Микроморфологическая диагностика почвообразовательных процессов в почвах Еравнинской котловины Забайкалья
Автор: Гынинова Аюр Базаровна, Бадмаев Нимажап Баяржапович
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Биология, география @vestnik-bsu-biology-geography
Рубрика: Биология. Почвоведение. Экология
Статья в выпуске: 2, 2021 года.
Бесплатный доступ
Исследованы физико-химические свойства и микроморфологическое строение почв Еравнинской котловины Забайкалья. На древнеозерных равнинах под остепненными лугами формируются иллювиально-глинистые мерзлотные черноземы. Эти почвы характеризуются перераспределением тонкодисперсных фракций по профилю, значительным накоплением гумуса и высокой степенью агрегированности. В средней части профиля образуются криогенные агрегаты-ооиды, железистые нодули и карбонатные новообразования, что обусловлено увеличением концентрации раствора при промерзании или над мерзлотой. Под лиственничной тайгой на водораздельных позициях формируются криометаморфические почвы. В поверхностных горизонтах наблюдаются активная гумификация и измельчение тканей растений с образованием сложных агрегатов. Агрегаты угловатые и имеют криогенное происхождение. Агрегаты в осветленном горизонте часто упакованы в микрослои, где отмечаются признаки сепарации скелета и плазмы. В почве под березовым лесом на склоне северной экспозиции гумификация растительных остатков происходит с образованием темноцветного гумуса. В горизонтах средней части профиля агрегаты склеены железисто-глинистой или глинисто-карбонатной плазмой. Согласно полученным данным, в почвах привершинной части доминируют признаки и свойства криометаморфической грубогумусовой оподзоленной почвы, в нижней части склона северной экспозиции — признаки палевой темногумусной почвы
Агрегаты, глинистое вещество, железистые стяжения, кутана, карбонаты, мерзлота, микроморфология, микростроение, почвы, пылеватая фракция, структура
Короткий адрес: https://sciup.org/148317174
IDR: 148317174 | DOI: 10.18101/2587-7143-2021-2-15-30
Текст научной статьи Микроморфологическая диагностика почвообразовательных процессов в почвах Еравнинской котловины Забайкалья
Разнообразие почв тяжелого гранулометрического состава, формирующихся в зоне распространения многолетнемерзлых пород (ММП), представлено в Полевом определителе почв1 14 типами почв: всеми типами отделов Криометаморфи-ческие, Палево-метаморфические, Криогенные (Криоземы) и некоторыми подтипами в отделе Аккумулятивно-гумусовые. Однако существуют почвы, формирующиеся на ММП, классификационное положение которых еще не ясно. В Забайкалье к ним относятся лугово-лесные мерзлотные, мерзлотно-таежные, дерновоподзолистые мерзлотные и равнинные лугово-черноземные мерзлотные почвы [1; 3; 7; 11]. В описанных Н. А. Ногиной лугово-лесных мерзлотных почвах срединный горизонт имеет грязно-бурую окраску и нечетко выраженную комковато-творожистую структуру, т. е. признаки горизонта BPL или CRM, и может принадлежать отделу крио- или палево-метаморфичеcких. Горные мерзлотнотаежные почвы имеют щебнистый горизонт В с заполнителем сероватокоричневого и бурого цвета. Автор объединяет в указанном типе щебнистые почвы с суглинистым и песчаным (супесчаным) заполнителем бурого цвета в срединном горизонте. Почвы с песчаным заполнителем, скорее, относятся к подбурам. Вопрос о классификационной принадлежности мерзлотно-таежных почв с суглинистыми срединными горизонтами остается открытым [5]. Дерновоподзолистые мерзлотные почвы описаны под лиственничной тайгой и имеют отчетливые признаки развития оподзоливания. Лугово-черноземные мерзлотные почвы Забайкалья характеризуются пульсирующим температурным режимом, зависящим как от скорости проникновения тепла или холода из атмосферы в толщу почвы, так и от проникновения холода из глубинных горизонтов в верхние слои [2; 7]. Согласно Н. А. Ногиной признаки поверхностной луговатости черноземов Забайкалья обусловлены биоклиматическими условиями и встречаются во всех подтипах.
В последние годы в связи с проведением V Международной конференции по криопедологии2 и всероссийской научной конференции по исследованию генезиса, географии и экологии почв холодных областей3 исследование мерзлотных почв активизировалось. В пределах Еравнинской котловины (ЕК) описаны буроземы, черноземы и вертисоли [16].
Целью настоящей работы является установление особенностей микроморфо-логического строения почв склонов теневых экспозиций возвышенностей Ерав-нинской котловины Забайкалья.
Объектами исследования послужили почвы катены, охватывающей вершину, северный склон и предгорную равнину горы Дархитуй (1017 м). Разрезы заложены в привершинной части, транзитной позиции на склоне и на предгорной равнине. Выбранные участки характеризуют территории с однородными крутизной и экспозицией почвообразующими породами и растительным покровом и представляют собой экологические ниши, границы которых можно обозначить по всем параметрам (табл. 1).
В Еравнинской котловине, как и в других котловинах забайкальского типа, увалы и сопки обычно изолированы друг от друга и «погружены» в осадки озерно-аллювиального и эолового генезиса. Гора Дархитуй представляет собой отдельное возвышение с чехлом рыхлых отложений, представленных продуктами выветривания гнейсов, гранитов, известняков, кристаллических сланцев, базальтов и палеобазальтов [3]. Приозерная равнина сложена аллювиально-озерными отложениями.
Характеристика экологических ниш катены «Дархитуй»
Таблица 1
Фактор |
Параметры экологической ниши |
||
Элементы рельефа |
Привершинная часть |
Средняя часть склона |
Приозерная равнина |
Высота, м |
991–1017 |
991–971 |
971–948 |
Экспозиция |
с, с-в, с-з |
с, с-з, с-в |
р |
Крутизна, ˚ |
1–3 |
2–3, 3–5 |
1–2 |
Положение в ландшафте (фация) |
э, тэ |
тэ, та, а |
та, а |
Рыхлая порода |
Э, ЭД |
Д, Дса |
Д, Дса, О |
Гранулометрический состав |
тс, с |
тс, гл |
с, тс, лс, сп |
Растительность |
Лиственничный лес с березой |
Разнотравный березовый лес |
Остепненный луг |
Глубина протаивания, см |
270–300 |
230–250 |
275–290 |
Испаряемость, мм |
471–522 |
445–470 |
471–496 |
Условные обозначения: Материнская порода (по генезису): Э — элювий; ЭД — элюво-делювий; Д — делювий; Дса — делювий карбонатный; О — озерные отложения. Гранулометрический состав: п — песок; сп — супесь; лс — легкий суглинок; с — средний суглинок, тс — тяжелый суглинок; глина. Экспозиция: с — северная; с-в — северо-восточная; с-з — северо-западная; р — равнинная. Положение в ландшафте (фация): э — элювиальная, тэ — трансэлювиальная; та — трансаккумулятивная; а — аккумулятивная |
Климат котловины характеризуется длительной холодной зимой (среднегодовая температура воздуха минус 3,0–4.1°С) и коротким жарким засушливым летом. Среднегодовое количество осадков составляет 330–410 мм, почвы формируются на многолетнемерзлых породах (ММП). По данным Н. Л. Мельничук [10], мощность криолитозоны на ЮВП может доходить в среднем до 80–85 м. Условия формирования почв близки условиям, в которых формируются горные мерзлотно-таежные, лесо-луговые мерзлотные почвы и черноземы Забайкалья, описанные Н. А. Ногиной [11].
В работе использовались методы исследования морфологического строения [13]; методы исследования физико-химических свойств1,2, микроморфологиче-ские методы исследования почв3 [4; 12].
Материалы и обсуждения
Разрез 3Е заложен в привершинной части горы Дархитуй с уклоном ~1–2° на запад. Местоположение: от с. Сосново-Озерское на запад ~10 км. Координаты: h — 1017 м, N — 52°31' 04,7"; Е — 111° 26' 02,3".
Микрорельеф: приствольные повышения и западинки.
Растительность: лиственничный лес с березой (рис. 1б). Заросли кустарника: рододендрон даурский, спирея иволистная. В подлеске встречаются много подроста лиственницы, в напочвенном покрове — брусника, боровая матка, чина, вейник. Проективное покрытие составляет 5–10%. Высота древостоя доходит до 30 м, сомкнутость крон составляет 0,5. Нижняя часть стволов обгорела — признаки низового пожара. Лес имеет признаки угнетенности в виде большого количества сухостоя подроста лиственницы.
Морфологическое строение профиля представлено следующими горизонтами (рис. 1а).

Рис. 1. Разрез 3Е. а — почвенный профиль; б — растительный покров

АO(0–5/6 см). Сухой опад хвои лиственницы, верхняя часть неразложившая-ся, средняя часть — среднеразложившаяся, буровато-темно-серая. В нижней части выделяется подгоризонт А ферментативный органический (70–80% органики) (4–6 см). Подгоризонт отличается темно-серой до черного окраской, обилием грибных гифов и корней. Граница слабоволнистая.
АY(5–9 см). Свежий, на буровато-сером фоне (7.5 YR 4/1) имеются буровато-темно-серые участки разлагающегося ОВ (7.5 YR 3/2). Рыхлый, слегка уплотнен корнями, по гранулометрическому составу — опесчаненная хрящеватая супесь, структура порошисто-комковатая, скреплена корнями. Включения большого количества корней. Граница слабоволнистая.
АYе (9–14 см). Свежий, серовато-светло-бурый (7.5 YR 5/3), плотноватый, по гранулометрическому составу — хрящеватая щебнистая опесчаненная супесь, структура творожистая рассыпчатая (d агрегатов ~1–3 мм), частично скреплена корнями. Включения корней древесных растений, мелкозема значительно больше, чем в А1. Граница ровная.
CRМi (14–32 см). Влажноватый, бурый (7.5 YR 4/4), по гранулометрическому составу — тяжелый суглинок хрящеватый с включением щебня (оглинен). Структура комковато-творожистая, сложная, мелкие агрегаты d 2–5 мм, крупные комки d 1–3 см. Плотность неравномерная, зависит от количества корней, включения щебня и древесных корней мочковатого типа, скрепляющих почву. Преобладание мелкозема, примерно 90%. Переход постепенный, граница ровная.
CRМ2 (32–53 см). Влажноватый, желтовато-бурый (7.5 YR 5/4), тяжелосуглинистый. Структура мелкотворожистая, рассыпчатая, скреплена корнями. Включения дресвы, щебня (4–10 см). Щебень разрушается руками (сапролит) и при зачистке лопатой создает белые пятна. Есть белый налет, возможно аморфный кремнезем. Очень тонкая глинистая кутана по граням агрегатов. Переход заметен по цвету. Граница ровная.
ВСcrm (53–108 см). Влажноватый, буровато-желтый (10 YR 6/4), хрящеватый тяжелый суглинок, плотность неравномерная, количество камней уменьшилось, структура угловато-мелкокомковатая рассыпчатая. Включения корней редкие.
Описание морфологического строения и определение физико-химических свойств позволяют выполнить первый этап диагностики процессов, формирующих профиль. В морфологическом строении почвы разреза 3Е выделяются горизонты: АО(0–5/6)–АY(5/6–9)–АYE(9–14)–CRМi(14–32)–CRМ(32–53)–ВСcrm (53–108).
Грубогумусовый горизонт АО формируется в результате разложения органического вещества (ОВ) с участием грибов; высокое содержание гумуса и порошисто-комковатая структура в горизонте АY свидетельствуют об активной гумификации и агрегировании; осветление горизонта АYе при очевидном влиянии грибной микрофлоры позволяет говорить о развитии процесса оподзоливания.
Процессы, формирующие горизонты CRМi, CRМ и ВСcrm, диагностируются по цвету и гранулометрическому составу. Содержание илистой фракции имеет максимальное значение в горизонте CRМi. Учитывая, что в оподзоленном горизонте этот показатель имеет минимальное значение, очевидно, можно говорить об элювиально-иллювиальном перераспределении, связанном с оподзоливанием и миграцией тонкодисперсных фракций до глубины 32 см. Процесс метаморфизма диагностируется по содержанию илистой фракции и начинается с глубины 14 см. При этом цвет метаморфических горизонтов меняется с глубиной.
Бурый цвет горизонта CRМi, постепенно переходящий в желтовато-бурый в горизонте CRМ и в желтый цвет в горизонте ВСcrm, свидетельствует о том, что с глубиной изменения минералогического состава все больше включают образование лимонита, а ближе к поверхности доминируют гетит и гидрогетит.
Почвы криометаморфического отдела характеризуются присутствием в профиле горизонта CRM. Главным отличием горизонта является специфическая рассыпчатая структура: угловатая, рассыпчатая. Во влажном состоянии структура творожистая, с хорошо оформленными округлыми отдельностями размером до 5 мм.
На исследованной территории условия для формирования криометаморфиче-ских почв заключаются в следующем. Во-первых, это почвообразующая порода, представленная продуктами выветривания гнейсов, гранитов, известняков, кристаллических сланцев, базальтов и палеобазальтов [3]. Во-вторых, влиянием каменисто-валунной ММП, поддерживающей влажный режим почв благодаря конденсации атмосферной влаги и движению влаги к фронту промерзания (восходящее в зимний период и нисходящее — в летний) [14]. Зимняя аккумуляция влаги в подгумусовом горизонте, образование ледяных шлиров, их таяние и отток с влагой растворимых форм гумуса и тонкодисперсного материала, очевидно, вызывают некоторое осветление подгумусового горизонта [6; 8; 9]. В то же время наличие грубогумусового горизонта АО и кислая реакция среды с показателем рН=4,65, несомненно, вызывают развитие процесса оподзоливания, что объясняет снижение содержания илистой фракции, гумуса, ЕКО и СНО (табл. 2). О некотором проявлении процесса текстурной дифференциации свидетельствует увеличение содержания тонкодисперсных фракции в горизонте CRМi.
Микроморфологические исследования наряду с морфологическим строением профиля обнаруживают особенности и демонстрируют характер протекания процессов. В горизонтах АО и АY потемневшие ткани растений измельчаются до размеров 10–50 мкм. Образуются органо-минеральные агрегаты сложного строения. Основу их составляют сгустки (10–50 мкм) черного ОВ. Отсутствуют признаки сепарации веществ на плазму и скелет.
Таблица 2 Физико-химические свойства почв
Горизонт, глубина, см |
рН |
Обменные kt, г·экв/100 г |
Н+ гидр |
ЕКО |
СНО, % |
Гумус общ., % (ппп) |
Фракции |
|||
H 2 O |
KCl |
Са2+ |
Mg2+ |
мг·экв/100 г |
<0.01 |
<0.001 |
||||
Разрез 3Е-2019 Дархитуй, привершинная часть |
||||||||||
АО (0–5/6) |
6,53 |
6,49 |
30,00 |
1,25 |
35,9 |
67,15 |
46,54 |
(23,85) |
||
АY (5–9) |
6,00 |
5,34 |
19,0 |
7,0 |
3,82 |
29,82 |
87,19 |
6,33 |
28,26 |
18,63 |
AYe (9–14) |
5,97 |
4,65 |
10,2 |
4,41 |
2,62 |
17,23 |
84,79 |
1,59 |
35,00 |
13,68 |
CRМi (14– 32) |
6,10 |
4,52 |
11,25 |
8,75 |
2,11 |
22,11 |
90,46 |
0,81 |
39,10 |
28,32 |
CRМ (32– 53) |
6,17 |
4,51 |
13,1 |
8,75 |
2,16 |
24,01 |
91,00 |
0,83 |
29,16 |
20,23 |
ВСcrm (53– 108) |
6,16 |
4,52 |
12,1 |
8,53 |
2,16 |
22,79 |
90,52 |
0,84 |
43,67 |
20,93 |
Разрез 2Е-2019, северный склонДархитуя |
||||||||||
АО 0-6 |
6,58 |
5,77 |
70,0 |
26,6 |
43,9 |
140,5 |
68,75 |
(54,12) |
35,1 |
20,6 |
АUyu 6-20 |
6,16 |
5,20 |
31,25 |
18,75 |
3,48 |
53,48 |
93,49 |
7,38 |
38,4 |
18,1 |
ВPL 20-60 |
7,16 |
5,75 |
23,41 |
12,5 |
0,70 |
36,61 |
98,09 |
0,66 |
40,0 |
23,1 |
BCA 60-84 |
8,09 |
- |
- |
- |
- |
48,48 |
100,00 |
0,52 |
39,9 |
26,2 |
ВСq 84-110 |
8,18 |
- |
- |
- |
- |
36,0 |
100 |
0,22 |
39,4 |
24,6 |
Разрез 1Е-2019 приозерная равнина (стационар «Еравна») |
||||||||||
AU дерн 09 |
6,88 |
6,66 |
31,4 |
16,6 |
5,25 |
53,25 |
90,14 |
11,36 |
25,20 |
7,56 |
АU 9-24/25 |
7,05 |
6,58 |
29,0 |
14,5 |
5,68 |
49,18 |
88,45 |
8,58 |
31,20 |
10,40 |
АUВI 24 38/45 |
7,2 |
6,5 |
21,8 |
18,7 |
4,37 |
44,87 |
90,26 |
4,9 |
43,27 |
15,66 |
Вi 38/45 65/75 |
7,63 |
- |
19,5 |
13,4 |
0,7 |
33,6 |
- |
1,29 |
51,91 |
24,72 |
BCA 65/7589/96 |
8,18 |
- |
- |
- |
- |
28,52 |
- |
0,84 |
54,38 |
21,01 |
Линза 89/96-110 |
8,29 |
- |
- |
- |
- |
12,35 |
- |
0,67 |
51,82 |
19,58 |
Cq89/96-180 |
7,85 |
- |
- |
- |
- |
36,6 |
- |
0,38 |
31,01 |
8,98 |
Признаки метаморфизма первичных минералов обнаруживаются по окрашенных в охристо-бурый цвет зонам трансформации, появлением глинистых чешуек в зонах активного выветривания, формированием автохтонной кутаны на поверхности. Указанные признаки глинистого (железисто-глинистого) метаморфизма первичных минералов обнаруживаются во всех горизонтах профиля почвы.
Микроморфологическое строение горизонта AYe имеет признаки глинистого метаморфизма первичных минералов, элювиально-глеевого процесса и криоэлю-вогенеза. К ним относятся признаки сепарации скелета и плазмы, на поверхности минералов прерывистые пленки толщиной 2–20 мкм представлены не только прилипшими фрагментами почвенной массы и автохтонными кутанами, но и аллохтонными. Плазма включает не только гумус и глину, но и аморфное железо, иногда образующее сгустки и нодули. Почвенная масса агрегирована, агрегаты часто упакованы в микрослои.
Признаки глинистого метаморфизма первичных минералов в горизонтах CRМi и CRМ выражены ярко. Значительная часть минералов, сохраняя внешнюю форму, внутри полностью преобразована в глинистое вещество или пропитана гидрооксидами железа. Песчаные зерна покрыты сплошной плотной глинистой кутаной. Плазма глинистая, спутанно-волокнистого строения и железистоглинистая сFe-стяжениями размером ~150-мкм. Активность глинистого метаморфизма связана с податливостью к оглиниванию основных пород1. Агрегаты угловатые (образуются при криогенном растрескивании, усадочном сжатии) включают сильно выветрелые минералы размером ~ до 50 мкм. Овальные агре-гаты-ооиды диаметром>150 мкм имеют криогенное происхождение.
В горизонте ВСcrm при выветривании первичных минералов появляются серые участки, вдоль трещин цвет тоже серый или буровато-серый. На поверхности минералов автохтонная кутана толщиной 10–100 мкм, прерывистая. Зерна минералов при выветривании приобретают бурый или серый цвет, а по трещинам охристо-бурый. Плазма тонкопылевато-глинистая и глинистая, железистая желтовато-коричневая. Диагностируется сепарация (обособление) глинистой плазмы оттонкопылеватых частиц. В этом случае глинистая плазма приобретает потечные формы. Отличительной чертой морфологического строения является мелкокомковатая структура. Микроморфологическое исследование обнаруживает угловатую форму микроагрегатов размером 100–1000 мкм, упакованных компактно. Яркое проявление агрегирования в горизонте ВСcrm свидетельствует о том, что этот процесс не является чисто почвенным, а, скорее, связан с промерзанием, протаиванием и миграцией влаги под влиянием температурного градиента.
Степень выветривания по сравнению с горизонтами CRМi и CRМ небольшая, т. е. глинистый метаморфизм наиболее активен в почвенных горизонтах. Но в горизонте ВСcrm метаморфизм также получает развитие, а агрегирование не менее активно, чем в почвенных горизонтах, т. е. сама почвообразующая порода метаморфизована и агрегирована и формирование этих признаков не обязательно связано с почвенными процессами. Почвообразование происходит на щебнистосуглинистом субстрате, испытывающем глинистый метаморфизм и агрегирование. Почвообразование усиливает развитие этих процессов.
Почва может относиться к типу криометаморфическая грубогумусовая (при наличии горизонта АО) или дерновая (при наличии горизонта АY). Учитывая, что грубогумусовый горизонт имеет значительную мощность и хорошо развит, а гумусовый горизонт имеет небольшую мощность, очевидно, почву следует отнести к грубогумусовой. В соответствии с формулой профиля, физикохимическими свойствами и микроморфологическим строением предлагается название почвы — криометаморфическая темногумусовая. Название предварительное и требует аналитического подтверждения поведения форм соединений железа и состава гумуса.
Разрез 2Е заложен в транзитной части склона северной экспозиции горы Дар-хитуй (9 км на восток от с. Сосново-Озерск) крутизной 2–3° с отметкой 971 м. Координаты: N — 52052' 507", E — 111047' 038".
Растительность: разнотравный березовый лес (рис. 2б) с единичным подростом лиственницы (9Б+1Л). Сомкнутость крон ~ 70%, высота древостоя — 20–25 м. В кустарниковом ярусе встречается ерник. Напочвенный покров представлен разнотравьем (осока стоповидная, кровохлебка лекарственная, вейник sp, тысячелистник, осока sp.) и зеленым мхом, перекрытыми свежим опадом березы. В микрорельефе приствольные повышения, западины.
Профиль почвы состоит из горизонтов АО (0–6 см) — АUyu (6–20 см) — CRMf (20–60 см) — CRMca (60–84 см) — ВСq (84–110 см) и пересекается крупными магистральными трещинами, заполненными темно-серой до черного почвенной массой (рис. 2а).
АО 0–6 см. Под свежим опадом березовых листьев бурая слаборазложившаяся лесная подстилка, ниже — среднеразложившаяся темно-бурая (7.5YR 2.5/2). Граница слабоволнистая.

а

б
Рис. 3 Разрез 2Е. а — профиль почвы, б — растительный покров
АUyu 6–20 см. Влажноватый, буровато-темно-серый до черного (7.5YR 2.5/1). Плотный, суглинистый, структура порошисто-комковатая. Включения дресвы размером 1,5–2,0 см, много корней. Переход заметен по цвету. Граница волнистая. Очень крупные клиновидные затеки до глубины 100 см.
Клиновидный затек 20–100 см. Влажноватый, черного цвета (10YR 2/1), плотный, среднесуглинистый, структура творожисто-комковатая. Включения древесных корней. Не вскипает под воздействием 10% НСl.
ВPL 20–60 см. Свежий, желтовато-светло-бурый с охристыми пятнами (10YR 5/4), плотный, прерывистый, влажный, среднесуглинистый. Структура творожисто-глыбистая. Немногочисленные включения древесных корней. Охристые пятна размером ~ 5 см. Под воздействием 10% НСl вскипает слабо. Переход заметен по цвету. Граница волнистая.
BCA 60–84 см. Свежий, желтовато-белесый (10YR 5/4) со светло-охристыми горизонтально ориентированными, иногда криогенно деформированными полосами, средне- или тяжелосуглинистый, очень плотный, структура творожистокомковатая с горизонтальной делимостью. Включения камней редкие. Новообразования: охристые и бурые пятна. Под воздействием 10% НСl вскипает бурно. Переход заметен по цвету. По нижней границе проходит охристая полоса. Граница волнистая.
ВСq 84–110 см. Свежий, неоднородно окрашен: белесовато-желтоватый и белесовато-серый с оливковым оттенком (2.5Y 6/3), весьма плотный, среднесуглинистый. Структура творожисто-глыбистая. Включения мертвых древесных корней единичные, охристые пятна. Под воздействием 10% НСl вскипает бурно.
Аккумулятивный горизонт буровато-темно-серый до черного, легкосуглинистый, порошисто-комковатый с мощными клиновидными затеками. Содержание гумуса в аккумулятивном горизонте более 6%, реакция слабокислая близкая к нейтральной, ниже — слабощелочная и щелочная (табл. 2).
Желтовато-светло-бурые тона окраски, творожистость структуры горизонтов ВPLи BCA требуют дополнительных объяснений процессов их образующих.
Скорее это криогенное агрегирование и железистый метаморфизм с образованием гидрооксидов железа и минералов бурого и желтого цветов, а также аккумуляция карбонатов. Для почвы характерна высокая ЕКО и насыщенность основаниями во всех горизонтах, кроме АО. Гранулометрический состав на границе среднего и тяжелого суглинка, резких изменений состава по горизонтам профиля не обнаруживается. Биогенное накопление обменных оснований на фоне лесного почвообразования, образование клиновидных затеков, повышение содержания илистой фракции в горизонтах ВPL и BCA свидетельствуют о том, что они соответствуют типу «лугово-лесные», по Н. А. Ногиной и типу «дерновые серые лесные» — по Ц. Х. Цыбжитову [15]. По Классификации почв России1 почва более близка к типу «палевая темно-гумусовая».
Микроморфологическое строение почвы разреза 2Е обнаруживает аналогичную направленность процесса гумификации в горизонте АО с почвой приверши-ной части. В нижней части лесной подстилки почерневшее и побуревшее органическое вещество разрушается до частиц размером 20–30 мкм. Гумусовый горизонт АUyu агрегирован. Агрегаты сложные. Первичные агрегаты органические, черные, имеют размер ~ 20–100 мкм. Вторичные агрегаты имеют размеры 0,5–2 мм и включают первичные агрегаты, зерна песка, пыли. Зерна первичных минералов «облеплены» общей массой и в том числе первичными агрегатами. Наблюдается активная метаморфизация первичных минералов: побурение, огли-нивание, образование на поверхности минералов автохтонной кутаны толщиной 3–5 мкм. Плазма органо-Fe-глинистая, бурая. Отмечается слабая криогенная сепарация [9] на тонкую пыль и глину.
Микростроение горизонта ВPL плазменно-песчаное. Плазма черно-бурая, заполняет поры. Обилие рудных сильно выветрелых минералов, оглинивающихся или приобретающих аморфную форму. Много биотита побуревшего и оглинен-ного. Встречаются зерна кальцита. Кутана автохтонная со слабыми признаками подвижности.
Микростроение горизонта ВСА песчано-пылевато-плазменное. Много сильно выветрелых пластинок биотита и полевого шпата с трещинами, прокрашенными гидрооксидами железа и глинистыми образованиями внутри. Обилие дисперсных криптозернистых (размером 2–3 мкм) кристаллов карбонатов, заполняющих поры и покрывающих минералы.
Микростроение горизонта ВСq включает плазму, пыль и песчаные зерна; соотношение фракций примерно равное. Плазма представлена аморфными черными и бурыми сгустками размером 10–20 мкм. Среди зерен минералов обилие биотита, черных, желтых и зеленых минералов, продуктов гидрометаморфизма. Зерна минералов покрыты кутаной толщиной ~ 10 мкм.
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что особенности строения почвы заключаются в образовании гумусной плазмы черного цвета, образующей частицы размером 10–50 мкм, активном оглинивании минералов, высвобождении железа из кристаллической решетки минералов и образовании аморфных гидрооксидов, выпадении из растворов криптозернистых форм карбонатов и агрегировании. Почвообразующая порода испытывает также активный метамор- физм. Микроморфологическое строение подтверждает развитие процессов: активная гумификация и агрегирование в гумусовых горизонтах и активное огли-нивание, ожелезнение, агрегирование, карбонатизация — в минеральных горизонтах.
Таким образом, профиль почвы формируется под влиянием следующих процессов в горизонтах: АО — активная гумификация; АUyu — активная гумификация и агрегирование; ВPL — активное оглинивание, ожелезнение и агрегирование, слабая карбонатизация; ВСА — активное оглинивание, карбонатизация, агрегирование; ВСq — агрегирование, слабый гидрометаморфизм; гумусовый затек (20–100 см): метаморфизм, агрегирование. Образование гумусового затека скорее приурочено к плейстоценовому времени, так как он по цвету и структуре очень сильно отличается от современного гумусового горизонта.
Название почвы — палевая темногумусовая — предварительное и требует аналитического подтверждения поведения форм соединений железа и состава гумуса.
Разрез 1Е заложен на приозерной равнине, юго-восточной окраине с. Сосново-Озерское. Координаты: N-52°030`53,0`` E-111°032`44,3`` h-933 м над ур. м. Рельеф равнинный, слабоволнистый с уклоном 0,5° в сторону озера Большое Еравнинское. Бугры пучения (d 3–5 м, h 30–40 см).
Растительность луговая, представлена злаково-пырейно-разнотравным сообществом (рис. 3б), включающим виды: осока твердоватая, кровохлебка лекарственная, полынь (монгольская). Высота травостоя 20 см. (Злаки 60 см, осока твердоватая 4 см). Проективное покрытие 70–80%.
Почвенный профиль состоит из горизонтов AUдерн (0–9 cм) — АU (9– 24/25см) — АUВI (24/25–38/45 см) — Вi (38/45–65/75 см) — ВСА (65/75–89/96 см) — BСca (89/96–150 см) — Cq (150–180 см) (рис. 3a).

а
Рис. 3а. Разрез 1Е. а — профиль почвы, б — растительный покров

б
АUдерн. (0–4/9) см. Cвежий, буровато-темно-серый (10YR 3/1), структура порошисто-комковатая, скреплен и уплотнен корнями. Гранулометрический состав: дресвянистый средний суглинок с включением щебня. Обилие мелких корешков (~10% от ОМ). Переход заметен по содержанию корней. Граница неровная, волнистая (4–9 см).
АU (9–24/25) см. Cвежий, темно-серый до черного (10YR 2/1), прерывистый, местами выклинивается. Очень плотный, среднесуглинистый, структура мелкокомковатая с элементами ореховатости и пластинчатости. Включения щебня и дресвы, щебнистая часть полуокатанная. Количество корней среднее. Переход постепенный. Нижняя граница с клиновидными затеками. Гумусовый горизонт проникает в виде клиньев в области трещин до 43–45 см, при глубоких трещинах до глубины 80–90 см.
АUВ (24/25–38/45) см. Влажноватый, неоднородно окрашен, желтоватосветло-бурый (10YR 5/4) с темно-серыми гумусовыми клиновидными затеками горизонт. Тяжелосуглинистый, дресвянистый, крупные отдельности дресвы по-луокатаны. Включения щебня полуокатанного. Структура комковатая. Небольшое включение корней. Гумусовые затеки из АU (до 90 см) влажноватые, по центру темно-серые, по краям серые, плотные, среднесуглинистые, структура порошисто-комковатая, хорошо выражена. Включения дресвы небольшого количества корней. Переход по включению (отсутствию) гумусовых затеков. Граница неровная.
Вi (38/45–65/75) см. Влажный, желтовато-светло-бурый (10YR 5/6), плотный, структура комковатая с элементами ореховатости, по граням структурных отдельностей тонкая кутана, среднесуглинистый, дресвянистый, крупные фракции дресвы полуокатаны. Небольшое количество включений корней. Граница волнистая, переход заметен по цвету.
ВСса (65/75–89/96) см. Влажный, желтовато-бурый с сероватым или оливковым оттенком (10YR 5/3), структура глыбисто-творожисто-комковатая, тяжелосуглинистый. Включения дресвы, щебня. В нижней части новообразованная карбонатная линза длиной ~50 см, высотой ~20 см. Цвет белесый с желтоватостью (2.5Y 8/2 paleyellow), с бледно-охристыми и темно-охристыми примазками, пятнами. Вскипает при воздействии НCl. Переход заметный по цвету и структуре. Белесые новообразования вскипают бурно.
Сса (89/96–150) см. Влажный, желтовато-коричневый с оливковым оттенком (10YR 7/4), плотный, структура глыбисто-комковатая с элементами ореховато-сти, глинистый, на гранях структурных отдельностей кутана. Белесые (2.5Y 8/2), карбонатные новообразования, четко отграниченные от ОМ. Много включений крупного хряща, мелкого щебня, корней нет. Граница неровная, переход заметен по цвету и гранулометрическому составу. Вскипает при воздействии НCl.
D (150–180) см. Влажный, неоднородно окрашен, основной фон бурый с оливковым оттенком (2.5Y 8/2), структура глыбисто-комковатая с ореховато-стью, плотный, глинистый. Включений дресвы и щебня нет. Не вскипает при воздействии НCl.
Формула профиля соответствует типу «чернозем глинисто-иллювиальный». В горизонтах ВСА, BСca, Сq белесые, карбонатные, четко отграниченные от ОМ новообразования белесого с желтоватостью цвета, с бледно-охристыми и темно- охристыми примазками и пятнами являются свидетельством гидрометаморфизма, связанного с влиянием мерзлоты.
Специфика строения профиля заключается в том, что почва дресвянистая, а подстилающая порода не содержит грубого материала. Очевидно, это обусловлено влиянием ММП, увлажняющей почву и тем самым активизирующей глинистый метаморфизм в нижней части профиля больше, чем в вышележащих горизонтах. Еще одной причиной может быть выдавливание каменистых фракций к поверхности из мерзлого слоя. Не исключена и исходная двучленность, когда озерная фация перекрывается делювием. Высокое содержание гумуса, постепенное его уменьшение с глубиной, суглинистый состав, нейтральная реакция в верхней части, щелочная среда и карбонатность — в нижней части профиля, высокая ЕКО и насыщенность основаниями (табл. 2) — характерные черты черноземов.
Микроморфологическое строение почвы обнаруживает активную гумификацию остатков растений с образованием гумуса mull в горизонтах АUдерн. Плазма органическая, микроагрегирована, упаковка рыхлая. Микростроение горизонта AU песчано-пылевато-плазменное с гумусно-глинистой плазмой и высокой степенью агрегированности. Агрегаты сложные, состоят из глинисто-гумусных, размером ~10–30 мкм (микроагрегатов), объединяющихся в более крупные структурные отдельности округлой или неправильной формы, размером 100–400 мкм и до 2–3 мм.
В горизонте Вi поверхности зерен крупных фракций покрыты глинистой плазмой. Глинистая плазма имеет сплошное волокнистое строение, с образованием агрегатов-ооидов, отмечается сепарация на пылеватую и плазменную составляющие — признаки криогенеза. Формирование нодулей также может быть обусловлено увеличением концентрации раствора при промерзании.
Нижерасположенный горизонт ВСА отличается слабовыраженным агрегированием, более компактным сложением. Центрами ожелезнения служат сильно-выветрелые Fe-содержащие минералы.
Почвообразующая порода Сq отличается карбонатностью и отсутствием грубодисперсных фракций. Первичные минералы представлены небольшим количеством тонкой пыли. Плазма глинистая и карбонатно-глинистая. Глинистая плазма имеет сплошное волокнистое и крапчатое микростроение с небольшим включением тонкой пыли. Карбонатно-глинистая плазма обособлена и образует округлые размером 10–20 мкм и более крупные (до 100 мкм) неправильной формы микроновообразования. Отмечаются признаки дифференциации на плазму и скелет. Агрегаты с тонкопылевато-железистой ВПМ, размером 0,5–2 мкм (1), стонкопылевато-карбонатно-глинистой внутрипедной массой (ВПМ), размером 0,5–2 мм (2) и с карбонатно-глинистой волокнистой ВПМ, размером ~100 мкм (3). Это или агрегаты-блоки иногда соединившиеся или агрегаты неправильной формы.
Агрегаты (1) и (2) покрыты карбонатно-глинистой волокнистой плазмой и нередко представляют собой оглиненные метаморфизованные первичные минералы с большим количеством тонкодисперсных первичных минералов и сгустков глинистой плазмы. Иногда встречаются нодули размером 100–1000 мкм. Центрами ожелезнения служат сильновыветрелые Fe-содержащие минералы.
Исследование микроморфологического строения обнаруживает значительную роль криогенного фактора в агрегировании почвенной массы, а также в развитии гидрометаморфизма и формировании карбонатных новообразований. Возможно, исследованные почвы следует отнести к черноземам иллювиально-глинистым, мерзлотным.
Влияние многолетней мерзлоты оказывает большое влияние на все почвообразовательные процессы всех исследованных типов почв. К ним относятся очень активный глинистый метаморфизм и гумификация в условиях повышенной влажности, создаваемой ММП. Повсеместное активное образование темноцветных форм гумуса в виде сгустков размером 10–50 мкм (микроагрегированность гумуса). Динамика температур и влажности в сезонноталом слое обусловливает морозное агрегирование с формированием слоистой текстуры в осветленном горизонте горно-таежной почвы, криогенных агрегатов-ооидов, аллохтонных кутан в подгумусовом горизонте, микроновообразований карбонатов в нижней части профиля равнинной почвы, дисперсность карбонатов в почвах нижней части склона.
Таким образом, профиль сформировался под влиянием следующих процессов: активная гумификация с образованием гумуса mull, агрегирование в горизонтах AUдерн., АU, АUВ; криогенное агрегирование, слабая иллимеризация в горизонте Вi; слабое агрегирование, формирование карбонатных линз в горизонте ВСА; слабое агрегирование, формирование карбонатных стяжений, гидрометаморфизм в BСса; в горизонте Cq — слабое агрегирование формирование карбонатных стяжений, гидрометаморфизм. Почва относится к типу «чернозем иллювиальноглинистый мерзлотный».
Заключение
Активная гумификация и значительное содержание глинистого компонента, обусловленное податливостью к метаморфизму вулканических пород, являются диагностическими признаками криометаморфических почв на юге Витимского плоскогорья. Таежный тип гумификации опада обусловливает некоторое развитие оподзоливания, что позволяет отнести криометаморфические почвы к грубогумусовым оподзоленным.
В транзитной части склона северной экспозиции на почвообразующей породе, представленной карбонатными продуктами выветривания палеоген-неогеновых вулканических пород темного цвета, формируются почвы, соответствующие по микроморфологическим признакам (высокая степень оструктуренности, железистые и железисто-глинистые пленки, прокрашивающие горизонт ВPL в желтобурый цвет, карбонатная пропитка горизонта ВСА, придающая белесый цвет, активная гумификация с образованием гумуса mull) палевых темногумусовых почв.
Чернозем глинисто-иллювиальный мерзлотный имеет все признаки указанного подтипа: гумификация с образованием гумуса mull, криогенная оструктурен-ность, карбонатность.
Выполненные исследования свидетельствуют о том, что почвы исследованной катены образуют ряд, включающий предположительно криометаморфическую грубогумусовую оподзоленную почву, палевую темногумусовую почву и чернозем глинисто-иллювиальный мерзлотный.
Список литературы Микроморфологическая диагностика почвообразовательных процессов в почвах Еравнинской котловины Забайкалья
- Бадмаев Н. Б. Мерзлотный режим катен Еравнинской котловины Байкальского региона // География и природные ресурсы. 1997. № 2. С. 179–183. Текст: непосредственный.
- Информационно-картометрическая оценка связей в системе «почва — среда» / Н. Б. Бадмаев, В. М. Корсунов, А. И. Куликов, Н. К. Бадмаева // География и природные ресурсы. 2000. № 2. С. 142–148. Текст: непосредственный.
- Базаров Д.-Д. Б. Кайнозой Прибайкалья и Западного Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1986. 172 с. Текст: непосредственный.
- Герасимова М. И., Губин С. В., Шоба С. А. Микроморфология почв природных зон СССР. Пущино, 1992. 215 с. Текст: непосредственный.
- Герасимова М. И. Классификация почв России: путь к следующей версии // Почвоведение. 2019. № 1. С. 32–42. Текст: непосредственный.
- Гынинова А. Б. Влияние криогенных факторов на морфогенез луговых подбелов Приамурья // Вестник МГУ. 2008. № 3. С. 10–14. Текст: непосредственный.
- Дугаров В. И., Куликов А. И. Агрофизические свойства мерзлотных почв, Новосибирск: Наука, 1990. 255 с. Текст: непосредственный.
- Ершов Э. Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1979. 214 с. Текст: непосредственный.
- Ершов Э. Д. Физико-химия и механика мерзлых пород. Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 214 с. Текст: непосредственный.
- Мельничук Н. Л. Подземные воды Еравнинского и Верхне-Удинского артезианского бассейнов // Методика гидрогеологического исследования и ресурсы подземных вод Сибири и Дальнего Востока. Москва: Наука, 1966. С. 217–227. Текст: непосредственный.
- Ногина Н. А. Почвы Забайкалья. Москва: Наука, 1964. 314 с. Текст: непосредственный.
- Парфенова Е. И., Ярилова Е. А. Руководство к микроморфологическим исследованиям в почвоведении. Москва: Наука, 1977. 198 с. Текст: непосредственный.
- Розанов Б. Г. Морфология почв. Москва: Академический проект, 2004. 431 с. Текст: непосредственный.
- Тютюнов И. А. Процессы изменения и преобразования почв и горных пород при отрицательной температуре. Москва: Изд-во АН СССР, 1960. 144 с. Текст: непосредственный.
- Цыбжитов Ц. Х., Цыбжитов А. Ц. Почвы бассейна оз. Байкал. Генезис и география и классификация степных и лесостепных почв. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2000. 165 с. Текст: непосредственный.
- Vertic soils and Vertisols in cryogenic environments of southern Siberia, Russia / I. V. Kovda, S. V. Goryachkin, M. P. Lebedeva [at al.] // Geoderma Volum 288, 15 February 2017, Pages 184–195. Текст: непосредственный.