Горные почвы

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное

 учреждение  высшего профессионального образования  

“Пермская государственная  сельскохозяйственная академия

  имени академика  Д.Н.Прянишникова” 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра почвоведения 
 
 
 
 

Реферат

по  почвоведению на тему:

  ”Горные почвы” 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка группы Аэ-31

специальности “Агроэкология»

Дудина  И.П.

Руководитель: профессор

Дьяков В.П. 
 
 
 
 
 
 
 

     Пермь 2008

     Содержание:

Введение

     Горные  территории, по-видимому, осваивались  первыми на земле и горное земледелие является одним из самых древних. Современное горное земледелие (включая горные долины и расчлененные низкокогорья) во многих странах  имеет весьма существенное значение. Почвы горных территорий несмотря на их частую маломощность и каменистость освоены в среднем в тропическом поясе на 9%, в субтропическом поясе на 14% и в суббореальном поясе на 8%.

     Целью данной работы является изучение особенностей процесса почвообразования горных почв, а также изучение их физических, физико-химических свойств. Также в данной работе рассмотрены  вопросы о закономерностях распространения, классификации и диагностике горных почв.

     Рассмотрены основные задачи, соответствующие данным целям:

     1)Изучена  закономерность формирования и  распространения горных почв.

     2)Рассмотрены  условия почвообразования в горах,  а также особенности почвообразовательного  процесса горных почв.

     3)Изучена  классификация и основные свойства (как физические так и физико-химические) горных почв.

     4)Приведены конкретные примеры горных почв различных территорий.

     5)Рассмотрен  вопрос об использовании горных  почв и их охране. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Вертикальная  зональность 

     Особое  значение в вопросах строения почвенного покрова имеют закономерности вертикальной зональности в горах. Впервые на эти закономерности обратил внимание В.В.Докучаев, который в статьях, опубликованных в 1898-1899 гг, посвященных учениям о зонах природы, выдвинул представление на примере Кавказа о вертикальной зональности почв в горах.

     Под вертикальной зональностью следует  понимать смену почв в зависимости  от высоты местности, что связано  с изменением климата и растительности.

     Подобно тому, как на равнине в широтном направлении происходит смена почвенных зон, в горных районах с изменением высоты местности почвенные зоны располагаются в виде поясов.

     Вертикальные  почвенные зоны не являются простым  повторением широтных почвенных  зон. Они сильно укорочены, сжаты, а  отдельные из них нередко выпадают. Это явление получило название интерференции зон. Примером интерференции может служить отсутствие в Южном Закавказье между горно-степными каштановыми почвами и горно-луговыми почвами не только горно-лесных, но и горных черноземов.

     Всем  горным почвам присуща укороченность профиля и его генетических горизонтов. Отличительным признаком горных почв является их скелетность – каменистость или щебнистость.

     Иногда  с высотой местности последовательная смена почв нарушается. Явление обратного, или «неправильного», залегания почв получило название инверсии почвенных зон. Примером инверсии может служить Южное Закавказье , где горные черноземы ( например, Лоийской степи) залегают выше горно-лесных почв.

     Случается, одна почвенная зона внедряется в  другую, что обусловлено или экспозицией склона, или проникновением почвенных зон по долинам горных рек. Такое смещение одной зоны в другую называется миграцией почвенных зон. Примером подобной аномалии является значительное продвижение вверх по склонам северной экспозиции горно-лесных почв, а по южным склонам – горно-степных. (Герасимов И.П., 1986) 

     2.Условия почвообразования

     Условия почвообразования в горных областях отличаются большим многообразием.

     Высотная  поясность характеризуется прежде всего закономерной сменой климата.

     С увеличением высоты происходит уменьшение средней температуры воздуха в среднем на 0,5° С на каждые 100 м. С увеличением высоты возрастают количество выпадающих атмосферных осадков, суммарная солнечная радиация, повышается относительная влажность воздуха.

     В горном климате отмечаются более резкие контрасты в суточном и сезонном циклах, чем у соответствующих почв равнин.

     Рельеф  горных областей сложный. Он связан с  геологической историей горных систем и особенностями слагающих их пород. Общими чертами горного рельефа  являются чрезвычайно сильная его расчлененность и разнообразие форм. Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции.

     Рельеф обуславливает сильное развитие процессов склоновой денудации, формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимических оттоков. Процессы денудации постоянно удаляют верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, с другой – постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока. (Богатырев, Владыченский , 1988)

     Почвообразующими  породами служат разнообразные продукты выветривания в основном элювиального, реже аккумулятивного типа. Широко распространены продукты выветривания меловых, третичных (известняки, песчаники, сланцы) осадочных отложений, а также пород магматического происхождения.

     В соответствии с высотной поясностью в горных системах происходит распределение растительности. Наиболее общей закономерностью является смена с высотой лесных поясов на пояса травянистых, чаще луговых, растительных сообществ, субальпийских, альпийских лугов и еще выше – пояс господствования скал, осыпей, ледников и снежников.

     Протяженность по высоте лесных поясов уменьшается  по мере увеличения сухости и континентального климата.

     В районах вулканических гор действующие  вулканы постоянно снабжают окружающие пространства пеплом, газами, растворами. Вулканические почвы обычно характеризуются высоким и устойчивым плодородием. Часто встречаются погребенные почвы нескольких циклов, захороненные свежими порциями пеплов, потоками лавы, слоями пемзы. Косвенное влияние вулканизма на почвообразование проявляется через грунтовые воды, питаемые вулканическими источниками и термальными водами, которые обогащены соединениями кремния и алюминия. Вулканизм могучий фактор почвообразования. Для территорий с действующими вулканами характерны генетически с ними связанные землетрясения. Однако сильные землетрясения охватывают и такие территории, где вулканизм сейчас не проявляется. В сейсмических зонах Земли нередко наблюдаются смещения почвенных профилей и горизонтов. Прямое влияние землетрясений на почвенный покров может проявляться в форме образования глубоких и широких трещин, опусканий и поднятий отдельных участков поверхности на метр и более, а главное массовых оползней огромных глыб почвы и породы, что в целом глубоко меняет топографическую и гидрографическую обстановку местности и, как правило, усиливает смывы и переотложение почв. В горах бассейна Сурхоба (Гиссаро-Алай) на склонах наблюдаются свежие сейсмические срывы коры выветривания и почвенно-дернового покрова, на участках которых уже успели образоваться эрозионные борозды и промоины.

     Многообразие  природных условий почвообразования приводит к формированию различных  горных почв. Характер высотной поясности, число вертикальных почвенных структур определяются положением горной страны в системе широтной зональности.

     В почвенном покрове горных стран встречаются как почвы, характерные только для гор, отсутствующие на равнинах, так и почвы, имеющие аналоги на равнинных территориях.

     К первым относятся горно-луговые, горно-луговые  черноземновидные и горные лугово-степные. Все остальные горные почвы относятся к основным типам, соответствующим равнинным аналогам. (Ковриго В.П., Кауричев И.С., 2000) 

     3.Особенности  почвообразовательного  процесса

     Природные ландшафты горных систем, как и  равнин, прошли сложную историю развития. И когда мы говорим «горное почвообразование», «горные почвы», мы подчеркиваем особую роль тектогенеза, создавшего горные системы с их ландшафтами, в формировании почв и почвенного покрова в горах.

     Историческое  развитие и становление горных ландшафтов по сравнению с равнинными во много раз динамичнее как в прошлом, так и в настоящем.

     Тектогенез  – это поднятия и опускания  земной коры, сопровождающиеся денудацией, переносом и накоплением осадочных  отложений

     В настоящее время большинство  исследователей полагают, что основная масса раздробленного материала в альпинотипных горах умеренного пояса (вплоть до частиц илистой размерности) образовалась главным образом в этапы оледенений. Этот материал составляет толщу почвообразующих пород. В этапы оледенений на них действовали нивально-гляциальные, мерзлотные, солифлюкционные, лавинные и другие процессы. Созданные этими процессами щебнистые толщи поверхностных отложений имеют комплексный характер, что отражается в их строении и составе.

     Характерен  также состав этих толщ. Он представляет собой смесь выходящих на поверхность обломков и частиц таких пород, как граниты, гранито-гнейсы, гнейсы, изверженные породы среднего состава, кристаллические сланцы и остатки шиферных сланцев.

     Формирование  почвенного покрова находится под  постоянным мощным воздействием тектонико-экзогенных процессов. Без них не возможно формирование горных почв.

     Рассмотрим  более детально проявления основных экзогенных процессов с типизацией их по строению профилей почв и пород.

     -Криогенные  процессы. В альпинотипных высокогорьях криогенные процессы проявились в создании бугров, микротеррас, небольших гряд, глубоких понижений и ложбин разнообразной формы на абсолютных высотах более 2500 м.

     Ярким примером таких высокогорий являются восточные склоны хр. Хатипара. В настоящее время снежники сохраняются здесь до июня. Солифлюкционные быстрые и медленные перемещения имеют как древний, так и современный характер. Общей чертой солифлюкционных толщ является наличие двух – трех слоев, состоящих из одного – четырех почвенных горизонтов, часто разделенных щебнистыми прослойками мощностью 5-40 см. Здесь же рядом с мощными (до 130 см) солифлюкционными толщами существуют солифлюкционные толщи толщи мощностью до 70 см, а по ложбинам – понижениям остатки почвенных толщ в 10-20 см, местами встречаются выходы почвообразующих и подстилающих пород. В большинстве случаев имеет место сочетание криогенеза с делювиальным размывом, оползням, в результате которых наблюдается чрезвычайно пестрое сочетание почвообразующих пород и почв по мощности, щебнистости, механическому составу, различным отклонениям в строении почв от «нормального» их профиля.

     Современные солифлюкционные процессы, не имея того размаха, который был им свойственен  в послеледниковом прошлом, в  настоящее время также повсеместны. Так на территории Бокового хребта (продолжение Передового в междуречье Малка-Баксан) на абсолютных высотах 2700 м современная солифлюкция вместе со снежной эрозией на склонах 5-8° буквально на глазах перемещает дернину мощностью 20 см, сдирает ее, обнажает и сортирует щебень, создавая пятна выходов щебня без почв. Здесь же на склонах более 8° наблюдались и мощные солифлюкционные образования в виде микротеррас, увальчиков в сочетании с ложбинами. Солифлюкционные толщи таких территорий (мощностью 70 см и более) состоят из трех-четырех слоев, в разной степени обогащенных или обедненных гумусом, щебнем, растительными корнями. Морфологически они имеют современный «живой» характер.

     -Действие  лавин. Лавины являются мощным  фактором в образовании рельефа  высокогорий.

     Лавины  в сочетании с другими экзогенными  процессами, прежде всего криогенными  и флювиально-делювиальными, не только создали рельеф склонов, но также  в значительной мере переработали верхние  слои коренных пород. Их роль в раздроблении крупнообломочного материала до мелкозема велика. На протяжении исторического времени лавины многократно перемешивали, дробили, и перемещали породный материал из верхних позиций вниз.

     Результатом действия лавин является смешанный  состав исходных почвообразующих пород, столь же «незакономерные» количественные сочетания по горизонтам толщ отдельных механических фракций, незакономерные соотношения  обломочного материала в профилях почвогрунтов.

     Мощность  почв совпдает с мощностью почвообразующего материала, в значительной степени созданного криогенно-лавинно-делювиальным комплексом экзогенных процессов. Эта мощность равна в среднем 50-100 см.

     -Воздействие  талых вод. Верхние горизонты  почвы, особенно в горно-луговом  поясе, обычно обогащены дисперсными  фракциями, не содержат или  почти не содержат обломочный материал. Обогащение самого верхнего горизонта почвы высокогорий дисперсными частицами определяется в известной степени вытаиванием их из снега. А снег обогащается дисперсным материалом за счет местного эолового переноса с обнаженных скальных вершин.

     -Ветровальные  процесс, или «корневой снос».В  лесном поясе, особенно под  хвойными породами, огромню роль  в постоянном перемешивании (прошлом  и современном) и перемещении  толщ почвогрунтов играет ветровал, который создает ямочно-бугорковый микрорельеф.

     При ветровале происходит перемещение  нижних горизонтов вверх и перемешивание  всей почвенной толщи на глубину  до 0,5-1 м с последующим смещением  ее по склону. Практически в большинстве  случаев на одном и том же месте  такое перемешивание происходит через каждые 100-200 лет. В результате такого типа явлений в почвенных профилях лесного пояса не сохраняются морфологически различимые следы прошлых фаз почвообразования или старых экзогенных склоновых процессов, хотя. Без сомнения, почвенная масса суммирует в себе как бы в рассеянном виде прошлые этапы почвообразования. Морфологически почвенный профиль территорий с корневым сносом представляет толщу, в которой не различаются или слабо различаются почвенные горизонты. Часто в почвах отмечаются пятнистость, полосчатость за счет перемешивания разны горизонтов, иногда прослойки гумусового материала или материала горизонта С в разных частях профиля.

     -Денудационно-аккумулятивные  процессы.

     В аккумуляции долинного материала  принимают участие ледниково  флювиальные, перигляциальные, лавинно-селевые, аллювиальные процессы и собственно поверхностный смыв. Часто микрорельеф таких территорий имеет сложный характер. Мощность современных почв составляет 30-60 см, а почвообразующий субстрат, за счет  которого образовались эти долинные почвы, - продукт денудационно-аккумулятивных процессов последних тысячелетий. Накопление же 20-30 сантиметровой верхней толщи произошло за последние 700-800 лет. (Ромашкевич А.И, 1988) 

     4.Особенности типов горных почв

     1)Горно-тундровые почвы являются самым верхним звеном в системе высотной поясности почвенного покрова. Господство низких температур, короткий безморозный и вегетационный периоды, долго сохраняющийся снежный покров обуславливают плохо развивающийся бедный растительный покров с преобладанием в нем мхов, лишайников с редко встречающимися мелкими кустарниками.

     Климатические условия и характер растительности способствуют низкой биологической  активности, накоплению слаборазложившегося  органического вещества. Под влиянием таких условий профиль горно-тундровых почв не превышает 50-60 см, их реакция кислая, насыщенность основаниями слабая (около 13% в слое 0-10). Гумус грубый, с преобладанием фульвокислот.

     2)Горно-луговые почвы занимают вершины и верхние части склонов хребтов и гор всех экспозиций, формируются на выщелоченных продуктах выветривания плотных поргод. Профиль почв отличается слабой дифференцированностью и имеет следующее строение: Ад-А-АС-С, где Ад – прочно скрепленная корнями травянистой растительности дернина мощностью до 10 см. Под дерниной располагается гумусовый горизонт А мощностью 10-20 см, темно-бурого цвета, часто с каменистыми включениями. Переходный горизонт АС мощностью 15-25 см, он светлее. Горизонт С – почвообразующая порода – элювий или делювий коренных пород. На 80% он сложен из каменистых отдельностей различного размера. Мощность горизонта С колеблется от 20 до 30 см и ниже переходит в коренную породу.

     Горно-луговые  почвы формируются под влиянием дернового процесса почвообразования, интенсивность проявления которого определяется характером растительности и почвообразующей породы. На карбонатных породах дерновый процесс выражен сильнее, почвы формируются более мощные и гумусированные.  

     Таблица 1

     Физико-химические показатели горно-лесных дерново-торфянистых  почв альпийского пояса

     (Ромашкевич А.И., 1988)

     Содержание  гумуса в пределах 8-20%. Гумус «грубый», в нем преобладают фульвокислоты. Почвы имеют кислую реакцию, которая обусловлена в основном алюминием. ЕКО невысокая, почва слабо насыщена основаниями.

     3)Горные лугово-степные почвы в отличие от горно-луговых развиваются в более засушливом лугово-степном поясе гор. Они формируются на менее выщелоченных почвообразующих породах в условиях периодически промывного водного режима.

     Из  большого многообразия горно-лугово-степных  почв наибольшего внимания заслуживают  горно-лугово-степные черноземовидные  почвы. Эти почвы развиваются под субальпийской остепненной растительностью преимущественно на продуктах выветривания карбонатных пород. Для них характерно формирование более мощной дернины и более развитого гумусового горизонта с порошистой структурой. Содержание гумуса достигает 20%, состав его гуматно-фульватный, емкость поглощения 40-50 мгЭкв на 100 г почвы. Горно-лугово-степные почвы, так же как и горно-луговые, подразделяются по мощности гумусовых горизонтов, степени оторфированности, выщелоченности и скелетности. (Ковриго В.П., Кауричев И.С.,  2000)

     4)Горные  дерновые субарктические почвы  развиваются под изреженными  лесами с травянистым покровом. Содержат 10% и более гумуса, имеют  сильнокислую реакцию и высокую  ненасыщенность основаниями. Внешние  признаки оподзоливания в большинстве  случаев отсутствуют. Наиболее широко распространены эти почвы еа Камчатке, где они формируются в условиях влажного муссонного климата под березовыми лесами.

     5)Горные  подзолистые почвы являются наиболее  распространенными почвами горных  областей, особенно среди горных систем северных широт. Развиваются они под хвойными лесами (сосной, елью, лиственницей, кедром и др.) с моховым напочвенным покровом. Среди почвообразующих пород преобладают различной мощности рыхлые продукты выветривания массивно-кристаллических пород. Кислые продукты, образующиеся при разложении лесной подстилки (хвои), в условиях промывного водного режима вызывают разрушение почвенных минералов, что приводит к обособлению  оподзоленного и иллювиального горизонтов. Валовой химический состав и механический анализ показывают на заметный вынос полуторных окислов и илистой фракции из горизонтовА2 и обогащение ими иллювиального горизонта В. Профиль горно-подзолистых почв четко дифференцирован на генетические горизонты А0, А1, А2, В(В1,В2) и С. А0 – лесная подстилка часто с моховым покровом, мощностью 5-10 см, оторфирована, полуразложившаяся; А1 – грубогумусовый слой небольшой мощности (3-5 см, реже больше), пропитанный перегнойными кислотами; А2 – оподзоленный горизонт, отчетливо выраженный, белесого цвета, мощностью 5-15 см; В – иллювиальнй, коричнево – бурый, более плотный, нередко окрашенный гумусом и охристый, мощностью 20-25 см. В целом профиль горных подзолистых почв не превышает 40-50 см. Как и другие горные почвы, они преимущественно маломощны и сильноскелетны.

     Таблица 2

     Физико-химический состав горно-подзолистых почв

     (Ромашкевич А.И., 1988)