Лекция 27. Почвы полярной (арктической) и тундровой (субарктической) зон.

Почвы арктической зоны. Циркумполярное расположение арктической зоны определяет её весьма суровые климатические условия, короткое холодное лето, длительный зимний период с низкой температурой воздуха. Повсеместно развита многолетняя мерзлота, почва оттаивает лишь на глубину 15-20 см. Арктическая суша представлена островами и узкими участками материковых побережий Азии и Северной Америки. В такой ситуации важную роль играют морские течения и воздушные массы, переносящие тепло и влагу. Годовое количество осадков в различных частях зоны колеблется от 35 до 400 мм в год. Испаряемость в плакорных условиях близка 100-200 мм / год. Следовательно, плакорные растительные сообщества, получающие атмосферные осадки в большем количестве, находятся в условиях сбалансированного, при затрудненном дренаже – даже избыточного увлажнения, а растительность на участках, получающих меньшее количество осадков, развивается в условиях недостатка влаги. Характер атмосферного увлажнения отражается на внешнем виде арктических ландшафтов. В арктической тундре поверхность рассечена системой мерзлотных трещин с образованием полигонов, по краям и в центре которых располагаются скопления грубых обломков. Совершенно иной облик имеют арктические пустыни. Процесс замерзания - размерзания почвы сопровождается постепенным «выжиманием» вверх крупных обломков горных пород. На плакорных местообитаниях Арктики к северу от 70^о северной широты развиты два типа растительности: тундровый и полярно-тундровый. Растительность арктических тундр представлена преимущественно мхами и лишайниками, присутствуют кассиопеи, карликовая ива, некоторые злаки и камнеломки. В гидроморфных местообитаниях преобладают гипновые мхи, осоки, пушица. В растительности полярных пустынь преобладают лишайники.

Почвы. Мощность почвенного профиля арктических почв обусловлена глубиной сезонного оттаивания почвенно-грунтовой толщи, которая редко превышает 30 ми. Дифференциация почвенного профиля выражена слабо. В районах избыточного или сбалансированного увлажнения формируются б урые аркто-тундровые почвы. Эти почвы имеют следующее строение профиля: А₀ (0-3см) - А_т/А1 (3-6)- В/С(6-13) - (С 13-30). Такие почвы имеют слабо кислую реакцию (рН 5,5-6,0) и содержат 2,5-3% гумуса. Аркто-тундровые почвы являются наиболее распространенным типом плакорных почв Арктики. Важным фактором арктического почвообразования является карбонатный состав почвообразующих пород, способствующий насыщению почвы обменным кальцием и снижением почвенной кислотности. В районах избыточного атмосферного увлажнения в отрицательных элементах рельефа формируются торфяно-мерзлотные почвы. В летнее время участки, занятые этими почвами, превращаются в болота с кочками. Строение профиля торфяно-мерзлотных почв следующее: Ат (0-5см) - Ат₂(5-15) - В/С (15-40). В нижней части почвы происходят процессы глееобразования. На северо-западном побережье Гренландии встречаются так называемые полярно-пустынные почвы. Из-за недостатка увлажнения в почвах повышена концентрация водорастворимых солей, почвы насыщены обменно-поглощенными основаниями и имеют рН 7-8. Содержание гумуса около 1%. Данные почвы формируются на плакорных элементах рельефа.

Почвы тундровой зоны. На островах и материковой части субарктической зоны Северного полушария распространены своеобразные безлесные ландшафты. Их площадь составляет 2,5% всей суши земного шара. Это тундровые ландшафты. По-фински «тунтури» означает «безлесное место», отсюда и произошло слово «тундра». Климатические условия тундр характеризуются отрицательной среднегодовой температурой от -2 в европейской до -12⁰С в азиатской части России. Средняя температура июля не поднимается выше +10⁰, а средняя температура января опускается до -30- 40⁰ в Сибири. Безморозный период около трех месяцев. Количество осадков на востоке 150-250 мм в год, в европейской части России больше: на Кольском полуострова 450 мм, в районе Воркуты - 360мм. Для летнего периода характерны высокая относительная влажность (80-90%) и непрерывное солнечное освещение. По характеру растительности тундровую зону делят на подзоны: лишайниково-моховых и кустарничковых тундр, а также лесотундры. Наиболее типична для тундры лишайниково-моховая растительность, где глинистые пространства покрыты мхами и травами, каменистые лишайниками. Южнее наряду с мхами и лишайниками появляются кустарники, а еще южнее в пределах лесотундры встречаются лесные массивы. Несмотря на высокую увлажненность в тундре не встречается больших скоплений торфа. Значительные массивы торфяных болот появляются в лесотундре. Среди почвообразующих пород в тундрах преобладают различные типы ледниковых отложений. В местах близкого расположения плотных изверженных и метаморфических пород распространены каменистые россыпи. На растительности и процессах почвообразования сказывается наличие многолетней мерзлоты. Специфические условия климата, усиливающиеся многолетней мерзлотой, обусловливают появление особых форм рельефа: полигональные формы и бугры. В тундровой зоне «полигоны» имеют тот же характер, что и в арктической зоне, но менее выражены. В отдельных случаях возникают крупные бугры с ледяным ядром «гидролакколиты». В тундрах северо-востока страны распространено явление термокарста. Таяние прослоек и жил льда, заключенных в толще четвертичных отложений, вызывает образование депрессий различного размера, иногда занятых озерами.

Почвы. Кислые бурые тундровые почвы формируются в условиях хорошего промывания профиля и достаточного доступа кислорода, поэтому в данных почвах отсутствуют признаки анаэробности. Кислые бурые почвы приурочены к горным районам и высоким равнинам с чехлом хорошо проницаемых рыхлых отложений. В верхней части профиля располагается торфянистый горизонт. Нижняя часть профиля плохо дифференцирована. Ниже торфянистого горизонта располагается маломощный гумусовый горизонт коричнево-бурого цвета, постепенно переходящий в горизонт В. Строение профиля следующее: Ат (0-6(11) см) - А1(6(11) - 8(13) - В/С (8(13)-30) - С(30-60). Содержание гумуса в горизонте Ат не более 1-3 %, рН около 5,0. Тундрово-глеевые почвы формируются в условиях отсутствия дренажа и дефицита кислорода. Формирование их происходит на слабо дренированных низменностях в подзонах мохово-лишайниковой и кустарничковой тундр. Строение профиля следующее: Ат(0-6(10)см) – Вg (6(10)- 56(60). Для этих почв характерно наличие глеевого горизонта, благодаря присутствию железа он окрашен в сизый цвет. Этот горизонт располагается сразу под гумусовым и продолжается до слоя «вечной» мерзлоты. Содержание гумуса в горизонте Ат около 1-3%, реакция близка к нейтральной. В южной подзоне тундры формируются торфяно-глеевые тундровые почвы с хорошо выраженным торфяным горизонтом. Они более выщелочены и обладают кислой реакцией. В отрицательных элементах рельефа южной подзоны тундры формируются тундрово-болотные почвы.

Дерновые кислые почвы могут формироваться под травянистой растительностью в условиях хорошего дренажа. Они характеризуются сравнительно высоким содержанием элементов питания за счет богатых кальцием материнских пород или в результате расположения в поймах, обладают высоким содержанием гумуса (5-10%) и слабокислой реакцией. В южной части тундры встречаются полигональные торфяники, в которых мощность торфа может достигать 4 - 5 м. Эти торфяники рассматриваются как реликтовые образования, возникшие в середине голоцена в менее суровых условиях, когда на месте современной тундры существовали ландшафты тайги и лесотундры.