Индикационная роль почв (педоиндикаторы)
Почва – тонкий поверхностный слой земной коры, который изменяется под воздействием атмосферы, вод, растений, животных и человека.
В результате превращения и перемещения веществ в почве различаются различные генетические горизонты. При ландшафтном анализе почв и её горизонтов обнаруживаются признаки литологического состава горных пород субстрата, на котором она формируется, реликтовые признаки – исторические признаки её формирования и экологические признаки – признаки экологических режимов земель.
В ландшафтных исследованиях почва анализируется как индикатор экологических режимов земель.
Для экологической индикации используются морфологические признаки почв и в первую очередь характер её генетических горизонтов, а также типологические признаки, позволяющие отнести изучаемую почву к определённым таксономическим единицам почвенной классификации.
При морфологическом анализе рассматриваются внешние признаки почвенных горизонтов, их мощность, механический состав, окраска, сложение, структура, включения, новообразования, поры, корни растений, твердость и пластичность. В результате экологического анализа почвы записывается формула экологического режима., который индицирует почва.
Например, серые и темно-серые лесные почвы индицируют эвтрофные земли трофотоп D, светло-серые более оподзоленные почвы индицируют трофотоп D, дерново-подзолистые – трофотопы C-D; средне- и сильноподзолистые почвы – трофотопы В-С; сильно-подзолистые почвы и подзолы – трофотопы А-В.
В сухих гигротопах развиваются почвы без признаков оглеения, в свежих гигротопах – слабоглееватые, с заметной оподзоленностью; влажные гигротопы характеризуются глееватыми почвами; сырые – торфнисто-подзолисто-глеевыми, торфянисто-глеевыми, торфянисто-перегнойно-глеевыми; мокрые – торфяными.
Так, например, в условиях юга Средней Сибири отсутствие оподзоленности почв индицирует поемные фации тополёвиков, ельников и ивняков, слабая оподзоленность отчетливо выражена в краткопоёмных сосняках грив поймы среднего уровня, а в редко и очень кратко затопляемых сосняках высокой поймы наблюдаются развитые горизонты А2 и плотный горизонт А2В. Аллювиальная наносность почв отражается в характере слоистости, составе наилков, мощности гумусовых горизонтов. Наибольшая мощность и песчаный состав наилков характерен для фаций береговых валов пойменных сегментов, где аллювий отлагается в наиболее бурную фазу паводка при наибольших скоростях движения полых вод. В слабо проточных фациях дернисто-осочников староречий почвы сильно оглеены, проточные фации ивняков предпоймы и островов не имеют оглеения.
Характер лесной подстилки Ао индицирует трофность и рН верхних горизонтов: мягкий гумус или мулль – нейтральную реакцию, богатство отложений; модер – промежуточный, слабокислый, мезотрофный; роогумус – кислую реакцию – мезотрофные, олиготрофные отложения. Мощность гумусового горизонта А1 увеличивается с повышением трофности земель. Характер дерновины индицирует оводненность земель, уровень грунтовых вод. Болотные земли – дерновина над минеральным горизонтом; луговые земли – дерновина погружена наполовину в минеральный горизонт; степные почвы – дерновина полностью в минеральном слое земель.
Почвы лугово-грунтовые: воды на глубине 3-5 м. Почвы лугово-: грунтовые воды на глубине 5-6 м. Мощность и выраженность горизонта А2 индицирует бедность, кислую реакцию почвенных растворов, влажные и сырые гигротопы.
Карбонатность почв, её характер и глубина вскипания индицируют богатство и степень увлажнения.
Древесные породы испытывают угнетение, если в почве менее 9-12% кислорода и более 1 % углекислого газа (объёмных %).
Недостаток кислорода подавляет минерализацию, усиливает накопление торфа, образование закисных продуктов (закись железа, сероводород, метан).
Следует иметь в виду динамичность почв, связанную со сменой растительных группировок. На моренных равнинах при смене ельников производными осинниками подзолистый горизонт замывается гумусом, увеличивается его мощность, подзолистые почвы переходят в дерново-подзолистые.
Любая почва формируется под влиянием сочетания экологических режимов. Экологические режимы читаются по сочетанию морфологических признаков почвы непосредственно на почвенном разрезе. При этом мощность почвы индицирует глубину и интенсивность почвообразовательного процесса и сама является экологическим индикатором.
Приведём примеры экологической интерпретации некоторых типов почв.
Трофность и водность записаны в соответствии с эдафической сеткой.
Наиболее богатыми и оптимальными для развития растительности являются чернозёмы и серые лесные почвы. Оценим экологические режимы их формирования. Лимитирующим развитие растительности является некоторый недостаток влажности.
1. Чернозём типичный формируется в условиях лёссовых равнин юга Русской равнины и межгорных котловин Средней Сибири:
ТДЕВ0-2Р2П0М0З0Д2
В аналогичных условиях с чернозёмами под лесом формируются серые лесные почвы, которым соответствуют наиболее производительные лесные группировки.
2. Тёмно-серая лесная почва: ТДВ2Р2П0М0З0Д2
3. На высоких в различной степени дренированных равнинах с выходами на дневную поверхность карбонатных горных пород развиваются дерново-карбонатные почвы с мощным тёмно-окрашенным гумусовым горизонтом A1:
ТДЕВ0-2Р1-2П0М0З0Д2
Лимитирующими развитие растительности здесь является избыточная засоленность, недостаточная влажность и близко расположенный к дневной поверхности горизонт рухляка горных пород.
4. Препятствием для продвижения лесов на юг являются избыточно засоленные почвы, примером таких почв является солонец черноземно-луговой:
ТЕВ0-1Р2П0М0З0Д1-2
5. На лесных землях тайги широко распространены подзолистые почвы нормального увлажнения, на которых формируются боры и субори севера.
Подзолистая почва характеризуется следующим экологическим режимом:
ТАВасВ1-3Р2П0М0З0Д2
Лимитирующим режимом на этих землях являются недостаточная трофность субстрата, кислая реакция среды и иногда избыточная влажность с формированием влажных типов леса.
6. В этих же условиях на дне неглубоких депрессий в условиях периодического избытка увлажнения развиваются торфянисто-подзолистые грунтово-оглеенные почвы:
ТАВВ3-4Р2П0М0З0Д1
7. На днищах долин водотоков формируются различного рода аллювиальные почвы. Лимитирующими развитие растительности на этих землях являются аллювиальная наносность, подвижность отложений и затопляемость земель. Примером такой почвы может быть собственно аллювиальная дерновая кислая почва центральной поймы:
ТСасВ2-3Р2П0-1М0З1Д2
8. Во впадинах и ложбинах со слабо проточным, но постоянным избыточным увлажнением формируются болотные низинные торфяно-глеевые почвы:
ТСДВ5Р2П0М0З0-1Д1
9. Во впадинах различного типа с верховыми торфяниками образуются торфяные болотные верховые почвы:
ТАВ5-6Р2П0М0З1Д0-1
10. На землях с мошной вечной мерзлотой на равнинах и плато формируются тундровые глеевые почвы:
ТАВСВ3-5П0-1М2З0Д1-2
Как видим, на этих землях лимитирующим развитие лесной растительности является комплекс взаимосвязанных неблагоприятных режимов.