнз. остат. % рн води. Поглощенные основания, мг-экв/100г почвы Подвижные р2о5, к2о5, мг/100г почвы

Сфк

Са N3 К i р2о5 к2о

А1 2-8 18,02 и.о. и.о. и.о. и.о. 4,9 и.о. и.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

А1 8-14 10,64 1,61 12,1 0,7 71 5,6 8,5 3,6 0,2 0,5 12,8 13,2 9,2

В1 14-28 6,88 1,28 11,2 0,8 68 6,0 8,6 4,1 0,2 0,3 13,2 11,0 9,0

В2 28-47 4,45 1,29 10,4 0,6 54 6,1 10,5 1,5 0,2 0,3 12,5 10,0 8,3

хВСё 47-60 6,23 1,43 11,6 0,8 66 6,0 10,6 1,5 0,1 0,6 12,8 8,5 12,3

ПС 60-100 8,12 0,92 10,4 0,8 69 6,1 8,8 2,3 0,2 0,5 11,8 13,3 9,2

ПРС 100120 8,24 1,25 10,7 0,7 56 6,2 12,5 2,8 0,1 0,5 15,9 23,5 5,9

ПРС 120160 7,48 1,38 10,8 0,7 71 6,3 и.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

[АС']* 2000 7,66 1,36 10,4 0,8 72 6,2 13,0 2,2 0,3 0,4 15,9 20,0 4,1

[АС"]* 3600 7,83 1,81 9,2 и.о. и.о. 6,8 12,1 3,0 0,2 0,4 15,7 23,5 5,9

- отложения ледового комплекса.

Табл. 4. Химический состав почв наиополигоналыюго комплекса, подстилающих ММП ключевого участка «Сухар

Разрез Горизонт Глубина см Потери при прокал Сорг, % С гк Негидр. остаток, % рН, водный С/1М Са К !Ча 2

С фк

Р-15 Криозем глееватый Ак 0-2 5,61 1,08 н.о н.о 6,55 8.0 9,50 4,50 0,33 0,62 14,95

А1 2-5 4,42 1,34 0,6 68 6,40 8.4 8,25 4,75 0,26 0,39 13,65

В1 5-10 7,21 1,25 н.о н.о 5,85 8.6 7,25 4,50 0,33 0,36 12,44

В2 10-17 6,35 0,79 0,4 72 5,90 8.4 6,75 3,25 0,21 0,28 10,49

Вй 17-47 5,81 1,27 0,7 65 5,50 8.9 6,50 4,00 0,24 0,30 11,04

ПС 47-67 10,64 1,70 н.о н.о 5,50 9.2 6,75 4,30 0,24 0,28 11,57

Р-12 Криозем глееватый Ак 0-2 н.о 1,40 н.о н.о 5,65 н.о. 6,50 1,75 0,31 1,46 10,02

В1 2-8 н.о 1,53 н.о н.о 5,55 н.о. 5,50 4,25 0,36 0,53 10,64

В1 8-16 н.о 1,21 н.о н.о 5,75 н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

В2 16-38 н.о 1,40 н.о н.о 5,50 н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

Вк 38-40 н.о 1,72 н.о н.о 5,35 н.о. 5,25 3,75 0,35 0,24 9,59

ПС 40-60 н.о 1,91 н.о н.о 5,80 н.о. 6,50 4,50 0,49 0,26 11,75

Р-13 Криозем перегнойно глееватый А1 3-5 5,81 1,53 0,7 J 74 5,00 9.6 4,00 3,25 0,33 0,32 7,90

А1 5-11 5,62 1,04 н.о н.о 5,35 8.9 4,50 3,00 0,35 0,24 8,09

В1 11-22 9,35 2,10 н.о н.о 5,25 9.1 5,00 4,00 0,38 0,32 9,70

В2 22-42 5,54 1,00 0,5 48 5,30 8.4 6,40 4,60 0,33 0,32 11,65

В* 42-48 8,26 1,74 н.о н.о 5,25 9.4 5,50 3,26 0,33 0,24 9,33

ПС 48-65 7,49 1,80 0,5 59 5,30 9.2 6,20 3,40 0,38 0,26 10,24

Р-14 Торфяная почва Т1 0-26 н.о н.о. н.о н.о 5,20 н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

ТЗ 26-38 н.о н.о. н.о н.о 5,95 н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о.

ПС 38-58 4,43 0,60 0,4 51 5,40 н.о. 6,00 3,25 0,36 0,26 9,87

поверхности ПС выражен слабо, перепады высот не превышают 10-15 см. Соотношение строения дневной поверхности и нанорельефа поверхности переходного слоя ММП является типичным для изучаемой территории - повышения кровли ММП тяготеют к трещинам, а понижения - к центральным частям нанополигонов.

Характерной чертой строения ПС является его невысокая льдистость (тонкошлнровая, сетчатая и тонкосетчатая криотекстуры) и отсутствие ледяных прослоев. Это отражается в невысокой влажности надмерзлотных горизонтов. Сравнительно благоприятный режим увлажнения почв обуславливает слабое развитие процессов оглеения материала надмерзлотных горизонтов криоземов и ПС ММП. Оглеенные участки надмерзлотных горизонтов прослеживаются лишь под профилями органогенных почв межнанополигональных трещин, особенно в местах их расширений или узлах соединения нескольких трещин. Здесь же наблюдаются оглеенные зоны в строении ПС. Признаки оглеения фиксируются до глубины 7-10 см от поверхности кровли ММП, что обуславливает неоднородность окраски переходного слоя. Химический состав почв ключевого участка приведен в таблице 3.

Ключевой участок «Сухарная»

Свежие пятна на поверхности нанополигонов встречаются редко. В почвах большинства нанополигонов органогенные горизонты хорошо оформлены, достигают мощности 10-12 см. Материал минеральных частей профилей имеет четко выраженную непрочную криогенную структуру. Здесь же присутствуют разрозненные зоны и пятна грубого органического материала, которые образуют значительные скопления в надмерзлотном горизонте. Оглеение в центральных частях профилей выражено слабо и, как правило, приурочено к свежим пятнам или зонам скопления грубого органического материала. В надмерзлотных горизонтах выраженность признаков оглеения нарастает.

Нанорельеф поверхности ПС ММП выражен слабо, перепады высот не превышают 1015 см. Клинья органогенных почв не достигают поверхности мерзлоты. Совмещение картосхем строения дневной поверхности и нанорельефа поверхности ПС указывает, что наиболее повышенные участки поверхности мерзлых пород находятся под нанополигонами. Степень признаков оглеения нарастает с глубиной. Степень льдистости материала ПС ММП средняя. В отдельных генетических горизонтах профилен криоземов (преимущественно в надмерзлотных их частях), а также в ПС зафиксированы значительные скопления разрозненных включений криотурбированного грубого органического материала (торфа). Морфологические и микроморфологические исследования этого материала не выявили признаков упорядоченности его строения в потоковидные системы, характерные для ключевого участка «Б. Хомус-Юрях». Нанорельеф дневной поверхности участка обладает

более сложным строением по сравнению с нанорельефом поверхности мерзлоты. Он более расчленен, перепады высот достигают 40 и более сантиметров, тогда как в нанорельефе поверхности мерзлоты перепады высот не превышают 25-30 см. Химический состав почв ключевого участка приведен в таблице 4.

В ходе микротопографической съемки поверхности ПС четко выделяются повышения и понижения, площадью до нескольких десятков квадратных сантиметров. Различия в степени выраженности нанорельефа поверхности ПС во многом обуславливают особенности строения надмерзлотных горизонтов профилей криоземов. В ходе морфологических и аналитических исследований выявлено, что в зонах понижений нанорельефа поверхности ПС происходит накопление грубого органического материала, потерн при прокаливании которого достигают 12-15 и даже 25%, при 3-8% в материале суглинка в зонах повышений нанорельефа поверхности ПС (Табл. 1,4).

Разнообразие качественного состава материала надмерзлотных горизонтов и ПС, различия теплофизических свойств отдельных их участков в значительной степени влияют на скорости и глубины оттаивания нижних частей профилей исследуемых почв. Характер оттаивания формирует нанорельеф поверхности ПС, с ярко выраженными возвышенными и пониженными элементами. Соотношение их прямо не определяется характером современного микро- и нанорельефа дневной поверхности, растительным покровом и характером поверхностных органогенных горизонтов. Оно отражает более длительное проявление процессов перераспределения вещества и энергии как в самом профиле криоземов, так и между составными элементами почвенного нанокомплекса - почвами нанополигонов и межнанополигональных трещин.

Особенности условий перераспределения и накотения грубого органического вещества в надмерзлотных горизонтах криоземов.

Анализ проведенных на ключевых участках наблюдений показал, что основное влияние на строение нижних частей профилей криоземов, присутствие и содержание в них грубых форм органического вещества оказывают следующие условия: мощность СТС и ее изменение во времени, интенсивность процессов пятнообразования и криотурбации, глубина проникновения органогенных почв межнанополигональных трещин и достижение ими ПС, степень выраженности нанорельефа поверхности ПС, а также льдистость переходного слоя ММП и влажность надмерзлотных горизонтов.

Мощность СТС в процессе формирования криоземов влияет на интенсивность процессов криотурбации, пятнообразования, бокового стока, передвижения влаги,

органического и минерального материала. Данные 10-летних наблюдении за мощностью СТС на водораздельных территориях в рассматриваемом регионе (программа CALM -Circumpolar Active Layer Monitoring) показывают, что изменение ее значений на нанополигонах составляет около 10-15 см.

Активность процессов криотурбации диагностирована по строению элементов нанокомплекса. Сопоставление численности нанополнгонов со свежими пятнами на поверхности с находящимися на разных стадиях зарастания, позволяет судить о частоте циклов пятнообразования. Это отражено в характере распределения и содержании криотурбированного органического материала в центральных частях профилен формирующихся криоземов.

В условиях, когда клинья органогенных почв межнанополигональных трещин достигают поверхности переходного слоя ММП и проникают в него, в надмерзлотных горизонтах криоземов формируются горизонтальные прослои грубого органического материала, простирающиеся от почв трещин по поверхности ММП к центральным частям нанополигонов.

В надмерзлотной аккумуляции и перераспределении грубого органического вещества большое значение принимает нанорельеф поверхности ПС ММП. Особенности нанорельефа поверхности мерзлоты определяются качественным составом ПС, наличием в нем участков, различающихся по составу (участию грубого органического вещества), льдистости, теплофизическим свойствам. При выраженных различиях в качественном составе ПС, формирующийся нанорельеф поверхности мерзлоты значительно активизирует процессы переноса грубого органического вещества и его надмерзлотной аккумуляции.

Льдистость ПС ММП и влажность надмерзлотных горизонтов оказывают значительное влияние на перемещение грубого органического материала по поверхности мерзлоты. В период максимального оттаивания профиля, в условиях высокой льдистости ПС происходит вытаивание крупных шлиров льда и их замещение переувлажненным торфянистым материалом надмерзлотных горизонтов органогенных почв межнанополигональных трещин. На участках с невысокой льдистостью ПС ММП признаки надмерзлотного перемещения грубого органического материала выражены слабо или не выражены совсем.

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ГРУБОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В НАДМЕРЗЛОТНЫХ ГОРИЗОНТАХ

КРИОЗЕМОВ.

Анализ строения профилей криоземов на ключевых участках, результаты маршрутных почвенных исследований на Колымской низменности, литературные данные позволяют предположить, что различное сочетание условий на границе ММП и протекающих в

профилях процессов обуславливает существование, по крайней мере, трех основных типов перераспределения и накопления грубого органического вещества в профилях этих почв и в подстилающем их переходном слое ММП (Рис. 2).

А - в условиях криотурбационного типа перераспределения и накопления грубого органического вещества;

Б - в условиях криотурбационно-аккумулятивного типа перераспределения и накопления грубого органического вещества;

В - в условиях латерального надмерзлотно-аккумулятивного типа перераспределения и грубого органического вещества;

-г- V

- границы генетических горизонтов; 1 - граница СТС; - криотурбированный

органический материал.

Рис. 2. Схематическое строение профилей криоземов мерзлотного нанокомплекса и содержания в них органического материала в различных условиях его перераспределения и накопления.

Криотурбациоштй тип.

Криотурбацлонный тип перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества осуществляется в условиях высокой интенсивности процессов криотурбации, что обуславливает занос этого материала в центральные части профилей почв, накопление их здесь и дальнейшую трансформацию (Рис. 2а). В профиле отсутствуют крупные включения грубого органогенного материала, растительные остатки значительно трансформированы. Полосы и потеки с повышенным содержанием органического вещества морфологически диагностируются слабо. Криотурбационные процессы определяют высокую степень гомогенизации материала минеральной части профиля. Переходный слой ММП характеризуется невысокой степенью льдистости, слабой выраженностью нанорельефа поверхности. Торфянистые почвы межнанополигональных трещин не достигают поверхности ПС. На нижней границе деятельного слоя может идти накопление сильнотрансформированных мелких органических остатков. Как правило, при подобном типе перераспределения в профилях криоземов грубого органического вещества, накопления его в надмерзлотных горизонтах, в составе материала ПС ММП не происходит или выражено слабо. Это подтверждается аналитическими данными: общим содержанием Сорг, потерями от прокаливания, микроморфологическими исследованиями. При подобном типе распределения грубого органического вещества некоторое увеличение содержания Сорг может отмечаться в верхних и средних частях минеральной части профилей.

Криотурбациопно-аккумулятиеный тип.

Криотурбационно-аккумулятивный тип перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества осуществляется в следующих условиях: клинья торфянистых почв трещин, как правило, не достигают поверхности ПС ММП, пятнообразование характеризуется невысокой активностью, но в этот процесс вводится материал относительно мощных верхних органогенных горизонтов (Рис. 26). В результате в средних и, особенно, в нижних частях профилей криоземов присутствуют обширные зоны в разной степени трансформированного грубого органического материала в смеси с минеральным. Значительная часть его приурочена к надмерзлотным горизонтам. В состав находящегося здесь грубого органического материала в ограниченных количествах может включаться торфянистый материал органогенных почв межнанополигональных трещин. Аккумуляция грубого органического вещества подтверждается аналитическими данными - распределение Сорг в профиле характеризуется резким увеличением его содержания в надмерзлотных горизонтах, высокими значениями потерь от прокаливания, широким соотношением С/К.

Латеральный надмерзлотпо-аккумулятиеный тип.

Латеральный надмерзлотно-аккумулятивный тип перераспределения и аккумуляции

органического вещества осуществляется в условиях высокой льдистости переходного слоя ММП, хорошо выраженном нанорельефе его поверхности и проникновении в ПС ММП органогенных почв межнанополигональных трещин (Рис. 2в).

Процесс латерального перераспределения морфологически диагностируется по наличию в надмерзлотном горизонте и ПС ММП значительного количества грубого органического материала, организованного в потокообразную субгоризонтальную систему прослоев и языков. Средняя мощность надмерзлотных органогенных горизонтов достигает 7-12 см, а суммарная, совместно с состоящим из грубого органического материала переходным слоем - 25-32 см. Как надмерзлотный горизонт, так и переходный слой обладают неоднородным строением по простиранию и мезозоны с абсолютным преобладанием органического материала (потеря от прокаливания до 62 %), могут перемежаться с участками имеющим потечное, струевидное строение с включениями оглеенпого пылеватого суглинка и низкими значениями потерь от прокаливания.

Механизм латерального перераспределения и накопления грубого органического вещества в надмерзлотных горизонтах криоземов и в подстилающем их переходном слое.

Система пространственного распределения и аккумуляции грубого органического материала в надмерзлотных горизонтах криоземов и в подстилающем их ПС ММП функционирует в строго определенных условиях существования криоземов и заметно отличается от описанных ранее типов перераспределения и аккумуляции органического материала. Формирование подобного строения и свойств надмерзлотных горизонтов почвенного профиля и переходного слоя ММП не реализуется как в процессе гомогенизации почвенного профиля в ходе криотурбаций, так и в процессе надмерзлотной рстжшзации мигрирующих в профиле подвижных гумусовых соединений.

И.В. Игнатенко с соавторами [1972] связывает проникновение минерального и органического материала в тела нанополигонов с трещинообразованием при осенне-зимнем промерзании профилей. H.H. Романовский [1977] частично объясняет процесс формирования субгоризонтальных надмерзлотных прослоев органического материала проникновением влажного органического или органо-минерального вещества на стадии формирования изначально-грунтовой жилы.

Мы связываем формирование данных прослоев с переносом грубого органического материала по поверхности мерзлоты от тела торфяной почвы трещины в сторону центральных частей нанополигонов. В период максимального оттаивания почв, в условиях

повышенной льднстости происходит замещение активно вытаивающих ледяных шлиров насыщенным влагой торфянистым материалом, отторгающемся от тела торфянистой почвы и сползающем по уклонам поверхности мерзлотного водоупора. Предположения о подобном механизме или упоминания о фактах его проявления ранее были высказаны Г.Ф. Грависом [1962], Дж. А. Мак-Кнгом [Canadian system..., 1987], IO.J1. Шуром [1988], Дж. Г. Бокхеймом [Bockheim, 1998(a)] и рядом других авторов. Рассматриваемый процесс идет в условиях постоянного и масштабного перемещения влаги в надмерзлотных частях профилей в период максимального оттаивания почв. В этот период, в подчиненных формах рельефа тундры из-за разгрузки надмерзлотных вод появляются временные водотоки, окрашенные в бурые тона за счет содержащихся растворимых органических соединений.

Есть основания полагать, что важную роль в латеральном перемещении грубого органического материала в профилях рассматриваемых мерзлотных почв может играть начинающийся в сентябре-октябре процесс промерзания верхних горизонтов, почв трещин, когда еще продолжается оттаивание нижних частей профилей почв нанокомплекса. Возникающее при этом криостатическое давление резко усиливает процесс внедрения и передвижения влагонасыщенного органического материала в надмерзлотных горизонтах.

В условиях подобных нанополигональных тундр, но при меньшей мощности органогенных почв трещин, которые не достигают поверхности ММП в период максимального сезонного оттаивания, невысокой влажности надмерзлотных горизонтов и льдистости переходного слоя, латерального переноса грубого органического материала не возникает.

Миграция и накопление грубого органического вещества наиболее ярко морфологически выраженный, но не единственный характерный процесс, осуществляемый в ходе латерального надмерзлотно-аккумулягивного перераспределения и накопления веществ, сопровождающий формирование переходного слоя и оказывающий влияние на его строение и свойства. Чрезвычайно важными являются процессы латерального передвижения и концентрации растворов, дисперсных веществ, элементов и соединений по поверхности ММП.

Рядом авторов [Губин, 2003; Nelson, 2003; Shuster et al„ 2004; Shaver et al., 2006] отмечается миграция водорастворимых гумусовых веществ в составе почвенных растворов по поверхности кровли ММП, а также их накопление при замерзании в материале ПС. Определение содержания Сорг в надмерзлотных водах на ключевых площадках показало, что содержание органического вещества в них достигает 900-1100 мг/л. Рассматривая верхнюю границу ММП как мощный геохимический барьер, отмечено накопление и

перераспределения в надмерзлотных горизонтах и переходном слое железа, кальция, магния и других элементов, мигрирующих сюда из верхних частей профилей криоземов или поступивших в ходе латерального переноса [Alekseev et at., 2003; Губин и др., 2006].

Установленный переход материала надмерзлотных горизонтов современных почв с высокими запасами органического вещества и биофильных элементов в толщи мерзлых отложений, вскрывает еще один путь временного вывода важнейших соединений из современного биологического круговорота в криолитозоне и возможность их возвращения в случае увеличения глубин оттаивания при изменении биоклиматической обстановки.

Радиоуглеродный возраст образцов грубого органического материала (торфа), привнесенного в надмерзлотные горизонты почв и подстилающий их ПС в ходе латерального переноса, составил от 1150 до 2070 лет. Позднеголоценовый возраст содержащихся в них растительных остатков указывает на относительную молодость процессов их накопления и переноса.

Специфика генезиса горизонтов надмерзлотной аккумуляции грубого органического вещества, их положение в профиле, в пространстве, состав, строение, организация материала на разных уровнях структурной организации резко отличают их от естественных диагностических горизонтов, представленных в Классификации и диагностике почв России [2004], а также от горизонтов погребенных почв. Все это позволяет поставить вопрос о возможности выделения горизонтов надмерзлотной аккумуляции грубого органического вещества в самостоятельный генетический тип горизонтов - органогенные надмерзлотно-аккумулятивные и предложить их следующее обозначение в соответствии с Классификацией и диагностикой почв России [2004] - CRO. В соответствии с формирующими их механизмами перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества предлагается выделять горизонты органогенные надмерзлотно-аккумулятивные криотурбированные CROcr и органогенные надмерзлотно-аккумулятивные латеральные CROl.

Установление ведущей роли почвообразовательного процесса в формировании строения и свойств верхнего, переходного, слоя многолетнемерзлых пород, факты периодического включения этого слоя при изменении мощности СТС в состав почвенного профиля, ставит вопрос о необходимости, при изучении почв с близким залеганием границы ММП, рассмотрения его как составной части почвенного профиля, находящейся на момент проведения исследования в мерзлом состоянии. Предлагается обозначать этот слой индексом TL (от англ. Transient Layer - переходный слой), с добавлением индексов генетических признаков, например - ао, t, где ао - смесь грубых органических остатков с минеральным материалом, t - торф и т.п.

Криоземы с характерным распределением и высоким содержанием грубого органического вещества в надмерзлотных горизонтах, как правило, приурочены к участкам водораздельных пространств едомных поверхностей высокого уровня. В ландшафте эти участки определены, как нанополпгональные тундры с проявлением пятнообразования разной степени интенсивности и наличием нанополигонов, находящихся на разных стадиях зарастания. Это позволяет утверждать, что формирование профилей криоземов с органогенными надмерзлотно-аккумулятивнымн горизонтами в профиле отражает длительную историю циклического развития этих почв, а закономерности их распределения требуют проведения широких почвенно-географических исследований.

ВЫВОДЫ.

На водораздельных пространствах Колымской низменности, в условиях близкого (до I метра) залегания границы многолетнемерзлых пород от дневной поверхности существует тесная взаимосвязь формирования и динамики развития нижних частей профилей криоземов и переходного слоя многолетнемерзлых пород. Микро- и нанорельеф дневной поверхности, процессы мерзлотного почвообразования оказывают непосредственное активное воздействие на формирование их состава и свойств, строение нанорельефа поверхности многолетней мерзлоты.

Выраженный нанорельеф поверхности многолетней мерзлоты, льдистость и криолитологическое строение переходного слоя, динамика водного режима надмерзлотных горизонтов в период максимального оттаивания ведут, в определенных случаях, к масштабной латеральной миграции грубого органического вещества по поверхности многолетнемерзлых пород, перераспределению его между членами нанокомплекса, формированию мощных надмерзлотных органогенных горизонтов, а в условиях поднятия границы мерзлоты, к аккумуляции органического материала в ее верхнем, переходном, слое.

Установлены следующие ведущие механизмы перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества, определяющие строение и состав нижних частей профилей криоземов: криотурбационный, криотурбационно надмерзлотно-аккумулятивный и латерально надмерзлотно-аккумулятивный.

Наличие указанных механизмов позволяет внести дополнения в существующую классификацию диагностических горизонтов [Классификация..., 2004] и классифицировать

подобные надмерзлотные горизонты как органогенные надмерзлотно-аккумулятивные (CRO) и, соответственно, органогенные надмерзлотно-аккумулятивные криотурбированные (CROcr) и органогенные надмерзлотно-аккумулятивные латеральные (CROl).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Губин C.B., Лупачев A.B. Почвообразование и подстилающая мерзлота // Почвоведение, Вып. 6. 2008. с. 655-667.

Лупачев A.B., Губин C.B. Роль почвообразования в формировании переходного слоя многолетнемерзлых пород // Криосфера Земли, Т. 2. 2008. с. 75-83.

Лупачев A.B. Использование картографического метода для изучения формирования и организации мерзлотных почв. // Экология и почвы. Лекции и доклады ХШ-й Всероссийской школы. Том V. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2006. С. 159-167. Лупачев A.B. Роль микрорельефа поверхности и микрорельефа кровли многолетнемерзлых пород п формировании и организации мерзлотных почв // Биология - Наука XXI Века: 10-я Международная Путинская школа-конференция молодых ученых. Сборник тезисов. Пущино, 2006 С. 233.

Губин C.B., Лупачев A.B. Почвообразование и строение верхнего слоя ММП. // Материалы Международ, конференции "Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменения" т.2. Тюмень, 2006. с. 154-156.

Губин C.B., Лупачев A.B., Алексеев А.О., Калинин П.И. Латеральный перенос вещества в падмерзлотных горизонтах почв криолитозоны. // Тез, науч. Конференции «Россия в МПГ 2007- 08». Сочи, 2006. С.49.

Лупачев A.B. Латеральный перенос вещества в тундровых мерзлотных почвах. // Тез. докладов Юбил. Всеросс. Конф. «X юбилейные докучаевские молодежные чтения. Почвы и техногенез», 1-3 марта, 2007. С.-Пб., 2007. с. 34-35.

Губин C.B., Лупачев A.B., Веремеева A.A. Подходы к изучению структуры почвенного покрова в областях с близким залеганием многолетней мерзлоты и активным развитием термокарста. // Тез. докладов междунар. научн. Конф. «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» С.-Пб., 2007. с. 51. Лупачев A.B. Строение переходного слоя многолетнемерзлых пород нанополигональных тундр Индигирской низменности // Тез. докладов международной конференции «Криогенные ресурсы полярных регионов». Международная конференция в рамках МПГ. Салехард, 2007. Т. 2. С. 98-101.

Губин C.B., Лупачев A.B. Роль почвообразования в перераспределении, аккумуляции и

криоконсервации важнейших бнофильных элементов в криолитозоне // «Россия в МПГ 2007-2008». Сб. тезисов. Сочи, 2007. С. 22.

Лупачев А.В., Калинин П.И. Накопление и перераспределение элементов в надмерзлотных горизонтах криоземов// «Ломоносов-2008». Международный молодежный научный форум. Московский Государственный Университет. Электронный сборник тезисов. G. Kraev, A. Abramov, S. Bykhovets, D. Fyodorov-Davydov, A. Kholodov, A. Lupachev, V. Mamykin, V. Ostroumov, V. Sorokovikov, D. Gilichinsky, G. Zimova, and N. Zimov. Thermal State of Permafrost in the Eastern Arctic. // «Ninth International Conference on Permafrost». Fairbanks, 2008. Proceedings, Vol. 1. pp. 993-998.

A.V. Lupachev, S.V. Gubin. Pedogenesis and its influence on the structure of upper layer of permafrost. // «Ninth International Conference on Permafrost». Fairbanks, 2008. Proceedings, Vol. 2. pp. 1083-1087. Лупачев А.В. Роль латерального переноса в формировании почвенного профиля и верхних горизонтов многолетнемерзлых пород. // V-й Съезд общества почвоведов им. В.В. Докучаева, Ростов-на-Дону, 2008. с. 262.

Lupachev A.V., Gubin S.V. Soil-Cryogenic Complex of Russian North-East in Modem and Future Climate Conditions // Arctic Science Summit Week 2009 Science Symposium, 24-26 March, Bergen, Norway, p. 31.

Губин C.B., Лупачев А.В. Почвенно-мерзлотный комплекс - отражение истории формирования и эволюции мерзлотных почв в голоцене // V Международная конференция по криопедологни «Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающих почв и их роль в экосистемах». Улан-Удэ, 2009. С.82.

Лупачев А.В., Губин С.В. Надмерзлотные органогенно-аккумулятивные горизонты в профилях криоземов // V Международная конференция по криопедологни «Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающих почв и их роль в экосистемах». Улан-Удэ, 2009. С. 52. Лупачев А.В. Латеральный перенос как новая форма криогенного массообмена // Всероссийская молодежная конференция "Современные методы исследований в криолитозоне". Пущино, 2009. Электр, сб. тез.

Губин С.В., Лупачев А.В. Почвенно-мерзлотный комплекс - отражений условий и процессов голоценового почвообразования в криолитозоне // V национальная конференция с международным участием «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». Пущино, 2009. С. 189-191.

Лупачев А.В., Губин С.В. Процессы надмерзлотной аккумуляции грубого органического вещества и их роль в формировании переходного слоя почвенно-мерзлотного комплекса // V национальная конференция с международным участием «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». Пущино, 2009. С. 142- 145.

Закат № 65-а/03/10 Подписано в печать 15.03.2010 Тираж 120 экз. Усл. пл. 1,75

ООО "Цифровпчок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru ; e-mail:injb(a\cfr.ni

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лупачев, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ТУНДРОВОГО МЕРЗЛОТНОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ НА КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ. - 11

1.1. Развитие представлений о тундровом мерзлотном почвообразовании.- 11

Формирование представлений о ведущих диагностических признаках и свойствах мерзлотных почв континентальных тундр Севера Якутии.-11

Рельеф как фактор тундрового мерзлотного почвообразования.- 13

Роль пятнообразования в формировании микрорельефа и почвенного покрова в тундрах приморских низменностей севера Якутии.-20

Роль криотурбаций в формировании тундровых мерзлотных почв приморских низменностей севера Якутии.-23

Характерные особенности строения органопрофилей тундровых мерзлотных почв приморских низменностей Севера Якутии.-231.2. почвообразование в условиях близкого залегания многолетнемерзлых пород: криогенный почвенно-грунтовый комплекс и почвенно-мерзлотный комплекс.- 25

Многолетнемерзлые породы района исследований.- 25

Роль мпоголетиемерзлых пород в формировании профилей тундровых мерзлотных почв в континентальных тундрах Колымской низменности.- 28

Криогенный почвенно-грунтовый комплекс и почвенно-мерзлотный комплекс. -30

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.- 32

2.1. географическое положение.- 33

2.2. Геологическое строение и рельеф поверхности.- 35

Геологическое строение и состав отложений Колымской низменности.-35

Макро- и мезорельеф Колымской низменности.-382.3. Климат.- 39

2.4. Мерзлотные условия.- 41

2.5. Основные типы ландшафтов.!.- 43

2.6. Растительность.

2.7. Почвы.

ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Объекты исследования.

Ключевой участок 1, «Б. Хомус-Юрях» (N 70° 00', Е153°36').

Ключевой участок 2, «Алазея» (N 69° 19', Е164° 58').

Ключевой участок 4, «Сухарная» (N 69° 28', Е161° 45').

3.2. Подходы и методы.

3.3. Организация и ход проведения исследований.

Организация и ход проведения исследований на ключевых участках «Б. Хомус

Юрях» и «Алазея».

Организация и ход проведения исследований на ключевом участке Сухарная».

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА КРИОЗЕМОВ ВОДОРАЗДЕЛЬНЫХ ТУНДР КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ИХ ПРОФИЛЕЙ.

4.1. Взаимосвязь строения дневной поверхности, почвеннорастительного покрова и нанорельефа многолетнемерзлых пород нанопо лигональных тундр.

Микрорельеф дневной поверхности и строение растительного покрова,.

Микрорельеф дневной поверхности и строение профилей почв.

Нанорельеф дневной поверхности, строение ПС и напорельеф поверхности мерзлоты.

4.2. Особенности перераспределения и накопления органического вещества в надмерзлотных горизонтах криоземов.

Мощность СТС.

Интенсивность пятнообразоваиия и криотурбаций.

Роль почв межнаиополигональных трещин.

Льдистость и нанорельеф поверхности ПС.

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И НАКОПЛЕНИЯ ГРУБОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В

НАДМЕРЗЛОТНЫХ ГОРИЗОНТАХ КРИОЗЕМОВ.

Криотурбационный тип.

Криотурбационио-аккумулятивн ый тип.

Латеральный надмерзлотно-аккумулятивный тип,.

Механизмы латерального перераспределения и накопления грубого органического материала в иадмерзлотных горизонтах криоземов и в подстилающем их ПС.

Особенности химических свойств криоземов с различным типом аккумуляции грубого органического вещества в профиле.

Распространение криоземов с горизонтами аккумуляции органического вещества в надмерзлотной части профилей на территории Колымской низменности.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений"

Согласно данным циркумполярного картирования [Zhang et. al, 1999,

2000] зона распространения многолетнемерзлых пород (ММП) в северном

6 2 полушарии охватывает территорию около 22,79x10 км , что составляет около 23,9% всей его суши. Из них 8,57% (или 2,02% суши северного полушария) занимает зона распространения многолетнемерзлых отложений обладающих высокой (более 20% от общего объема) льдистостью и содержащих в себе мощные повторно-жильные льды. В России подобные отложения распространены в тундровой и таежной зонах, преимущественно на территории приморских низменностей севера Якутии (Яно-Индигирская и Колымская низменности), а также на арктических островах, носят название ледовый комплекс или едомные отложения. Небольшая мощность формирующихся почв и характер протекающих в них процессов, близкое залегание многолетней мерзлоты, с присущими ей процессами и свойствами, включая периодическое изменение положения верхней границы, порождают в надмерзлотных частях профилей комплекс взаимодействий, определяющих как свойства и строение почвенных надмерзлотных горизонтов, так и верхних слоев многолетнемерзлых пород.

Актуальность работы. На севере криолитозоны значительную роль в воздействии быстро меняющейся биоклиматической обстановки на толщи многолетней мерзлоты играет почвенный покров и вопросы взаимодействия педосферы и криосферы здесь приобретают фундаментальное значение.

Одним из них является установление характера влияния почвообразовательных процессов на состав и строение верхних слоев толщи ММП. Почвы, развитые на суглинистых отложениях ледового комплекса представляют интерес в силу слабой изученности протекающих в них процессов, которые обусловливают формирование и развитие самих профилей, а также оказывают непосредственное влияние на формирование состава, свойств и режимов верхних слоев ММП.

На территории Колымской низменности установлено формирование в профилях криоземов надмерзлотного горизонта с высоким содержанием грубого органического вещества. Этот прослой из-за особых физических, теплофизических и химических свойств, организации своей поверхности оказывает существенное влияние на ход протекающего почвообразования, свойства, строение и динамику верхнего, переходного слоя (ПС) ММП.

Многолетняя изменчивость глубин сезонно-талого слоя (СТС) затрудняет диагностику мощности и строения почвенного профиля в силу отсутствия устойчивого временного положения его нижней границы. В условиях роста антропогенных нагрузок, климатических флуктуаций различного масштаба, мощности СТС, а, следовательно, и диагностируемые мощности почвенных профилей, могут значительно изменяться.

Большое значение принимает изучение влияния микро- и нанорельефа дневной поверхности, влияние обусловленных ими факторов на строение и свойства криоземов, а также подстилающих их ММП. Особо следует выделить проблему взаимосвязи микро- и нанорельефа дневной поверхности с микро- и нанорельефом поверхности ПС ММП, проявления их влияния на процессы почвообразования, формирование и организацию профилей почв в условиях малых мощностей СТС.

В качестве объекта исследований, в работе рассматривается особое природно-историческое образование, включающее почву и верхние слои ММП (переходный и промежуточный [Шур, 1988]) — почвенно-мерзлотный комплекс. Его строение, в определенных ландшафтных условиях, отражает результаты тесного взаимодействия почвообразования и подстилающей многолетней мерзлоты на протяжении всего голоцена. Для решения вопросов формирования строения и свойств надмерзлотных частей профилей криоземов, основное внимание было уделено верхней части почвенно-мерзлотного комплекса - почвам и подстилающему их ПС ММП.

Цель работы. Установить основные закономерности формирования профилей криоземов нанополигонального комплекса на водораздельных пространствах тундр Колымской низменности, характер протекающих в них почвообразовательных процессов в зависимости от свойств и строения верхних слоев ММП и влияние современного почвообразования на формирование свойств переходного слоя ММП.

Задачи:

В ходе выполнения работ использован комплекс подходов и методов, включающих анализ микроструктуры почвенного покрова, анализ морфологического строения профилей почв нанополигонального комплекса, физико-химические исследования их основных свойств, и микроморфологический анализ строения их материала. Определен радиоуглеродный возраст грубого органического материала из надмерзлотных органогенных горизонтов и ПС. Строение дневной поверхности и поверхности ММП изучено с помощью предложенного автором микротопографического метода. Выполнено геоботаническое описание растительного покрова изучаемых участков нанополигональной тундры. В пределах экспериментальных площадок дана подробная криолитологическая характеристика строения верхних слоев ММП. Результаты обработаны с помощью статистических методов, компьютерного моделирования, построены цифровые модели рельефа.

Научная новизна. В криоземах водораздельных пространств тундр Колымской низменности выделен ряд надмерзлотных горизонтов аккумуляции грубого органического вещества, отличающихся механизмами своего формирования. Установлена связь и определяющая роль процессов почвообразования в формировании строения и свойств ПС при близком (до 1 м) залегании ММП.

Личный вклад автора. Предложен микротопографический метод исследования мерзлотных почв, показана его информативность для установления взаимосвязи микро- и нанорельефа дневной поверхности и микро- и нанорельефа поверхности ПС ММП, при решении вопросов формирования криоземов, их генезиса и эволюции. Обоснованы процессы латерального надмерзлотного переноса грубого органического вещества в почвах тундрового нанополигонального комплекса и аккумуляции его в надмерзлотных горизонтах криоземов и в ПС ММП, рассмотрены механизмы этого переноса и причины, его обусловливающие.

Практическая ценность.

Предложенная в работе комплексная методика микротопографических исследований позволяет получить фактический материал для решения комплекса вопросов о генезисе тундровых мерзлотных почв, условиях и процессах формирования их профилей, верхних слоев ММП, а так же осуществить прогноз возможных изменений состояния почвенного покрова и подстилающих его ММП.

Обоснованные в работе механизмы перераспределения и аккумуляции грубого органического вещества в тундровых почвах и подстилающих их ММП позволяют более детально оценить их вклад в общий круговорот углерода в зоне тундр.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены на научных семинарах лаборатории криологии почв ИФХиБПП РАН (Пущино, 2005-2009), 13-й школе-конференции «Экология и почвы» (Пущино, 2005), 10-й Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2006), международной конференции «Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменений» (Тюмень, 2006), Десятых юбилейных докучаевских молодежных чтениях «Почвы и техногенез» (Санкт-Петербург, 2007), международной конференции «Криогенные ресурсы полярных регионов» (Салехард, 2007), совещании по Международному Полярному Году (Сочи, 2007), школе-конференции IMPETUS 2007-OSL-APECS-PYRN Training workshop on Permafrost Research Methods (Санкт-Петербург, 2007), международной конференции Ninth International Conference on Permafrost (Фэйрбэнкс, 2008), международном научном симпозиуме Arctic Science Summit Week (Берген, 2009), Всероссийской молодежной конференции «Современные методы исследований в криолитозоне» (Пущино, 2009), V национальной конференции с международным участием «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы» (Пущино, 2009).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 170 страницах, включая 5 таблиц, 27 рисунков и приложения. Список литературы состоит из 135 наименований, в том числе 17 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Лупачев, Алексей Владимирович

выводы.

На водораздельных пространствах Колымской низменности, в условиях близкого (до 1 метра) залегания границы многолетнемерзлых пород от дневной поверхности существует тесная взаимосвязь формирования и динамики развития нижних частей профилей криоземов и переходного слоя многолетнемерзлых пород. Микро- и нанорельеф дневной поверхности, процессы мерзлотного почвообразования оказывают непосредственное активное воздействие на формирование их состава и свойств, строения нанорельефа поверхности многолетней мерзлоты.

Наличие указанных механизмов позволяет внести дополнения в существующую классификацию диагностических горизонтов [Классификация., 2004] и классифицировать подобные надмерзлотные горизонты как органогенные надмерзлотно-аккумулятивные (CRO) и, соответственно, органогенные надмерзлотно-аккумулятивные криотурбированные (CROcr) и органогенные надмерзлотно-аккумулятивные латеральные (CROl).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лупачев, Алексей Владимирович, Москва

1. Андреев В.Н., Перфильева В.И. Растительность Нижнеколымской тундры. // Растительность и почвы субарктической тундры. Отв. ред. В.Н. Андреев. Новосибирск: Наука, 1980. с. 5-44.

2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Московского Университета, 1970. 487 с.

3. Арчегова И.Б. Гумусообразование на севере Европейской территории СССР. Л.: Наука, 1985. 136 с.

4. Атлас сельского хозяйства Якутии. Главное управление геодезии и картографии при совете министров СССР. М.: 1989. 116 с.

5. Баранова Ю.П., Бискэ С.Ф. Стратиграфия кайнозоя и история развития рельефа Восточно-Сибирской низменности // Четвертичная геология и геоморфология Северо-Востока Сибири. Тр. Ин-та геологии и геофизики СО АН СССР, Вып.8, 1964, с.41-63.

6. Бискэ С.Ф. Четвертичные отложения Крайнего Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука, 1978. 109 с.

7. Болиховская Н.С., Болиховский В. Ф. Ископаемые почвы в лессовидных отложениях Северо-Востока Евразии // ДАН СССР, 1979. Т. 247, №2.

8. Васильев А.А., Остроумов В.Е., Губин С.В., Сороковиков В.А. Моделирование и прогноз термоабразии морских берегов Российской Арктики на ближайшие десятилетия // Криосфера Земли, 2007, Том XI, №2, с. 60-67.

9. Васильевская В.Д. Почвообразование в тундрах Средней Сибири. М.: Наука, 1980. 235 с.

10. Васильевская В.Д., Караваева Н.А., Наумов Е.М. Формирование структуры почвенного покрова полярных областей. // Почвоведение, 1993, №7, с. 44-55.

11. Василъчук Ю.К. Изотопно,кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). М., 1992, т. 1, 420 с.

12. Веремеева А. А., Губин С. В. Подходы к выделению природно-территориальных комплексов в районах с активным развитием термокарста. Мат-лы межд. конф. "Криогенные ресурсы полярных регионов", Салехард, 2007, т.2. С. 121-122

13. Витвицкий Г.Н. Климаты Северной Америки. М.: Географгиз, 1953.

14. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. М., 1975. 215 с.

15. Втюрин Б.И., Болиховская Н. С., Болиховский В. Ф., Гасанов Ш.Ш. Воронцовский разрез едомных отложений в низовьях Индигирки // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 1984, №53.

16. Вялое С. С. Реологические основы механики мёрзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1978. 447 с.

17. Геоботаническая карта СССР М: 1-4000000. Под. ред. Е.М. Лавренко и В.Б. Сочавы. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1956.

18. Геокриологический словарь. Москва: Геос, 2003. 139 с.

19. Герасимова М.И., Губин С.В., Шоба С.А. Микроморфология почв природных зон СССР. М.: Изд-во МГУ, 1996. 80 с.

20. Глинка К.Д. Почвоведение. М.-Л., 1932. Ч.З. 291 с.

21. Говорухин B.C. Пятнистые тундры и пликативные почвы Севера. // Землеведение, 1960, т. 3, с. 123-144.

22. Городков Б.Н. Об особенностях почвенного покрова Арктики. // Изв. Гос. геогр. об-ва, 1939, т. 71, вып. 10.

23. Городков Б.Н. Почвенно-растительный покров острова Врангеля. // Растительность Крайнего Севера и ее освоение. Вып. 3. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1958. с. 5-58.

24. Горячкин С.В. Структура, генезис и эволюция почвенного покрова бореально-арктических областей ЕТР. Автореф. дисс. на соиск. степени доктора геогр. наук. М.: СТ ПРИНТ, 2006. 48 с.

25. Гравис Г. Ф. Морозобойное растрескивание грунтов и образование гумусовых потоков // Многолетнемерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР. М.: Изд. АН СССР, 1962. с. 112123.

26. Григорьев А.А. Типы тундрового микрорельефа субарктической Евразии, их географическое распространение и генезис. // Землеведение, 1925. т. 27, вып. 1-2.

27. Григорьев А.А. Субарктика. Опыт характеристики основных типов географической среды. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1946. 171 с.

28. Губин С.В. Палеопедологический анализ верхнеплейстоценовых (едомных) отложений обнажения Дуванный Яр // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода, № 53 ,1984. С. 125-128.

29. Губин С.В. История развития почв Колымской низменности в голоцене. // Естественная и антропогенная эволюция почв. Под ред. И.В. Иванова. Пущино, 1988. с 44-51.

30. Губин С.В. Автоморфное почвообразование в тундровой зоне Севера Якутии. Сб. науч. трудов. Криология почв. Пущино, 1991. с.11-20.

31. Губин С.В. Позднеплейстоценовое почвообразование на приморских низменностях Севера Якутии. //Почвоведение. 1994, № 8. с. 5-14.

32. Губин С.В. Позднеплейстоценовое почвообразование на лессово-ледовых отложениях Северо-Востока Евразии. Автореф. дисс. на соиск. степени доктора биол. наук. Пущино, 1999. 36 с.

33. Губин С.В. Голоценовая история формирования почв на приморских низменностях Севера Якутии. //Почвоведение, 2001, № 12, с. 1413-1420.

34. Губин С.В. Педогенез составная часть механизма формирования отложений позднеплейстоценового ледового комплекса // Криосфера Земли, 2002, т. 6, №3, с 82-91.

35. Губин С.В. Динамика верхней границы многолетней мерзлоты и проблема ретинизации гумуса в тундровых почвах Северо-Востока России. // Проблемы эволюции почв. Материалы IV Всероссийской конференции. Пущино, 2003. с. 168-172.

36. Губин С.В., Лупачев А.В., Алексеев А.О., Калинин П.И. Латеральный перенос вещества в надмерзлотных горизонтах почв криолитозоны. // Тезисы докладов научной конференции «Россия в Mill' 2007/2008», 3-5 окт. 2006 г., Сочи, с. 49.

37. Губин С.В., Лупачев А.В. Почвообразование и подстилающая мерзлота // Почвоведение, 2008, № 6, с. 655-667.

38. Деревягин А.Ю., Куницкий В.В., МайерХ. Песчано-ледяные жилы на крайнем севере Якутии. // Криосфера Земли, 2007, т. XI, № 1, с. 62-71.

39. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. 384 с.

40. Докучаев В.В. К учению о зонах природы. Горизонтальные и вертикальные почвенные зоны. С.-Петербург, 1899.

41. Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во МГУ, 1967.

42. ДраницынД.А. О некоторых зональных формах рельефа Крайнего Севера. // Почвоведение, 1914. № 4.

43. Еловская Л.Г. Два варианта проявления глееобразования в мерзлотных почвах Якутии. // Почвенный криогенез. Под ред. О.В. Макеева. М.: Наука, 1974. С. 127-134.

44. Еловская Л.Г., Петрова Е.И., Тетерина Л.В. Почвы Северной Якутии. Новосибирск: Наука, 1979. 304 с.

45. Жесткова Т.Н., Заболотская М.И., Рогов В.В. Криогенное строение мерзлых пород. М.: Изд-во МГУ, 1980. 135 с.

46. Жигоцкий В.Я. Коренное изменение геохимии ландшафтов на низменностях Северо-Востока СССР на границе плейстоцен-голоцен //

47. Мерзлотно-геологические процессы и палеогеография низменностей Северо-Востока Азии. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1982. С. 101-111.

48. Занина О.Г. Почвообразование и природные условия каргинского времени на Колымской низменности. Автореф. дис. канд. географ, наук. 2006. Москва: ИГ РАН. 16 с.

49. Иванова Е.Н. Некоторые закономерности строения почвенного покрова в тундре и лесотундре побережья Обской губы. // О почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1962.

50. Игнатенко И.В., Норин Б.Н. Динамика пятнистых тундр восточноевропейского Севера. // Проблемы ботаники, 1969, т. 11, с. 72-90.

51. Исаченко Г. А. Методы полевых ландшафтных исследований и ландшафтно-экологическое картографирование. Санкт-Петербург, Изд-во СПбГУ, 1999. 112 с.

52. Исаченко Г.А., Резников А.И Динамика ландшафтов тайги северо-запада европейской части России. Санкт-Петербург, 1996. 166 с.

53. Каплина Т.Н., Гитерман Р.Е., Лахтина О.В. и др. Дуванный яр — опорный разрез верхнеплейстоценовых отложений Колымской низменности // Бюл. Ком. по изуч. четвертичного периода. 1978. № 48. с. 49-65.

54. Каплина Т.Н., Ложкин А.В. Возраст аласных отложений Приморской низменности Якутии // Изв. АН СССР, сер. геол., 2, 1979, с.69-76.

55. Каплина Т.Н., Лахтина О.В., Рыбакова Н.О. История развития ландшафтов и мерзлых толщ Колымской низменности по радиоуглеродным, криолитологическим и палинологическим данным. // Геохронология четвертичного периода. М.: Наука, 1980. с. 171-189.

56. Каплина Т.Н., Лахтина О.В., Рыбакова Н.О. Кайнозойские отложения среднего течения р. Алазеи (Колымская низменность) // Изв. АН СССР, сер. геол., т. 8, 1981, с.51-63.

57. Караваева Н.А. Тундровые почвы Северной Якутии. Отв. ред. Е.Н. Иванова. М.: Наука, 1969. 207 с.

58. Караваева Н.А., Таргульян В.О. Об особенностях распределения гумуса в тундровых почвах Северной Якутии // Почвоведение, 1960. № 12. с. 3645.

59. Классификация и диагностика почв России. Отв. ред. Г.В. Добровольский. Авторы и составители: JI.JI. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

60. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука, 1973. Кн. I. 448 е., Кн. И. 468 с.

61. Ливеровский Ю.А. Почвы тундр Северного Края. // Труды Полярной комиссии, вып. 19. Л.: Изд-во АН СССР, 1934.

62. Ливеровский Ю.А., Ливеровская И.Т. Почвы типичной тундры Гыдана и Ямала и некоторые вопросы генезиса и географии почв тундровой зоны. // Тез. докл. IV съезда ВОП. Т. 3. Алма-Ата, 1971. с. 10-12.

63. Ливеровский Ю.А. Почвы СССР. Глава 1. Арктическая и тундровая зона. М.: Мысль, 1974. с. 36-37.

64. Ливеровский Ю.А., Ливеровская И.Т. К изучению почв Крайнего Севера. // Тез. докл. V съезда ВОП. Вып. IV. Минск, 1977. с. 80-82.

65. Ложкин А.В., Прохорова Т.П., Парий В.П. Радиоуглеродные датировки и палинологическая характеристика отложений аласного комплекса Колымской низменности // Докл. АН СССР, 1975, т 224, №6. с 13951398.

66. Лупачев А.В. Использование картографического метода для изучения формирования и организации мерзлотных почв. // Экология и почвы. Лекции и доклады XIII-й Всероссийской школы. Том V. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 2006. С. 159-167.

67. Макеев О.В. Криогенный почвенно-грунтовый комплекс. // Тез. докл. "Эволюционные геокриологические процессы в Арктических регионах ипроблемы глобальных изменений природной среды и климата на территории криолитозоны". Пущино, 1995. С.146-148.

68. Мергелов Н.С. Почвообразование, почвенный покров и запасы углерода в колымских тундрах и редколесьях. Автореф. дисс. на соиск. степени канд. геогр. наук. Москва, 2007. 28 с.

69. Милъков Ф.Н., Дроздов К.А., Федотов В.И. Галичья гора. Опыт ландшафтно-типологической характеристики. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1970. 93 с.

70. Некрасов И.А. Криолитозона северо-востока и юга Сибири и закономерности ее развития. Якутск: Кн. изд-во, 1976. 245 с.

71. Неуструев С.С. Элементы географии почв. // Генезис и география почв. М., 1977.-4.1. с. 196-219.

72. Основы геокриологии. Под ред. Э.Д. Ершова, Ч.1., М.: Изд-во МГУ, 1995. 368 с.

73. Остроумов В.Е., Макеев О.В. Зимнее иссушение почвы вблизи морозобойных трещин. // Почвоведение, 1980, №10. с. 80-87.

74. Почвы и растительность восточно-европейской лесотундры. JL: Наука, 1972. 336 с.

75. Попов А.И Особенности литогенеза аллювиальных равнин в условиях сурового климата. // Изв. АН СССР. Сер. географ. 1953. №2. с. 50-72.

76. Попов А.И. Происхождение и развитие мощного ископаемого льда // Материалы к основам учения о мерзлых зонах земной коры, вып. II. М., 1955, с. 5-24.

77. Прейс Ю.И. Инверсионные грядово-мочажинные комплексы низинных болот криолитозоны Средней Сибири // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 4, с. 64-70.

78. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. Новосибирск: Наука, 1977. 215 с

79. Саввинов Д.Д. Климатические условия почвообразования в Якутии. // Почвы мерзлотной области. Тезисы докладов Всесоюзной конференциипо мерзлотным почвам 11-21 июля 1969 г. Якутск: Якутское книжное изд-во, 1969. с. 77-80.

80. Соколов И.А., Быстряков Г.М., Кулинская Е.В. К характеристике ультраконтинентального холодного аридного почвообразования // Специфика почвообразования в Сибири. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979. с. 1-9.

81. Соколов И. А. Гидроморфное неглеевое почвообразование // Почвоведение. 1980 (а). №1. С.21-32.

82. Соколов И. А. О разнообразии форм гидроморфного неглеевого почвообразования // Почвоведение. 1980 (б). №2. С.5-18.

83. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1993. 232 с.

84. Соколов И.А. Почвообразование и экзогенез. // М.: Почвенный институт имени В.В. Докучаева, 1997. 244 с.

85. Соловьев П.А. Аласный рельеф Центральной Якутии и его происхождение // Многолетнемерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якутской АССР, М.: Изд-во АН СССР, 1962, с. 38-53.

86. Соловьев П.А. Растительный покров как индикатор мерзлотных условий формирования почв Якутии. // Почвы мерзлотной области. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по мерзлотным почвам 11-21 июля 1969 г. Якутск: Якутское книжное изд-во, 1969. с. 253-254.

87. Сукачев В.Н. К вопросу о влиянии мерзлоты на почву // Изв. АН. 1911. Сер. 6. Т. 5, № 1.

88. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1937.

89. Сумгин М.И., Качурин С.П., Толстихин Н.И., Тумель В. Ф. Общее мерзлотоведение. Л.-М.: АН СССР, 1940. 240 с.

90. Суходровский B.JI. Экзогенное рельефообразование в криолитозоне. М, Наука, 1979, 280 с.

91. Таргулъян В.О. Экзогенез и педогенез: расширение теоретической базы почвоведения. Вест. МГУ, сер 17, почвовед. 1983, № 3.

92. Тихомиров Б.А. Динамические явления в растительности пятнистых тундр Арктики. // Бот. журн., 1957, т. 42, № 1, с. 1691-1717.

93. ТолчелъниковЮ.С. О специфике морфологии почвенных комплексов тундр. // Почвы мерзлотной области. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по мерзлотным почвам 11-21 июля 1969 г. Якутск: Якутское книжное изд-во, 1969. с. 193.

94. Томирдиаро С. В. Криогенная эволюция равнин северо-востока Азии в позднем ледниковье и голоцене // Известия Всес. геогр. о-ва, 2, 1975, с. 124-132.

95. Томирдиаро С.В. Лессово-ледовая формация Восточной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене. Москва: Наука, 1980. 183 с.

96. Томирдиаро С.В., Черненький Б.И. Криогенно-эоловые отложения Восточной Арктики и Субарктики. М.: Наука, 1987. 198 с.

97. Тумель Н.В. О влиянии форм микрорельефа на сезонное протаивание. // Вопросы географического мерзлотоведения и перигляциальной морфологии. М.: Изд-во МГУ, 1962. С. 52-58.

98. Тютюнов И.А. Возникновение и развитие мелкобугристого микрорельефа тундры. // Труды АН СССР / Ин-т мерзлотоведения им. В.А. Обручева, 1953, т. 12.

99. Федоров А.Н. Мерзлотные ландшафты Якутии: методика выделения и вопросы картографирования. Якутск, 1991. 140 с.

100. Федоров-Давыдов Д.Г., Губин С.В., Макеев О.В. Содержание подвижного железа и возможность оглеения в почвах Колымской низменности // Почвоведение, 2004, №2, с. 158-170. (б)

101. Фоминых Л.А. Особенности почвообразования в колымских тундрах. // Почвоведение, 1997, №8. с. 917-926.

102. Фоминых Л.А., Золотарева Б.Н. Экологические особенности глееземов российской Арктики. // Почвоведение, 2004, №2, с. 147-157.

103. Фоминых Л.А. К вопросу о самобытности генетических почв Сибири. // В сб.: «Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем». Иркутск, 2006. с. 173-181.

104. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль, 1972. 424 с.

105. Харрис С.А. Многослойность деятельного слоя в районах распространения высокотемпературных многолетнемерзлых пород Канады. // Криосфера Земли, 2005, Том IX, № 4, с. 3-12.

106. Хотинский Н.А. Голоцен Северной Евразии. Москва: Наука,Л 977. 200 с.

107. Ю.Худяков О.И. Криогенез и почвообразование. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН1. СССР, 1984. 196 с.

108. Шаманова И.И. Современный термокарст на приморских низменностях Якутии и Чукотки. // Мерзлые породы и криогенные процессы: сб. научн. тр. Отв. ред. Г.И. Дубиков. М.: Наука, 1991. С. 102-107.

109. Шац М.М. Геокриологическое районирование Восточной Сибири. // Проблемы геокриологии. Сб. научн. тр. Отв. ред. П.И. Мельников. М.: Наука, 1988. С. 115-120.

110. ХЪ.Шер А.В., Каплина Т.Н., Гитерман Р.Е., Ложкин А.В., Архангелов А.А.,

111. Ъ.Шур Ю.Л. Верхний горизонт толщи мерзлых пород и термокарст.

112. Alekseev A., Alekseeva Т., Ostroumov V., Siegert С., Gradusov В. Mineral transformations in permafrost-affected soils, North Kolyma lowland, Russia // Soil Science Society of America Journal 67: 596-605 pp. (2003).

113. Bockheim, J.G., Tarnocai, C. Recognition of cryoturbation for classifying permafrost-affected soils. // Geoderma 81: 281-293 pp. 1998 (a).

114. Bockheim, J.G., Walker D.A., Everett L.R. Soil carbon distribution in nonacidic and acidic tundra of Arctic Alaska // Advances in Soil Science — Soil Processes and the Carbon Cycle. Eds: R. Lai, J.M. Kimble, E. Levine,

115. R.F. Follet and В.А. Stewart. CRC Press, Boca Raton, FL. 1998. P. 143-155 (6).

116. Bockheim, J.G., K.M. Hinkel. Characteristics and significance of the transition zone in permafrost-affected soils of drained thaw-lake basins of the Arctic Coastal Plain, Alaska. // Arctic 58: 406-417 pp. 2005.

117. Foth H. D. Fundamentals of soil science / Henry D. Foth.-8th ed. 1990. 368 p.

118. Mackay J.R. Ice-wedge cracks, western arctic coast // The Canadian Geographer, 1989. V. 33. №4. P. 365-368.

119. Nelson F.E. Predicting carbon storage in tundra soils of arctic Alaska. // Soil Sci. Soc. Am. J. 67:648-650 pp. 2003.

120. Ping C.L., Bockheim J.G., Kimble J.M., Michaelson G.J. Characteristics of cryogenic soils along a latitudinal transect in Arctic Alaska. J. of Geophy. Res. 1998. 103(D22):28,917-28,928.

121. Tedrow J.C.F. Soils of the polar Landscapes. New Brunswick: Rutgers. Univ. Press, 1977.

122. The Canadian System of Soil Classification. 2nd ed. Agriculture Canada, 1987. 164 pp.

123. Zhang Т., Barry R.G., Knowles K., Heginbottom J.A., Brown J. Statistics and characteristics of permafrost and ground-ice distribution in the Northern hemisphere. //Polar Geography, 1999, 23, №2, pp. 132-154.

124. Zhang T. et al. Further statistics on the distribution of permafrost and ground ice in the Northern Hemisphere // Polar Geography, 2000, 24. pp. 126-131.

Информация о работе

Лупачев, Алексей Владимирович
кандидата биологических наук
Москва, 2010
ВАК 03.00.27

Диссертация

Взаимосвязь криоземов тундр Колымской низменности с верхним слоем многолетнемерзлых отложений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы