Эволюция дерново-подзолистых суглинистых почв в зоне подтопления Камским водохранилищем

В зоне подтопления Камским водохранилищем в дерново-неглубокоподзолистых суглинистых почвах происходят эволюционные изменения, отразившиеся на морфологических признаках генетического профиля и на физико-химических свойства. При застойно-промывном режиме формируются дерново-глубокоподзолистые почвы с мощными элювиальными горизонтами и высокой кислотностью. При водозастойном режиме развивается оглеение и происходит накопление перегнойно-гумусовых веществ.

Эволюция почв неразрывно связана с общим направлением развития экосистем, включая изменения климата, строения поверхности, гидрологических условий, смену биоты и ее продуктивности. Заметные изменения генетических свойств почвы происходят в течение некоторого времени, что обусловлено как спецификой воздействующего фактора, так и буферностью органической и минеральной частей почвы. Один из распространенных видов антропогенного воздействия на почвы - подтопление, которое распространено на городских территориях, избыточно орощаемых землях; массовое подтопление и заболачивание почв в прибрежных зонах развивается вследствие создания водохранилищ. По классическим представлениям, процесс заболачивания почв проявляется в виде оглеения и торфообразова-ния (Зайдельман, 1998).

Камское водохранилище, созданное в 1956 г., затопило аллювиальные и болотные почвы первой и второй террас Камы. Почвы 3-й террасы оказались преимущественно в условиях подтопления (Крюгер, Лютин, 1936). Ширина зоны подтопления с глубиной залегания грунтовых вод не более 1,52 м в среднем составляет 500-800 м и определяется в основном подпором подземных вод и водоподъемной способностью почв и грунтов. Здесь выражены наиболее отчетливые изменения в растительном покрове - отмирание древесной и формирование болотной растительности. Ширина зоны подтопления с уровнем грунтовых вод более 2 мот 600 до 1000 м и более (Матарзин и др., 1981).

В нижнем течении притоков р. Камы (Косьва, Обва, Иньва, Пож, Нижний Лух и др.) были затоплены поймы с аллювиальными лугами и почвами (Крюгер, Лютин, 1936; Еремченко, 2002). По бере- гам образовавщихся заливов в аллювиальных и гидроморфных условиях оказались зональные подзолистые почвы. Цель данной работы - установить генетические изменения в профиле дерново-подзолистых суглинистых почв, в результате создания водохранилища оказавшихся в условиях водозастойного и водозастойно-промывного режимов. Исследовались почвы по берегам залива, по р. По-жве. Территория сложена красноцветными глинами с прослойками мергеля и известняков татарского яруса верхней перми, которые перекрыты покровными глинами и суглинками; относится к Ку-дымкарско-Чермозскому району дерново-сильно-и среднеподзолистых тяжелосуглинистых почв (Коротаев, 1962).

Описана дерново-неглубокоподаолистая суглинистая почва на водоразделе под елово-пихтовым лесом с типичным набором генетических горизонтов. Под лесной подстилкой залегает гумусовый горизонт мощностью 9 см темно-серой окраски и комковатозернистой структуры. Подзолистый горизонт имеет мощность около 16 см, палевую окраску и мелкокомковатую структуру. Иллювиальный горизонт залегает на глубине 28-50 см, характеризуется коричневой окраской и мелкоореховатой структурой, структурные отдельности в верней части горизонта имеют «кремнеземистую присьшку». Переходные к породе горизонты коричневой окраски, ореховато-призматичес-кой структуры, суглинистые.

В зоне подтопления с уровнем грунтовых вод более 2 м под луговой растительностью дерновоглубокоподзолистая суглинистая почва. В морфологических признаках почвы, по сравнению с почвой водораздела, проявилось усиление подзолистого процесса: подзолистый горизонт характери-

зуется белесо-серой окраской и непрочно-пластин-чато-гшлеватой структурой. Мощность его достигает 30 см. Одновременно появился мощный (28 см) подзолисто-иллювиальный горизонт с обильной белесой кремнеземистой присыпкой на орехо-ватых отдельностях. Типичный иллювиальный горизонт рыжевато-бурой окраски начинается лишь с глубины 70 см.

Обобщение мирового опыта изучения вторичной эволюции почв на фоне застойно-промывного режима показывает, что она непременно завершается формированием профилей со светлыми кислыми элювиальными горизонтами, обладающими низким плодородием (Структурно-функциональная роль..., 2003). Модельные и натурные исследования показали, что возникновение застойнопромывного режима - причина глубоких деграда-ционных изменений и усиления признаков подзолообразования (Зайдельман, 1998). По-видимому, в зоне подтопления Камским водохранилищем периодически возникающий анаэробис способствовал развитию элювиально-глеевых процессов и увеличению мощности светлого элювиального горизонта в дерново-подзолистых почвах. В.И. Каменщиковой и др. (2002) также установлено увеличение мощности оподзоленных горизонтов подтопленных дерново-подзолистых почв 3-й камской террасы.

На террасе р. Пожвы под луговой растительностью в полугидроморфных условиях сформировалась дерново-неглубокоподзолистая грунтово-оглеенная почва. В отличие от почвы водораздела, в ней несколько увеличилась мощность гумусового горизонта (до 15 см), что обусловлено не только усилением дернового почвообразовательного процесса под травами, но и закономерными изменениями гумусонакопления при смене гидрологического режима (Зайдельман, 1998). Первичные признаки оглеенности прослеживаются в наличии ржавых пятен, увеличении подвижности железа и марганца и образовании конкреций.

На берегу залива по р. Пож при уровне грунтовых вод около 80 см под луговой растительностью сформировалась дерново-слабоподзолистая грун-тово-оглеенная почва. Под дерниной и гумусовым горизонтом на глубине 19-39 см залегает гумусово-подзолистый горизонт коричневой окраски. Иллювиальный и переходный оглеенные горизонты бесструктурные, имеют темную окраску с ржавыми пятнами. Таким образом, смена растительности и водозастойный режим ослабили процесс формирования подзолистых почв и способствовали развитию оглеения.

В пойме при уровне грунтовых вод около 50 см под лугово-болотной растительностью залегает почва с морфологическими признаками аллювиальной лугово-болотной почвы. Под оглеенным гумусовым горизонтом мощностью 22 см расположен переходный оглеенный горизонт светло- коричневой окраски, сильнообводненный, бесструктурный, суглинистый.

Таким образом, в зоне умеренного подтопления Камским водохранилрпцем в профиле дерновоподзолистых суглинистых почв отмечено усиление подзолистого процесса, сопровождающегося увеличением мощности оподзоленных горизонтов. В зоне сильного подтопления в профиле подзолистых почв развиваются оглеение, наблюдается тенденция к накоплению перегнойных веществ и ослаблению оподзоливания.

По Ф.Р. Зайдельману (1998), в условиях застойно-промывного режима при усилении элювиальноглеевых процессов резко снижается рН, уменьшаются содержание поглощенных кальция, магния, степень насыщенности основаниями, илистой фракции, возрастают гидролитическая кислотность и подвижность алюминия. В дерново-глубокоподзолистой и дерново-неглубокоподзолистой фунтово-оглеенной почвах, оказавшихся в условиях застойно-промывных режимов, величина актуальной и потенциальной кислотности в иллювиальных горизонтах увеличилась по сравнению с ее величиной в зональной дерново-неглубокоподзолистой почве (табл. 1). Значительное повышение гидролитической кислотности в зоне подтопления прослежено в дерново-подзолистых почвах правобережья Камского водохранилища (Каменщикова и др., 2002).

В условиях застойного водного режима не происходит резкого изменения химических свойств почв. Кислотность, степень насыщенности основаниями, содержание ила остаются на уровне, близком к их исходным значениям (Структурно-функциональная роль..., 2003). На берегу залива дерновослабоподзолистая грунтово-оглеенная почва имела слабокислую реакцию почвенного раствора в верхних горизонтах и нейтральную - в нижних. В пойме реки весь профиль аллювиальной лугово-болотной почвы приобрел нейтральную реакцию среды (табл. 1). Нейтрализация кислотности в почвах поймы связана с ослаблением элювиальных процессов и поступлением оснований с грунтовыми и поверхностными водами. Подобный процесс отмечен у подзолов супесчаных, оказавшихся при постоянном подтоплении на берегах залива по реке Нижний Лух (Еремченко, 2002). Изменение интенсивности и направленности почвообразовательных процессов в зоне подтопления повлияли на емкость катионного обмена (ЕКО) почв. Дерново-глубокоподзолистая и дерново-неглубокоподзолистая грунтово-оглеенная почвы обладают пониженной ЕКО по сравнению с зональной почвой водораздела (табл. 1).

Разрушение поглощающего комплекса почв -одно из проявлений подзолистого почвообразовательного процесса. Понижение значения ЕКО в дерново-подзолистых почвах, находящихся в условиях подтопления на камской террасе, было установлено также В.И. Каменщиковой и др. (2002).

В почвах, формирующихся при водозастойном

О. 3. Еремченко, А. Н. Власов режиме, емкость поглощения почвы также оказалась ниже, чем в почве водораздела (табл. 1).

почвы при застойно-промывном режиме возросла мощность элювиального горизонта с низким содер-

	Таблица1 Изменение физико-химических свойств почв
Название     Гори- почвы       зонт	Глубина      рН        рН         н ,          S, -        ЕКО - .        V, взятия, см  (водное)  (солевое)     мг-      экв/ЮОг   экв/ЮОг     % экв/ЮОг
Дерново-            0 неглубоко-           А подзолистая         Е В ВС Дерново-           А глубоко-             Е подзолистая         Е ЕВ В Дерново-           А, неглубоко-          А подзолистая        Е грунтово-           В оглеенная          ВС	0-3           5,26         4,93         5,60         9,70          15,30       63,40 3-12          5,52         4,75         6,03          8,85          14,88       59,47 15-25         5,66         4,67         4,11          5,90          10,01       58,94 30-40         6,26         4,92         2,53         12,90         15,43       83,60 60-70         6,40         5,65         1,40         13,20         14,60       90,41 0-10          5,36         4,63         6,87         2,95          9,82        30,04 15-25         5,10         4,13         6,49          1,74          8,23        21,14 30-40         5,09         4,07         6,21          1,84          8,05       22,86 45-55         4,85         3,89         10,25         4,34          14,59       29,75 70-80         4,79         3,87         8,65         4,85          13,50       35,92 0-3           5,34         4,27         5,64         2,17          7,81        27,78 5-15,         5,32         4,35         7,99         2,73          10,72       25,47 20-30         5,08         4,09         6,11          1,76          7,87       22,36 40-50         4,97         4,06         6,63          3,24          9,87       32,83 110-120        5,39         4,39         2,44         4,32          6,76        63,90
Дерново-           Ad слабоподзоли-       А АЕ стая грунтово- Bg оглеенная BCg Аллювиальная     Ad лугово-болотная     А G	0-5 5,80 5,22 4,70 7,27 11,97 61,57 7-17 6,06 5,38 3,95 7,38 11,33 65,14 20-30 6,22 5,44 2,82 4,93 7,75 63,61 40-50 6,38 5,50 2,35 7,43 9,78 75,97 75-85 6,67 5,57 1,41 6,76 8,17 82,74 0-7 7,25 6.85 0,38 10,79 11,17 96,60 10-20 7,18 6,50 0,20 9,15 9,35 97,86 35-45 7,07 6,05 0,94 4,21 5,15 81,75

Известно, что следствием подзолистого процесса является разрушение в верхней части профиля почвы тонкодисперсных частиц и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты или грунтовые воды. В иллювиальном горизонте дерново-подзолистых почв ила в 2-3 раза больше, чем в гумусовом или подзолистом.

Верхняя часть профиля зональной дерново-неглубокоподзолистой почвы представлена средним суглинком, нижняя часть профиля - легкой глиной (табл. 2). В профиле дерново-глубокоподзолистой жанием ила, по-видимому, с этим связано увеличение содержания илистой фракции в нижних горизонтах (более чем на 40%) по сравнению с почвой водораздела. Подобная закономерность в изменении механического состава подтопляемых дерновоподзолистых почв была отмечена в работе В.И. Каменщиковой и др. (2002). По содержанию физической глины верхний горизонт аллювиальной луговоболотной почвы является легким суглинком, глубже 7см почва представлена средним суглинком. Распределение илистой фракции по профилю дерново-

Таблица 2

Название почвы	Горизонт	Глубина взятия, см	Размер механических элементов (мм) и их содержание (%)
			1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001	<0,01
Дерново-	0	0-3	1,10	20,75	43,64	17,79	8,90	7,82	34,51
неглубоко-	А	3-12	0,72	23,66	42,76	17,17	6,89	8,80	32,86
подзолистая	Е	15-25	0,27	15,66	44,32	17,70	10,09	11,96	39,75
	В	30-40	0,07	11,39	38,05	14,12	9,42	26,95	50,49
	ВС	60-70	0,29	7,98	39,96	8,12	12,07	31,58	51,77
Дерново-	А	0-10	1,57	23,26	37,55	20,82	8,18	7,82	36,82
глубокопод-	Е	15-25	1,79	20,68	33,64	20,19	12,40	11,33	43,92
золистая	Е	30-40	0,62	14,45	37,93	17,85	9,30	19,85	47,00
	ЕВ	45-55	1,80	19,85	14,75	14,20	10,27	39,13	63,60
	В	70-80	0,98	12,22	24,11	9,61	11,34	41,74	62,69
Аллювиаль-	Ad	0-7	5,03	33,29	35,96	14,21	4,41	7,10	25,72
ная лугово-	А	10-20	6,36	26,91	34,01	14,25	9,06	9,41	32,72
болотная	G	35-45	0,58	21,31	40,97	10.84	7,06	19,24	37,14

Изменение гранулометрического состава

глеевой почвы мало отличается от такового в верхних горизонтах природной дерново-неглубокоподзолистой почвы, т.е. в значительной степени оно наследовано от исходных почв, подверженньк подтоплению (см. табл. 2). Некоторое увеличение содержания песчаной фракции можно связать с тем, что почва поймы периодически оказьшается затопленной, при этом происходит механический нанос песчаной фракции.

Изменения процессов гумусообразования в подтопляемых почвах обусловлены как сменой растительности, так и сменой водного режима (Зайдельман, 1998). В дерново-подзолистых почвах с признаками оглеения отмечено некоторое увеличение содержания гумуса в гумусовом горизонте по сравнению с почвой водораздела. В аллювиальной лугово-болотной почве поймы на фоне увеличения мощности гумусового горизонта (до 20 см) содержание гумуса достигло 6,1-6,7%. В глеевой среде резко тормозится процесс минерализации и идет накопление органических веществ. В минеральном глеевом горизонте количество гумуса резко сокращается и не превыщает 1 %.

Выводы

• 1.    В дерново-подзолистых суглинистых почвах, оказавшихся в зоне подтопления Камским водохранилищем, за период около 50 лет произошли эволюционные изменения морфологических признаков и физико-химических свойств почв.

• 2.    В условиях водозастойно-промывного режима усилились элювиальные процессы, что сопровождалось увеличением мощности подзолистых горизонтов, ростом актуальной и потенциальной

• 3.    При водозастойном режиме развиваются морфологические признаки оглеенности, наблюдается тенденция к накоплению торфо-перегнойных веществ и снижению кислотности почв.

кислотности дерново-подзолистых суглинистых почв.