Криогенез почв

Содержание:

1. Криогенез почв………………………………………………………………....3
2. Распространение………………………………………………………………3
3. Специфические криогенные процессы……………………………………….4
4. Общие свойства криогенных почв……………………………………………5
5. Арктические почвы…………………………………………………………....6
6. Тундровые глеевые почвы……………………………………………………..8
7. Мерзлотно-таежные почвы…………………………………………………….12
8. Подбуры………………………………………………………………………....18
9. Список использованной литературы…………………………………………..20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КРИОГЕННЫЕ ПОЧВЫ

 

1.Криогенез почв

 

Криогенные  почвы — это обширная сборная  группа различных типов почв, формирующихся в условиях криогенеза, общим диагностическим признаком которых служит наличие на той или иной глубине от поверхности в подстилающих их грунтах многолетне-мерзлых слоев — «вечной мерзлоты». При этом многолетнемерзлые породы смыкаются (сливаются) в почвенном профиле со слоем

сезонного промерзания-протаивания.

К этой группе не относятся почвы сезонного  промерзания, в том числе и длительного сезонного промерзания, если они не имеют подстилания многолетнемерзлыми грунтами. Важно подчеркнуть, что все криогенные почвы

являются сезонно промерзающими с поверхности вплоть до многолетнемерзлого слоя и оттаивают в летний период до той или иной глубины, которой и определяется мощность слоя современного почвообразования (в слое многолетней мерзлоты почвообразование не идет). Этот ежегодно оттаивающий слой криогенных почв носит название деятельного слоя или слоя сезонного промерзания-протаивания.

Криогенез —  это генезис (образование, развитие и эволюция) почв в условиях влияния  многолетней мерзлоты. В противоположность терминам «криогенные почвы» и «криогенез» понятия «криогенные (мерзлотные) процессы» и «криогенные (мерзлотные) явления» используются более широко и охватывают весь комплекс процессов и явлений, связанных с длительным, в том числе сезонным, промораживанием почв и грунтов.

 

2.Распространение.

 

 Криогенные (мерзлотные) процессы имеют место, скажем, в длительно

сезонно промерзающих глее-подзолистых почвах северной тайги или в сезонно промерзающих серых лесных почвах лесостепи европейской части России, но это не делает такие почвы «криогенными» и не относится к понятию «криогенеза».

В принципе криогенные почвы — это почвы  высоких широт и высокогорий  или, более обобщенно, почвы перигляциальных и постгляциальных областей. Однако в Азии их южная граница опускается довольно далеко в средние широты (местами до 48° с. ш.). Территория, на которой распространены многолетнемерзлые грунты и, соответственно, криогенные почвы, составляет почти 25 % всей внеледниковой суши Земли и около половины площади России. Наиболее типичны они и широко распространены в арктическом и субарктическом поясах, а также

в Восточно-Сибирской и Западно-Канадской частях бореального пояса; в горах они характерны для субнивальной и нивальной зон. В Антарктике их распространение крайне ограниченное в связи с ничтожной площадью внеледниковой суши в этом регионе. В наиболее общем виде можно сказать, что южная граница криогенных почв проходит по нулевой изотерме средней температуры воздуха

за год.

 

 

3.Специфические криогенные процессы

 

Влияние мерзлоты на почвообразование чрезвычайно многостороннее. Оно проявляется в криогенных почвах, в частности :

1. в систематическом механическом нарушении,
2. деформации почвенного покрова ,
3. образовании специфических форм мерзлотного нано- (микро-) рельефа,
4. поли тональности почв.

Наиболее  существенные причины образования  полигональных структур следующие:

1. сжатие грунтов при промерзании и оттаивании;
2. сортировка материала, выталкивание к поверхности крупных частиц;
3. развитие жил и линз подземного льда

При образовании  криогенных форм микрорельефа отмечается следующая последовательность:

• растрескивание (морозобойное или вследствие усыхания) тонкодисперсных грунтов, слагающих слой сезонного протаивания;
• промерзание сезонно-талого слоя и, как следствие этого, образование закрытых систем, окруженных замерзшей частью грунта;
• развитие в закрытых системах напряжений, деформаций, а иногда и разрывов. Эти процессы приводят к появлению многообразных полигональных форм

микрорельефа: «пятнистые тундры», «пятна-медальоны», «каменные венки», котлы кипения» и др.

Кроме пятнистых  форм микрорельефа большое распространение  в Субарктике имеют бугорковатые и бугристые образования, происхождение которых связано с процессами пучения.

Пучением  грунтов называется неравномерное  увеличение их

объема при промерзании, происходящее как за счет увеличения объема имевшейся  в грунте воды на 9% при ее кристаллизации, так и вследствие замерзающих  новых объемов воды, мигрирующих  извне в рассматриваемый объем  фунта и к фронту промерзания.

В песчаных грунтах влага накапливается  в незначительных количествах, поэтому  пучению они практически не подвергаются. И, наоборот, в суглинистых и особенно глинистых почвогрунтах миграция воды к фронту промерзания и ее последующее расширение происходят достаточно интенсивно. Поэтому процессы

пучения наиболее широко распространены на тяжелых грунтах в наиболее гумидных условиях.

Процессы  образования бугорков и бугров пучения  и соответствующего поверхностного пятнообразования осложняются в мерзлотных районах явлениями солифлюкции — текучестью фунта по склону. Переувлажнение почвенной толщи в период весенне-летнего протаивания приводит к тому, что деятельный слой почв

приобретает консистенцию плывуна и сползает по поверхности горизонта многолетней мерзлоты под воздействием силы тяжести.

Процессы  солифлюкции тесно связаны с явлением тиксотропии.

Основную  роль в образовании тиксотропной структуры криогенных почв играют гели коллоидной кремнекислоты, ее комплексные соединения с гидратами железа и алюминия и подвижными гумусовыми веществами .Кроме криогенных деформаций почвенного профиля за счет растрескивания и пучения, перемешивания и смещения почвенных масс в мерзлотных почвах интенсивно идут также процессы сезонной миграции влаги и растворенных в ней продуктов выветривания и почвообразования к более холодному фронту.

Под влиянием градиента температур в зимний период наблюдаются восходящая миграция растворов  и увеличение содержания водорастворимых веществ в более холодных поверхностных горизонтах почвы, в летний период происходит их отток вниз по направлению к мерзлой части почвенного профиля.

Влияние подстилающего  многолетнемерзлого слоя проявляется  также и в том, что он служит водоупором, замыкающим снизу почвенный профиль, затрудняет внутрипочвенный сток, обусловливает переувлажнение и оглеение почвы, способствует накоплению в надмерзлотном горизонте гумуса и других продуктов почвообразования.

С точки зрения роли мерзлоты в увлажнении почвы  важно разделять два ее типа: «льдистую» и «сухую» мерзлоту. В первом случае порода или почва (главным образом суглинистого и глинистого гранулометрического состава) содержат в больших количествах лед (до 50—70% от объема). Именно такая мерзлота служит фактором переувлажнения почвы. В песчаных и щебнистых отложениях из-за низких запасов влаги могут наблюдаться отрицательные температуры без накопления существенных количеств льда (лишь ограниченное количество кристаллов по трещинам и порам). Эта «сухая» мерзлота обеспечивает хороший дре

наж почв и не может создавать условий для их переувлажнения.

Низкие или  отрицательные температуры профиля  криогенных почвогрунтов определяют преобладание физического выветривания над химическим, низкую скорость разложения органических остатков. Продукты выветривания коренных пород в мерзлотных районах характеризуются обломочностью и обогащенностью слаборазложившимся органическим веществом.

 

4.Общие свойства криогенных почв.

 

Общими свойствами криогенных почв являются:

1) мерзлотный  тип температурного и водного  режимов; 

2) низкие скорость и емкость биологического круговорота веществ;

3) оторфованность и грубогумусность органогенных горизонтов;

4) слабая  дифференциация минеральной части  профиля на генетические горизонты; 

5) наличие  в профиле признаков криогенной  деформации и криотурбаций (полигональность, бугорковатость и пятнистость поверхности, морозобойная трещиноватость, криогенная дифференциация скелетного материала и т. д.);

6) криогенная  оструктуренность;

7) криогенная  коагуляция продуктов выветривания  и почвообразования.

К криогенным почвам относятся арктические, тундровые, мерзлотно-таежные почвы, подбуры.

 

 

5.Арктические почвы

Арктические почвы — это хорошо дренированные почвы высокой Арктики и Антарктики, формирующиеся в условиях полярного холодного сухого климата (осадков 50—200 мм, температура июля не выше 5° С, среднегодовые температуры отрицательные — от —14 до —18°С) под лишайниковой пленкой и подушками мхов и цветковых растений (высшие растения на водоразделах занимают менее 25% поверхности или их нет совсем) и характеризующиеся слаборазвитым маломощным почвенным профилем типа А-С.

В систематику почв России тип арктических  почв был введен Е. Н. Ивановой. Основанием для выделения особого типа почв в высокой Арктике послужили  работы отечественных и зарубежных исследователей на островах Северного  Ледовитого океана.

В Антарктике растительный покров представлен  лишь накипными лишайниками и мхами; в трещинах скал и на мелкоземистом субстрате большую роль в накоплении органического вещества примитивных арктических почв играют зеленые и сине-зеленые водоросли. В высокоширотной Арктике, в связи с более теплым летом и менее суровой зимой, появляются цветковые растения. Однако, как и в Антарктике, большая роль принадлежит мхам, лишайникам, различным видам водорослей. Растительный покров приурочен к морозобойным трещинам, трещинам усыхания и к депрессиям другого генезиса. Выше 100 м над уровнем моря растительность практически отсутствует. Основные типы распределения растительной дернины — куртинно-подушечный и полигонально-сетчатый. Голый грунт занимает от 70 до 95%.

Почвы оттаивают всего на 30—40 см и на период около полутора месяцев. Весной и в начале лета профиль арктических почв сильно переувлажнен из-за застаивания влаги, образующейся при таянии почвенного льда над мерзлым горизонтом; летом почва с поверхности пересыхает и растрескивается за счет круглосуточной инсоляции и сильных ветров.

Дифференциация арктических почв по валовому химическому составу очень слабая. Можно отметить лишь некоторое накопление полуторных оксидов в верхней части профиля и довольно высокий фон содержания железа, что связано с криогенным подтягиванием железа, мобилизующегося в условиях сезонной смены аэробных и анаэробных условий. Криогенное подтягивание железа в почвах арктических пустынь выражено лучше, чем в каких-либо других мерзлотных почвах.

Органического вещества в почвах на участках с растительной дерниной содержится от 1 до 4%. Отношение углерода гуминовых  кислот к углероду фульвокислот порядка 0,4—0,5, часто даже меньше.

Обобщенные материалы И. С. Михайлова свидетельствуют о том, что арктические почвы имеют, как правило, слабокислую реакцию (рН 6,4—6,8), с глубиной кислотность еще более уменьшается, иногда реакция может быть даже слабощелочной. Емкость поглощения колеблется около 12—15 мг-экв на 100 г почвы при почти полной насыщенности основаниями (96—99%). Иногда наблюдается слабый вынос кальция, магния и натрия, но он восполняется импульсацией морских солей. Свободных карбонатов типичные арктические почвы, как правило, не содержат, за исключением тех случаев, когда почвы развиваются на карбонатных породах.

Арктические почвы могут быть разделены на два подтипа:

1) арктические пустынные 

2) арктические типичные гумусные.

Современный уровень изученности  этих почв позволяет в пределах первого  подтипа выделить два рода: а) насыщенные и б) карбонатные и засоленные.

Арктические пустынные карбонатные и засоленные почвы характерны для супераридной (осадков меньше 100 мм) и холодной части Арктики и оазисов Антарктиды. Американский ученый Дж. Тедроу называет эти почвы полярно-пустынными. Они встречаются на севере Гренландии, в наиболее северной части Канадского Арктического архипелага. Эти арктические почвы имеют нейтральную или слабощелочную реакцию и солевую корочку на поверхности. Арктические пустынные насыщенные почвы отличаются от описанных отсутствием новообразований легкорастворимых солей и карбонатов в верхней части профиля.

Арктические типичные гумусные почвы характеризуются слабокислой или нейтральной реакцией, имеют несколько большие запасы гумуса, чем почвы первого подтипа, формируются под задернованными участками полигонов, солевых аккумуляций они не имеют. Этот подтип арктических почв преобладает в Советской Арктике.