Природные условия и основные факторы почвообразования в долине реки Аган

Работа выполнена в рамках исполнения базовой части государственного задания № 2014/801 Министерства образования и науки РФ.

Долина реки Аган располагается в северной части Среднеобской низменности. Водосбор левых притоков р. Аган начинается с верхней части Аганского Увала и проходит через его северную заболоченную выровненную поверхность. Правые притоки берут свое начало с восточных заболоченных границ Сургутского Полесья, их особенность проявляется в меридиональной вытянутости, здесь же берет свое начало Аган из озера Менсавэмтор. Сама река Аган имеет широтное проявление и делит долину на северную правобережную часть и южную левобережную часть (рис. 1).

Особенностью долины р. Аган в формировании почв является разный литологический состав четвертичных отложений правого и левого берегов. Правобережная часть, располагающаяся в восточной части Сургутского Поле сья, в основном сложена с поверхности аллювиальными и озерно-аллювиальными отложениями верхнеплейстоценового возраста. Представлены флювиальные формы рельефа, в основном по водотокам, сложенные тонкозернистыми песками с отчетливо выраженной слоистостью, которые повсеместно перекрыты торфами. Легкий песчаный состав пород и дренирующая способность поверхности вдоль рек позволяет развиваться почвам по подзолистому типу. Левобережье р. Аган относится к северной части Аганского Увала, сложенного среднечетвертичными отложениями суглинистого и супесчаного состава. Выположенная северная часть Аганского Увала заболочена, имеет слабый дренаж придолинных местностей, малый уклон поверхности, что приводит к процессу торф онакопления.

Рис. 1. Почвенные разрезы района исследования долины р. Аган [6|

В геоморфологическом отношении правобережная часть долины р. Аган представляет собой плоскую поверхность со слабо выраженным уклоном от подножия Сибирских Увалов. Высоты поверхности абсолютных отметок колеблются в от 50 до 60 м, врезы рек имеют относительные отметки в пределах 6—12 м. Преобладают формы флювиальной и реликтовой криогенной морфоскульптуры — долины свободно меандрирующих рек, озерные котловины [3]. Левобережная часть имеет абсолютные высоты 80—70 м. Территория отличается сильной заболоченностью (80%), преобладающими типами болот являются верховые грядово-мочажинные и грядово-мочажинно-озерковые [1]. В ряде случаев наблюдается и гривистый рельеф, существенно снивелированный торфяниками. Справа долина р. Аган дренируется реками Ватьёган, Ампута, Нангъёган, Егурьях и Нонгъ-ёган, слева — Ванъёган, Нёгусъяун, Вангунъё-ган (Вонгунъёган).

Климатические показатели являются важным фактором в формировании почв и протекании элементарных почвообразовательных процессов, определяющих типовое отношение почв.

Годовая амплитуда температур воздуха, составляющая 38—40°С, и средняя температура января и июля не позволяют накопившейся ор ганике разложиться, что приводит к накоплению торфа и подстилочного опада на плакорах.

Относительная влажность воздуха, характеризующая степень насыщения воздуха водяным паром, в течение года в районе исследований изменяется от 59% до 78%. Средняя сумма осадков составляет 499 мм. Минимальное количество осадков характерно для марта — апреля. Начиная с мая, месячные суммы интенсивно увеличиваются и к июлю — августу достигают пика. Из выпавших осадков на поверхностный сток идет 150 мм, подземный — 50— 80 мм и около 200—220 мм на испарение [3]. Характерно избыточное увлажнение.

Промерзание почв является одним из важных почвообразующих факторов. Плакорные почвы Аганского Увала — криометаморфиче-ские, светлозёмы, сложенные суглинистыми породами, — имеют глубинное промерзание в среднем до 1 м, полное оттаивание почв происходит к началу июля. Проявленная криоген-ность способствует формированию «икряной» структуры почв и накоплению органики в верхнем горизонте О.

Промерзание торфяных почв начинается одновременно с наступлением отрицательных температур воздуха. Датой начала промерзания болот считается дата устойчивого перехода температуры воздуха через 0°С. Оттаивание болот начинается практически одновременно с переходом среднесуточных температур воздуха через 0°С. В этот период оттаивание болот происходит как снизу — за счет притока тепла из более глубоких слоев торфяной залежи, так и сверху — за счет притока тепла со снеговыми водами. Средняя интенсивность оттаивания болот при наличии снежного покрова 0,76 см/сутки.

Полное оттаивание болот происходит только в конце июня — начале июля. Промерзание торфяной залежи приводится в таблице 1 по результатам многолетних экспедиционных исследований болотных систем Западной Сибири [1]. В настоящее время ведутся стационарные температурные наблюдения в слое среднегодовых колебаний [4].

Таблица 1

Глубины промерзания торфяной залежи болот (Сургутское Полесье)

Дата	Обеспеченность, % см
	1	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	95
1/XI	27	19	16	12	10	8	7	5	4	2	1	0,5
I/XII	35	30	27	24	21	18	14	12	9	8	6	5
I/X	42	39	35	32	29	27	23	19	17	15	13	11
I/II	51	46	43	40	35	33	29	26	23	21	19	17
I/III	58	53	50	45	41	38	36	31	28	26	24	22
I/IV	62	58	55	51	47	43	39	35	33	31	27	25
Конец зимнего периода	64	61	57	53	49	45	42	39	36	33	29	27

Известно, что от таких показателей, как влажность и температура почвы, могут варьировать подвижные формы элементов в почве, поэтому в ходе мониторинга за качественными характеристиками почв необходимо учитывать климатические показатели во время отбора проб. В ходе изучения факторов почвообразования на разных геоморфологических уровнях долины р. Аган были сделаны замеры температуры в почвах с помощью маршрутного щупа для измерения температуры почвенных горизонтов.

Таблица 2

Температура почв долины р. Аган (август 2013 г.)

Тип почвы	Температура
	глубина, см
	0—10	10—20	20—30	30—40	40—50	50—60	60—70	70—80
Торфяная олиготрофная	8,5	8,1	7,7	6,2	7,0	7,8	9,0	9,4
Подзол иллювиально-гумусовый	6,0	6,4	6,6	6,8	7,2	7,1	Ордзанд
Светлозём типичный	7,0	3,8	3,8	0,4	0,4	0,2	-	-

Из таблицы 2 видно, что температурные показатели почв отличаются на разных геоморфологических уровнях. На олиготрофных болотах, в торфяных почвах температура почв выше температуры воздуха (5°С) почти в 2 раза. Температура подзолов приближена к температуре воздуха. По мере увеличения глубины почвы температура почвы повышается. В торфяных почвах небольшое понижение температуры соответствует уровню верховодных вод 30—40 см. Разница температур между торфяной олиготрофной почвой и подзолом иллювиально железистым составляет от 0,6°С в серединных горизонтах и до 2,5°С в верхних горизонтах. Необходимо отметить, что температура нижних горизонтов торфяной олиготрофной почвы на 1°С выше верхнего горизонта. Светлозём, относящийся к отделу криометаморфических почв, имеет разницу в температурах между верхним горизонтом О и серединным CR 6,8°С. Данный тип почвы оттаивает к середине июля, прогревание суглинистой почвы под органогенным горизонтом с 30 см практически не происходит. Сохраняющаяся долгое время криогснность формирует оскольчато-икряную структуру, водо-насыщенность почвы позволяет развиваться гип-новым мхам, благодаря которым аккумулируется органический горизонт мощностью до 15 см.

Типовое разнообразие почв в долине р. Аган зависит от природных условий и факторов почвообразования, северная правобережная часть, сложенная озерно-аллювиальными песками, представлена в основном торфяными олиготрофными почвами, торфяно-подзолами, подзолами иллювиально-гумусовыми, подзолами иллювиально-железистыми. Южная левобережная сторона, сложенная плиоценовыми суглинками, представлена торфяными олиготрофными почвами, светлозёмами типичными и глеезёмами.

Их морфологическая характеристика с описанием основной растительности представлена ниже в таблицах 3—7.

Олиготрофное грядово-мочажинное болото правобережья р. Аган, в междуречье рек Ватьё-ган и Егурьях представлено сосново-кустарничково-сфагновым типом грядово-мочажинных болот. Растительность: Pinus sylvestris f, Ledum palustre L., Vaccinium uliginosum L., Chamae-daphne calyculata L., Betula папа L., Rubus cha-maemorus L., Andromeda L., Oxycoccus microcarpus, Sphagnum fuscum, Sphagnum palustre L., встречаются пятна Cladonia rangiferina. Почва представлена торфяной олиготрофной.

Разрез торфяной олиготрофной почвы

Таблица 3

Рисунок почвенного профиля		Индекс горизонта	Глубина, см	Морфологическое описание горизонта
		то	0—20	Сырой, желтоватый, не разложившийся сфагновый мох, видны веточки, корни кустарничковой растительности, характер перехода по степени разложения мха
		т	20—30	Сырой, желтовато-коричневый, степень разложения торфа 30%, видны чехлики гидрофильной растительности, характер перехода к нижележащему горизонту явный по степени разложения торфа
		тт	30—92	Сырой, коричневый, степень разложения торфа 70%, мелкие корни кустарничковой растительности

Разрез подзола иллювиально-железистого

Таблица 4

Рисунок почвенного профиля	Индекс горизонта	Глубина, см	Морфологическое описание горизонта
■31 -	АО	0—1	Буровато-черный с углями и песком, хвоя, кора, ризоиды лишайников
	Е	1— 8(12)	Белесый, свежий, песок, рыхлый, корни единичны, граница волнистая, переход резкий по цвету
	BF	8(12)36(72)	Ярко-охристый, корни — 1%, песок, мелкие корни -— 2%, книзу граница затечная, менее яркая
	ВС	36(72)— 76	Охристо-палевый, песок, свежий, рыхлый, слева морозо-бойное пятно диаметром 40—70 см кофейно-охристого цвета, пятнисто-мозаичной окраски; Ее пятна, переход по новообразованиям
	с	76—92	Светло-палевый, песок, свежий, рыхлый, бесструктурный

Таблица 5

Разрез подзола иллювиально-гумусового

Рисунок почвенного профиля		Индекс горизонта	Глубина, см	Морфологическое описание горизонта
		АО	0—2	Бурый, рыхлый, слабо разложившаяся целлюлоза, корни кустарничковой растительности — 5%, граница ровная, переход по цвету и составу
		Е	2—40 (56)	Белесый песок, свежий, рыхлый книзу слегка оглееными пятнами более темный, корни — 1%, граница волнистая, переход по цвету
		BF	40(56)— 58(90)	Охристо-темно-коричневый, свежий, песок, сцементирован Ее, Мп, справа карман, заполненный сцементированным песком с большим содержанием Мп, от кармана «россыпь» темно-коричневых пятен диаметром 1—3 мм, граница карманная, переход четкий по цвету и новообразованиям
		ВС	58(90)—	Охристо-палевый, песок, свежий, корней нет, с пятнами в виде Ее и Мп конкреций, плотный за счет сцементиро-ванности Мп

Таблица 6

Разрез торфяно-подзола поверхностно-глеевого

Рисунок почвенного профиля	Индекс горизонта	Глубина, см	Морфологическое описание горизонта
	т	0—10	Влажный, буровато-коричневый, торф, степень разло-женности — 70%, корни травянистой растительности — 10%, граница ровная, переход по цвету и составу
	Eg	10—23	Влажный, сизо-белесый, верхняя граница черноватого цвета представлена угольками; песок, рыхлый, корни травянистой растительности — 1%, граница затечная, переход по цвету
	вн	23— 30(40)	Влажный, окраска неоднородная от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, песок, рыхлый, граница волнистая, переход по цвету
	с	30(40)— 70	Сырой, светло-серый, однородной окраски, песок, с 65 см начинается тиксотропность, связанная с уровнем грунтовых вод

На хорошо дренируемых участках ленточных форм, относящихся к врезу рек, формируются подзолы иллювиально-железистые (табл. 4). Растительная ассоциация представлена сосново-лишайниковыми лесами.

В переходе от леса к болоту, в сторону междуречного пространства, в условиях сохранения промывного режима и периодически подни мающихся грунтовых вод формируются подзолы иллювиально-гумусовые (табл. 5).

Накопление гумуса в иллювиальном горизонте происходит за счет создания водоупора во время весеннего таяния снегов и поднятия поверхностных и грунтовых вод. Растворенное органическое вещество вымывается из верхних горизонтов, образуя мощный элювиальный горизонт, и аккумулируется на сцементированном Fe-Mn-ордзанде. Растительная ассоциация представлена сосновым беломошно-черничным лесом, в живом надпочвенном покрове имеются следующие виды: Vaccinium myrtillus L., Ledum palustre L., Vaccinium uliginosum L., Empetrum nigrum L.

Торфяно-подзолы (табл. 6) являются переходными от подзолов иллювиально-гумусовых к торфяным олиготрофным почвам. Их образование связано с прогрессивным заболачиванием территории таежной зоны Западно-Сибирской низменности, в связи с ее слабой дренирован-ностью [5]. Торфяно-подзолы формируются на олиготрофных болотах сосново-осоково-сфагнового типа на мочажинах — Sphagnum palustre L., Sphagnum fuscum, виды рода Carex L., Juncus, Eriophorum L.; на грядах — Chamae-daphne calyculata L., Ledum palustre L.

Основным условием формирования поверх-ностно-оглееных торфяно-подзолов является избыточное увлажнение, вызванное скоплением поверхностных вод, что приводит к заселению гидрофильной растительности.

Южное левобережье долины р. Аган представлено торфяными олиготрофными почвами, глеезёмами, криометаморфическими почвами, светлозёмами типичными (табл. 7). Дренированные поверхности заняты кедрово-еловой зеленомошной растительной ассоциацией. Растительность представлена следующими видами: Pinus sibirica, Picea A.Dietr, Populus tremu-la L., Juniperus, Betula pubescens, видами рода Salix, Vaccinium vitis-idaea, Vaccinium myrtillus L., Lycopodium L., Maianthemum bifolium L., Linnaea borealis, Pleurozium schreberi (Brid.), Cladonia cariosa.

Таблица 7

Разрез торфяно-подзола поверхностно-глеевого

Рисунок почвенного профиля	Индекс горизонта	Глубина, см	Морфологическое описание горизонта
•	АО	0—10	Лесная подстилка, черновато-коричневый, рыхлый, сложен остатками гипнового мха, пронизан корнями кустарничковой растительности ~10%
	ЕЕ	10—15	Сизоватый, суглинок с остатками корней ~5%, включения органики (остатки веточек), корни деревьев — 1%, слегка уплотненный, структура — оскольчато-икряная, граница ровная, переход по цвету
	CR1	15—50	Кофейного цвета, слитой суглинок без определенной структуры, плотный, холодный, кристаллы льда, при разломе видны поры диаметром 1 мм, граница ровная, переход по структуре
	CR2	50—70	Кофейного цвета, структура — более острая, оскольчатая, холодный, менее плотный, нож легче входит

Долина р. Аган располагается в средней таежной зоне. Типовое разнообразие почв долины реки зависит от литологической основы. На песчаных озерно-аллювиальных породах в условиях хорошего дренажа формируются подзолы. За счет легких фракций пород подзолы обладают хорошей теплопроводимостью, низкой влаго-обеспеченностью. Суглинистый состав пород среднечетвертичных отложений ввиду высокой способности удерживать воду создает застойный режим в почвенном профиле, что, в свою очередь, при создании определенных климатических условий позволяет развиваться криогенным процессам, формирующим криогенные почвы — светлозёмы.