Страница 21 из 39
Почти половину территории нашей страны занимают почвы, развившиеся под различными древесными породами: широколиственными (дуб, граб, бук, ясень, клен, липа), мелколиственными (береза, осина, рябина) и хвойными (ель, сосна, пихта, кедр, лиственница). Каждая группа пород отличается своим ритмом развития, характером и количеством опада листьев и хвои, характером распределения корневых систем, требованиями к условиям местообитания (влажность, механический состав почв, кислотность).
Немалое значение имеет способность растений приспосабливаться к высоким и низким температурам воздуха и почвы, длине светового дня и ко многому другому. В природе, где нет больших площадей, покрытых одним видом растений, всегда сосуществуют (как мы уже знаем) сообщества разных видов высших и низших растений, грибов, микроорганизмов и животных — биоценозы. Кроме больших деревьев, в сообщество входят травяной и моховой покровы. Продуктивность лесных биоценозов изменяется в очень широких пределах. Наиболее низкая продуктивность и медленный рост растений характерны для мерзлотных местообитаний, а наиболее высокая продуктивность и быстрый рост — для южных широт, особенно для тропиков. Насыщенность тропических биоценозов различными видами растений настолько высока, что в одном лесу трудно найти несколько деревьев одного вида, тогда как в наших широтах часто встречается резкое преобладание одного вида деревьев (березовые рощи, дубравы, сосновые боры и т. д.).
Но вернемся к почвам. Под хвойными лесами чаще всего формируются дерново–подзолистые и подзолистые почвы. А под широколиственными — серые лесные почвы.
Подзолистые и дерново–подзолистые почвы имеют хорошо выраженный почвенный профиль, состоящий из нескольких контрастных горизонтов. Сверху, под покровом лесной подстилки в 1—3 сантиметра, располагается небольшой (3—7 сантиметров) дерновый горизонт со сравнительно густой сетью корневых систем растений, преимущественно травянистых, развивающихся под покровом древесных крон. Речь идет о начальных этапах формирования леса, когда кроны не сомкнулись, и солнечные лучи проникают под полог леса. Содержание перегноя в дерновом горизонте дерново–подзолистых почв составляет 1—3 процента с преобладанием не гуминовых кислот, как в черноземе, а легкорастворимых фульвокислот. Ниже серовато–бурого дернового горизонта располагается осветленный белесоватый подзолистый горизонт различной мощности. Нижняя граница подзолистого горизонта неровная, языками и карманами переходящая в следующий красновато–бурый плотный горизонт. Дерновому горизонту (перегнойно–аккумулятивному) придается индекс Ар Подзолистый горизонт (элювиальный с индексом Ag) получил свое название не только из–за цвета (под золу), но и потому, что из него вынесено много веществ в нижний горизонт (индекс В), который приобрел за счет вмывания веществ сверху (в основном железистых соединений) красновато–бурый цвет и высокую плотность. Этот горизонт, называемый иллювиальным, или горизонтом вмывания, постепенно переходит в исходную материнскую породу.
В подзолистых почвах в отличие от дерново–подзолистых отсутствует дерновый горизонт, а подзолистый горизонт начинается сразу под лесной подстилкой. Следует добавить, что в нижней части подзолистого горизонта на границе с горизонтом В встречаются мелкие (2—3 миллиметра) железо–марганцевые конкреции (ортштейны), также возникающие при осаждении железистых и марганцовистых веществ из почвенного раствора.
Наиболее хорошо развитые профили подзолистых и дерново–подзолистых почв сформировались на широких просторах средней и южно–таежной подзон таежно–лесной зоны, то есть на большой территории нашего Нечерноземья. Еще раз напомним, что эти почвы формируются под хвойными и хвойно–лиственными лесами на различных моренных отложениях или покровных суглинках.
Подзолистые почвы встречаются не только в северных широтах, но и на юге. Так, вдоль Черноморского побережья от Сочи до Батуми широко распространены желтоземно–подзолистые и красноземно–подзолистые почвы, основные массивы которых используются для выращивания краснодарского и грузинского чая.
Исследованием подзолистых почв и процессов подзолообразования занималось много наших и зарубежных исследователей. Особенно много этот вопрос изучали советские ученые А. А. Роде и В. В. Пономарева.
Как же возникают подзолистые почвы? В общей форме подзолообразование сводится к воздействию на исходную породу кислых продуктов разложения лесной подстилки. Преимущественно хвойный лесной опад разлагается многообразной микрофлорой, среди которой преобладают низшие грибы, выделяющие в процессе жизнедеятельности кислые органические продукты. Эти продукты взаимодействуют с исходным веществом материнской породы, давая целый спектр сложных биоорганических веществ. В основном это железо–органические соединения. Будучи легко растворимыми, эти вещества постепенно выносят из верхнего горизонта вниз сначала кальциевые, затем и железистые вещества, которые придавали породе желтоватый или красноватый оттенки. В результате промытый от железистых соединений горизонт приобретает белесоватую окраску, а в его составе начинает преобладать нерастворимый кремнезем как в кристаллической (кварц), так и в аморфной формах. На некоторой глубине вынесенные вещества нейтрализуются и выпадают в осадок. Поэтому горизонт вмывания (иллювиальный горизонт В) приобретает красноватые оттенки и более тяжелый механический состав. Такая схема подзолообразования была дополнена В. М. Фридландом, обосновавшим существование еще одного частного механизма подзолообразования — иллимеризации, то есть процесса переноса вещества сверху вниз не только в виде растворов, но и в виде тонких коллоидных и илистых частиц.
Огромное разнообразие природных условий, количественное и качественное разнообразие взаимодействий факторов почвообразования приводит к формированию большого спектра почв подзолистого типа. Сюда можно отнести варианты почв с разной мощностью дернового или подзолистого горизонтов, с разной степенью выраженности процессов оглеения, различных вариаций почв по механическому составу и т. д. Но суть подзолообразовательного процесса остается, по мнению ученых, прежней — вынос почвенных веществ сверху вниз в результате воздействия кислых биоорганических растворов фульвокислотного ряда.
Дерново–подзолистые почвы доминируют среди почв подзолистого типа. Собственно подзолы занимают небольшие площади в зрелых (80 и более лет) чистых хвойных лесах, где из–за плотной сомкнутости крон уже нет травянистой растительности и дерновый процесс прекратился. Таких плотносомкнутых насаждений сейчас осталось мало. Первичные хвойные леса были вырублены, а на их месте поселились мелколиственные породы (в основном береза и осина). Подзолообразование под этими породами идет слабее, и потому наблюдаемые на пашнях и в лесу хорошо выраженные подзолистые горизонты следует рассматривать как реликтовые. Попутно обратим внимание еще на один момент в подзолообразовании. По мере формирования уплотненный иллювиальный горизонт становится водоупором. Вода или почвенные растворы сквозь него уже не фильтруются, а застаиваются на нем, что обусловливает начало в нижней части подзолистого горизонта анаэробно–глеевых процессов. В основе глеевого процесса лежит перевод буроокрашенных окисленных железистых соединений в восстановленную форму, что также приводит к обесцвечиванию, точнее, отбеливанию почвенной массы. Таким образом, при формировании подзолистых горизонтов почв начинает и прогрессирует со временем другой, встречный процесс контактного оглеения, в результате чего подзолистый горизонт принимает еще более светлую окраску. Это говорит о сложной природе дерново–подзолистых и подзолистых почв. И все же в почвоведении укрепился взгляд на подзолообразование как на процесс выноса веществ с фильтрующимися растворами.
Предложим читателю еще один взгляд на процесс подзолообразования. Основной подзолообразователь в таежной зоне — ель — имеет поверхностную корневую систему, в основном сосредоточенную в верхнем полуметре почвы, а чаще всего в верхних 30 сантиметрах. Другая, не менее широко распространенная древесная порода — дуб имеет корневую систему, уходящую в почву до двух и более метров. Кстати, из–за этого при ветровале ель чаще вываливается, чем дуб, своими корнями закрепленный за большую толщу почвы и породы. Одинокая ель — не жилец на голом месте. Но сейчас речь не только об этом. Ученые провели большие исследования биомассы и зольного состава ряда древесных пород, включая корни, стволы, разные по размеру ветви, хвою и листья. Особенностью работы было исследование этих показателей по возрастному ряду, то есть у одних и тех же деревьев разного возраста. Оказалось, что в древесной массе спелых насаждений содержание различных элементов в весовом отношении соизмеримо с их содержанием в исходной материнской породе. Это наводит на мысль, что подзолистые горизонты почв возникают не только и не столько за счет промывки их растворами, сколько за счет отсасывания их корневой и надземной биомассой растения. Поскольку корневая система ели поверхностна и охватывает небольшой слой почвы, то это приводит к возникновению с годами более яркого подзолистого горизонта.