Об особенностях эволюции почв горного Дагестана Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

-ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАСУШЛИВЫХ ТЕРРИТОРИЙ -

УДК 631.48

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЭВОЛЮЦИИ ПОЧВ ГОРНОГО ДАГЕСТАНА

□ © 2017 г. З.Г. Залибеков*, Х.М. Гамзатова**

*Институт геологии Дагестанского научного центра РАН Россия, 367000, г. Махачкала, ул. Ярагского, д. 75. E-mail: [email protected] **Дагестанский государственный университет Россия, 367000, г. Махачкала, ул. Дзержинского, д. 12. E-mail: [email protected]

Поступила 15.04.2016

Рассмотрены особенности природной и антропогенной эволюции почв горного Дагестана, выявлены критерии определяющие динамику почвообразовательных процессов в условиях высокогорий. В качестве основного этапа эволюции горных почв выделены процессы олуговения с элементами остепнения, деградации; впервые описаны оподзоленные варианты горнолесных бурых почв и стадии их антропогенной эволюции.

Ключевые слова: Эволюция почв, классификация, высотная зональность, олуговение, оподзаливание, морфологический профиль, гумусовое состояние, высокогорье.

Почвенный покров горной зоны всегда привлекал внимание исследователей оригинальностью свойств, условием формирования и общими закономерностями географического распространения (Солдатов 1956, Залибеков 2010). Горная зона Дагестана занимает 1.91 млн. га или 39.8% общей площади республики охватывая территорию с высотными отметками более 1000 м над уровнем моря (Захаров, 1939; Зонн, 1950). Горные почвы, приуроченные к высотным отметкам 2000 и выше м над уровнем моря, развиваются в условиях глубокого эрозионно-гидрографического расчленения территории, усиленным поверхностным стоком и минимальной величиной антропогенной нагрузки (Залибеков, 2010; Абдуллаев и др., 2011; Гамзатова, 2014).

Объекты и методы исследования

Исследования проводились в Дидойской депрессии, где распространены типичные представители почв характерные для горного Дагестана.

Объектом исследований явились, основные типы почв разных экспозиций склонов высокогорий распространенные восточнее от Большого Кавказского хребта включая Дидойскую депрессию. Для установления степени влияния антропогенного фактора, высотной поясности, почвообразующих пород и растительности описаны профили почв, формирующихся в различных элементах рельефа. На каждом из высотных уровней в ареале преобладающих типов были заложены ключевые почвенные разрезы. В целях детализации границ контуров типов почв для каждого ключевого разреза закладывались по 4 прикопки. В ареале основных типов почв описывали типичные разрезы, из которых отбирали монолиты, индивидуальные образцы для обработки и анализа.

Результаты и обсуждение

Учитывая слабую изученность почв горных территорий, в том числе и горного Дагестана основное внимание уделено выявлению главнейших типов почв, распространенных в разных экспозициях и разных высотах высокогорий. Впервые описаны морфологические, физико-химические свойства почв высокогорий с применением классификаций принятых 1977 и в 2004 гг. (табл. 1). Для оценки, характеристики рассматриваемых почв, наиболее приемлемой является классификация почв 1977 г.

Из пространственных особенностей распространения почвенного покрова следует указать развитие процессов олуговения, преимущественно в юго-восточных, юго-западных склонах с крутизной 15-18 градусов. С увеличением крутизны склонов развиваются процессы водной эрозии и почвы теряют типовые свойства (Залибеков, 2010; Атаев, 2011, 2012). Широкое распространение получили горнолесные бурые оподзоленные в разной степени.

Таблица 1. Распространение основных типов почв высокогорий Дагестана.

№ Типы почв по классификации Высотные отметки, м Экспозиция

1977 г. 2004 г.

1 Горнолесная бурая олуговелая среднесуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная среднесуглинистая маломощная 2400-2500 Юго-восточная

2 Горнолесная бурая олуговелая тяжелосуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная тяжелосуглинистая маломощная 2000-2300 Восточная

3 Горнолесная бурая слабооподзоленная тяжелосуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная тяжелосуглинистая 1650-1700 Юго-восточная

4 Горнолесная бурая оподзоленная среднесуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная среднесуглинистая 1500-1600 Юго-восточная

5 Горно-луговая субальпийская среднесуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная среднесуглинистая 1450-1550 Восточная, западная

6 Горно-луговая альпийская среднесуглинистая Серогумусовая (дерновая) иллювиально -ожелезненная среднесуглинистая, маломощная 1400-1500 Юго-западная

По новой классификации они относятся серогумусовому иллювиально-ожелезненному типу с признаками гумусового накопления в слое 0-20 см. Уменьшение высотных отметок приводит к развитию процесса олуговения, с обогащением профиля глинистыми фракциями. В пределах отметок 1400-1500 м образуются почвы альпийского типа с дифференциацией профиля на генетические горизонты. Весь спектр почв высокогорий по классификации 2004 года отнесен к одному типу серогумусовому иллювиально-ожелезненному. Важной особенностью распространения почв в Дидойской депрессии является последовательная смена генетических разностей почв на восточных и западных склонах. Высота вертикальной протяженности заметно различаются по типам почв, где максимальная протяженность высотных поясов характерно горнолесной бурой олуговелой и горнолесной бурой оподзоленной, формирующихся на аллювии сланцевых пород. Распространение этих типов почв на территории Дидойской депрессии по высотным отметкам показывает различия протяженности однородной межтиповой полосы.

Растительный покров описанных типов почв представлен разнотравно-злаковыми сообществами, образуя формацию типа послелесных лугов. Процесс олуговения проявляется после сведения лесов при достаточно высокой степени атмосферного увлажнения. В результате создается на слабонаклонных, пологих участках благоприятные условия для развития процессов олуговения. При медленном движении поверхностных вод оседают слои аллювия состоящих из дисперсных частиц, внесенных поверхностными водами богатых питательными элементами. При длительном развитии этих процессов, оптимальном увлажнении появляется послелесная луговая растительность с формированием в верхнем горизонте свойств характерных анаэробным условиям. При этом увеличивается содержание гумуса, появляются в горизонте А серые тона окраски с сизоватыми оттенками. Развитие горнолесных бурых почв после сведения лесов отличается увеличением органических остатков наземного происхождения образованием зернисто-ореховатой структуры. Эти показатели послужили основанием выделения признаков олуговения на подтиповом уровне горнолесных бурых почв (рис. 1).

Морфологический анализ профиля данной почвы показывает, что средняя суммарная мощность всех входящих в профиль горизонтов включая и горизонт С составляет 34 см. По градации предложенной Б.Г. Розановым (1983), почвы относятся к маломощным. Почвенный профиль слабо дифференцирован, характеризуется не четко выраженным морфологическим обликом, отсутствием выраженных тонов и заметных переходов в другие горизонты. Почвы хорошо оструктурены; горизонт А представлен мелкозернистой, а горизонт В мелкокомковатой структурой, где содержатся

обломки сланцев. Генетические горизонты профиля почвы отличаются и по гранулометрическому составу и физическим свойствам. Горизонт А суглинистый и слабо уплотнен, а иллювиальный уплотнен, где происходит некоторое накопление илистых частиц. Такой характер распределения гранулометрических элементов и изменение физических свойств можно объяснить ходом почвообразовательного процесса, для которых характерно внутрипочвенное оглинивание. Показатели химических свойств, развитие олуговения подтверждается по данным анализов состава гумуса горнолесной бурой олуговелой почвы (табл. 2).

Рис. 1. Горнолесная бурая олуговелая почва. Условные обозначения: А - вертикальный профиль; В -растительный покров.

Таблица 2. Показатели развития процессов олуговения горных почв.

№ Название почв, глубина, см Гумус, % Сгк Сфк Н обменный мг-экв Гранулометрический состав Pн водный

1 Горнолесная бурая

олуговелая

среднесуглинистая

3-8 2.71 0.64 0.62 Среднесуглинистая 6.5

8-16 1.07 0.55 0.13 Среднесуглинистая 6.3

16-30 0.48 0.47 0.11 Среднесуглинистая 6.5

2 Горнолесная бурая слабооподзоленная 2-7 7-12 12-28 1.95 1.01 0.50 0.51 0.42 0.43 0.96 0.10 0.06 Тяжелосуглинистая Среднесуглинистая Среднесуглинистая 5.7 5.6 5.0

По соотношению углерода гуминовых кислот и фульвокислот выявлено превышение роли гуминовых кислот олуговелой разности. Содержание обменного водорода горнолесной слабооподзоленной почве (0.96 мг-экв.) значительно выше по сравнению с горнолесной бурой олуговелой (0.62 мг-экв.) подтверждает преобладающее значение кислот среды. Обращает внимание и показатели реакции почвенной среды - заметное превышение значения рН в олуговелых разностях. Основная причина происходящих изменений - смена лесной растительности под влиянием одного их главных составляющих антропогенного фактора - рубкой древостоя, выпаса скота. Для сравнительной оценки естественного состояния горнолесных бурых оподзоленных почв и антропогенных измененных вариантов почв альпийского пояса приводятся специфические особенности, свойственные горному почвообразованию (Акимцев, 1939). Горнолесная бурая оподзоленная почва занимает значительную часть территории юго-западного склона Богосского массива представляющее западное крыло Главного Кавказского хребта (рис. 2). Глубина эрозионного расчленения более 1000 м, долина У-образная, склоны прямые, линейность не наблюдается. Сосновый лес сохранился с подлеском и подстилкой на сланцевых породах. Профиль отличается

наличием подстилки. Мощные толщи склоновых отложений отсутствуют. Тип растительности -сосновый зеленомошник.

A B

Рис. 2. Горнолесная бурая оподзоленная почва. Условные обозначения: А - вертикальный профиль; В - растительный покров.

Морфологический профиль характеризуется наличием лесной подстилки и дифференциацией на горизонты. Наличие подстилки-детрита обусловлен слабой интенсивностью биологического круговорота (Залибеков, 1979). По-видимому, поступающее в почву органическое вещество обладает низкой зольностью, что является главной причиной медленной его минерализации. Под горизонтом лесного опада залегает слабоуплотненный горизонт с непрочной мелко-комковатой структурой, сильно пронизанной корнями растений. Вертикальная протяженность профиля 0-50 см. Оподзоленный горизонт совмещен с аккумулятивно-гумусовым горизонтом. В верхней части горизонта А обилие полуразложившихся растительных остатков. Переходной горизонт характеризуется ясной бурой окраской и наличием обломков сланцев. В морфологическом отношении обращает на себя внимание укороченность гумусового горизонта. Гранулометрический состав среднесуглинистый по всему профилю, что свидетельствует о формировании почвы на однородной почвообразующей породе. В горизонте С1 на глубине 18-32 см отмечается небольшое увеличение содержания илистой фракции и уплотнения, что является следствием иллювиальных процессов. По распределению илистых частиц почва имеет слабо дифференцированный текстурный профиль: мало гумусирована, имеет слабокислую реакцию. При разложении лесной подстилки образуются различные водорастворимые органические соединения. Грибная микрофлора подстилки способствует образованию фульвокислот и низкомолекулярных органических кислот. Кислые продукты подстилки нейтрализуются основаниями, освобождающимися при их минерализации. Значительная часть их поступает с водой в почву и взаимодействует с минеральными соединениями. Наибольшее значение в оподзоливании принадлежит кислым продуктам, образующимся в процессе превращения органических остатков лесной подстилки (Докучаев,1989). В результате промывного водного режима и действия кислых соединений из верхних горизонтов горнолесной бурой почвы удаляются легкорастворимые вещества, а впоследствии и устойчивые соединения минералов. Под лесной подстилкой формируется оподзоленный горизонт (в результате выноса Fe, Mn и накопления кремнезема) с превращением из желто-бурой окраски в светло-серый сходный со цветом печной золы. У горнолесных бурых почв образуется горизонт с кислой реакцией и ненасыщенными основаниями, соответствующего названию оподзоленного. Морфологическое строение указывает на развитие подзолистого типа почвообразования.

Горно-луговая альпийская средне углистая маломощная почва занимают южные, юго-западные экспозиции крутизной склонов <30° (рис. 3). На переходной полосе субальпийского пояса в альпийский. Для исследуемой почвы характерна высокая гумусированность с признаками лугово-черноземовидных почв (Баламирзоев, 2004). Склоны расчленены глубокими долинами глубиной 800-900м. растительность - высокогорный овсяницевый луг.

AY

ACf ACf/Cf Cl

Рис. 3. Горно-луговая альпийская маломощная почва. Условные обозначения: А - вертикальный профиль, В - растительный покров.

Горно-луговым альпийским почвам свойственна небольшая мощность горизонта А, окраска серая, слабая гумусированность, высокая щебнистость. Горизонт В характеризуется серой окраской с бурым оттенком, непрочнокомковатой структурой, уплотненным сложением и обилием содержания щебня. Корней растений значительно меньше. Нижележащий горизонт AC характеризуется бурой окраской, непрочной мелкокомковатой структурой, среднесуглинистым гранулометрическим составом и небольшим количеством корней растений. Здесь увеличивается содержание обломков сланцев в виде щебня мелкозема становится темнее, плотнее характеризуя переход к подстилающей породе.

Заключение

Результатами исследований выявлены параметры горного почвообразования, обусловленные природными и антропогенными факторами:

1. Пространственная смена отдельных типов почв в высотном размещении зависит от занимаемой позиции и удаленности от Главного Кавказского хребта. Почвы одноименных позиций на разных элементах горного рельефа характеризуются признаками, сближающими различия в степени увлажнения по мере повышения отметок в условиях высокогорий.

2. Влияние антропогенного фактора (рубка лесов, выпас скота, заготовка древесины) способствует переводу горнолесных бурых слабооподзоленных и оподзоленных почв в категорию послелесных эволюционирующих в олуговелые, горнолесные почвы горнолуговые альпийские, субальпийские подвергаются деградации с формированием признаков лугового и лугово-степного режимов.

3. Процесс олуговения, как основной показатель антропогенных изменений горнолесных бурых оподзоленных почв характеризуется сведением лесной подстилки и формированием дернового слоя, увеличением содержание гумуса и соотношение гуминовых кислот фульвокислотам, уменьшением обменного водорода и переходом кислой среды в слабокислую.

4. Почвенный покров Дидойской депрессии горного Дагестана испытывает влияния антропогенного фактора, находящегося в начальной стадии развития. При эволюции почв в таком направлении прогнозируется формирования свойств, тяготеющих к стадиям антропогенного олуговения, остепенения, аридизации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Абдулаев К.А., Атаев З.В., Братков В.В. 2011. Современные ландшафты Горного Дагестана. Махачкала: ДГПУ. 116 с.

Акимцев В.В. 1939. Об итогах и перспективах изучения почв Дагестана // Труды ДСХИ. Вып. 1. С. 48-55. Атаев З.В. 2011. Ландшафтно-экологические особенности Высокогорного Дагестана // Проблемы развития

АПК региона. № 3 (7). С. 9-16. Атаев З.В. 2012. Высокогорные ландшафты Восточного Кавказа и их современное экологическое состояние //

Молодой ученый. Т. 1. № 12. С. 130-134. Гамзатова Х.М. 2014. О биоразнообразии горных почв Дидойской депрессии горного Дагестана // Почвы аридных территорий и проблемы охраны их биологического разнообразия. Материалы научно-практической конференции. Махачкала. С. 65-70. Докучаев В.В. 1899. К изучению о зонах природы. С-Пб. 280 с.

Добровольский Г.В. 1996. Значение почв в сохранении биологического разнообразия // Почвоведение. № 6. С. 694-699.

Залибеков З.Г. 1979. Анализ антропогенного использования почвенных ресурсов Дагестана // Почвоведение.

№ 5. С. 34-48. Залибеков З.Г. 2010. Почвы Дагестана. М. 243 с.

Захаров С.А. 1934. Вертикальная зональность почв на Кавказе // Почвоведение. № 6. С. 25-32. Зонн С.В. 1950. Горнолесные почвы Северо-Западного Кавказа. М.: Изд-во АН СССР. 336 с. Классификация и диагностика СССР. 1977. М.: Колос, 223 с.

Классификация почв России. М.: Почвенный институт им. В.В.Докучаева. 2004 г. 145 с. Розанов Б.Г. 1983. Морфология почв. М.: Изд-во МГУ. 320 с.

Солдатов А.С. 1956. Почвенные исследования в Дагестане // Дагестанский филиал АН СССР. Отдел почвоведения. Махачкала. Т. III. С. 6-22.

ABOUT THE FEATURES OF SOIL EVOLUTION OF MOUNTAINOUS DAGESTAN

© 2017. Z.G. Zalibekov*, H.M. Gamzatova**

*Institute of geology of the Dagestan scientific center RAS Russia, 367000, Makhachkala, Yaragskogo Str., 75. E-mail: [email protected] **Dagestan State University Russia, 367000, Makhachkala, Dzerzhinsky Str., 12. E-mail: [email protected]

The features of natural and anthropogenic evolution of mountainous Dagestan's soils are considered, the signs, determining the dynamics of soil-forming processes in conditions of highlands are revealed. There processes of meadowing with elements of stepping, degradation as the main evolution stage of the mountain soils are distinguished; for the first time there podsolized variants of brown mountain-forest soils and grades of their anthropogenic evolution are described.

Keywords: Evolution of soils, classification, altitudinal zoning, meadowing, podsoling, morphological profile, humus condition, high mountains. Notation under pictures.