Разнообразие почв острова Колгуев с криометаморфическими горизонтами

119017, Москва, Старомонетный пер., д. 29, c. 4, *, e-mail: , **, e-mail:

Bld.4, 29 Staromonetniy per., Moscow119017, Russian Federation, *, e-mail: , **, e-mail:

В тундровой зоне наряду с глеевыми почвами, криоземами и подбурами выделяются почвы с ярко выраженным процессом структурного метаморфизма. Диагностический горизонт этих почв – криометаморфический – имеет рассыпчатое сложение и выраженную структуру: угловато-крупитчатую или линзовидно- слоистую, иногда ооидную или гранулированную (Тонконогов и др., 2006; Полевой определитель почв, 2008; Тонконогов, 2010). Генезис этой структуры связывают с криогенными процессами, которые также могут выражаться в сепарации гранулометрических фракций (Van Vliet‐ Lanoë, Fox, 2018; Русанова, Шахтарова, 2013).

Почвы с криометаморфическим горизонтом были описаны в зонах тайги, лесотундры и южных тундр (Тонконогов и др., 2004; Тонконогов, 2010; Русанова, Шахтарова, 2013; Ананко и др., 2022), а также арктических тундр (Горячкин, 2010). По сравнению с северной тайгой, для тундровой зоны характерен меньший размер структурных отдельностей: 1–3 мм (Тонконогов, 2010). Согласно карте почвенного районирования (Атлас Арктики, 1985), изученная нами территория – остров Колгуев – находится в подзоне типичных тундр, которая имеет ограниченное распространение в Европейской части Арктики и на своем протяжении различается по характеру, составу и возрасту рыхлых отложений. При этом регион остается малоизученным (Игнатенко, 1979). Единичные работы касаются севера Малоземельской тундры и отдельных районов Большеземельской тундры (Ливеровский, 1934; Русанова и др., 2004; Тонконогов и др., 2004) и Югорского полуострова (Горячкин, 2010). Таким образом, почвенный покров изучаемой территории является важным звеном в понимании почвенной зональности (Горячкин и др., 2008).

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на острове Колгуев, расположенном в юго-восточной части Баренцева моря, в 70–80 км от континента. Климат острова субарктический морской, с мягкими теплыми зимами и прохладным летом и с не столь значительными, как на материке, межсезонными колебаниями температуры. Многолетняя мерзлота в изученных районах прерывистая или сплошная. Мощность деятельного слоя на суглинках составляет около 1–2 м. Зональные растительные сообщества исследованных районов – редкоивовые кустарничково-моховые тундры (Лавриненко и др., 2016). По нашим наблюдениям, ерник ( Betula nana ) присутствует не на всей территории, а только ниже 100 м от у. м.

Колгуев сформировался в позднем плейстоцене и сложен рыхлыми отложениями в основном морского и ледникового генезиса (Журавлев и др., 2014). Внутренние районы острова отличаются густой сетью оврагов и ручьев. Возвышенная часть острова (более 80 м от у. м.), дополнительно характеризуется широким распространением термокарстовых западин. Почвообразующими породами на междуречьях служат рыхлые породы преимущественно суглинистого состава. Стоит отметить латеральную пестроту отложений и частую вертикальную литологическую неоднородность (Лобков, Шматова, 2022).

Представленные в настоящей статье материалы собраны на о. Колгуев в летние месяцы 2018, 2019 и 2021 гг. в центральной части острова (рис. 1А) и 2022–2023 гг. – в восточной части (рис. 1Б). Почвенные разрезы заложены в различных междуречных ландшафтах острова, в наиболее представительных участках. При выраженном микрорельефе использовались траншейные исследования: разрез закладывался так, чтобы передняя стенка охватывала по возможности все элементы (микроповышения и микропонижения).

Криометаморфические горизонты диагностировались по наличию выраженной структуры. Высокая водонасыщенность горизонтов препятствует различению деталей объемной организации почвенной массы. Чтобы минимизировать влияние влажности образцы из стенки аккуратно вынимали и раскладывали на линованную бумагу для подсыхания и последующего описания и фотофиксации. В ряде случаев при высокой влажности горизонта непрочная структура нарушалась при физическом воздействии. В таком случае описание структуры вели по отпрепарированной почвенной стенке, что также позволяло зафиксировать неоднородность структур в профиле почвы.

При описании почвенной структуры в первую очередь ориентировались на терминологию классификации С.А. Захарова (Почвоведение, 1988; Розанов, 2004). Так, под зернистой структурой будем понимать агрегаты более или менее правильной формы с выраженными гранями и ребрами, напоминающими гречневую крупу. По всей видимости, “зернистая” структура по Захарову то же, что и “угловато-крупитчатая” или “крупитчатая”, используемая в других работах при описании криогенной структуры (Тонконогов и др., 2006; Полевой определитель почв, 2008; Тонконогов, 2010; Горячкин, 2010). Название почв было дано в соответствии с принципами Классификации почв России (2004) по Полевому определителю почв (2008).

Физико-химические свойства почв определяли по стандартным методикам (Теория и практика…, 2006). Содержание органического углерода и азота определялось при помощи CHN-анализатора Vario Isotope cube фирмы Elementar методом поточной масс-спектрометрии после пиролиза пробы при температуре 1 500 °С.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На Колгуеве почвы с криометаморфическими горизонтами встречаются во всех обследованных районах острова (рис. 1). Они формируются на слабонаклонных (до 5°) поверхностях плакоров, на рыхлых отложениях любого гранулометрического состава, за исключением песков: были описаны на породах от легких глин до супесей (полевой метод определения).

Всего на Колгуеве были описаны следующие типы почв:

• 1)    Криометаморфические (в том числе подтипы: грубогумусированные, глееватые, криотурбированные);

• 2)    Глееземы криометаморфические (в том числе потечногуму-совые, криотурбированные и торфянистые – последний подтип выделен впервые);

• 3)    Подбуры криометаморфические (в том числе грубогумусированные, иллювиально-гумусовые, глееватые, криотурбиро-ванные) – данный тип почв выделен впервые;

• 4)    Перегнойно-криометаморфические (в том числе глееватые, мерзлотные, криогенно-ожелезненные).

Перечисленные типы существенно различаются как по морфологии почвенного профиля, так и по физико-химическим свойствам.

Рис. 1. Обследованные районы о. Колгуев ( А , Б ) и места описания почв с криометаморфическим горизонтом.

Fig. 1. Study areas of Kolguev Island ( A , Б ) and places where soils with a cryometamorphic horizon have been described.

Собственно криометаморфические почвы¹ (рис. 2) были описаны более чем в 20 разрезах и траншеях. В возвышенной части Колгуева (более 80 м от у. м.) это основной компонент почвенного покрова. Они формируются в кустарничково-моховых и моховолишайниковых тундрах. Мерзлота была вскрыта только в одном из разрезов на глубине 60 см 10 июля. Почвообразующими породами служат суглинисто-глинистые отложения, как правило, характерного серого цвета: от буровато-серого до темно-серого. Поэтому профиль многих почв имел темный тон, ослабевающий в верхних горизонтах.

Большинство описанных почв характеризуется потерей криогенной структуры или ослабеванием ее выраженности в верхней части профиля (рис. 2б). При этом пятна оглеения наблюдались редко и были слабо различимы. Почвы, в которых выраженная структура наблюдалась во всем профиле, были описаны только в 6 разрезах, расположенных на бровках или на выпуклых участках склонов (рис. 2а). Примечательно, что изменение характера структуры с глубиной может носить сложную закономерность, вероятно связанную с литологическими изменениями. Вариации зернистой, плитчатой и комковатой структуры сменяют друг друга без явной закономерности.

а)

Разрез К2322 N 69.126822°;

E 49.968718°

Разрез K2206

N 69.129875°; E 49.818723°

Рис. 2. Криометаморфические почвы: а) без потери структуры в верхней части профиля; б) наиболее типичная для Колгуева криометаморфическая почва – со слабо выраженной структурой в верхнем горизонте; в) криометаморфическая глееватая грубогумусированная почва бугорка. Fig. 2. Cryometamorphic soils: а) soil without loss of structure in the upper part of the profile; б) the most typical for Kolguev cryometamorphic soil – with a lacking soil structure in the upper horizon; в) cryometamorphic gleyic raw-humic soil of a hummock.

в)

Разрез К2116 N 69.124779°; E 48.567372°

Во многих разрезах под подстилочно-торфяным горизонтом на поверхности бесструктурной минеральной массы выделялся прослой более-менее оформленной комковатой (1–2 мм) структуры. Иногда его толщина не превышала 1 см, так что заметить прослой в стенке разреза было практически невозможно, только при снятии подстилочно-торфяного горизонта, пронизанного корнями. В этом случае прослой состоял из хорошо оформленных округлых агрегатов. В других случаях при большей мощности и наличии грубого гумуса и неоднородно рассеянных органических остатков слой выделялся как грубогумусовый подгоризонт, и, соответственно, почва относилась к одноименному подтипу (рис. 2в). Подсти-лочно-торфяный горизонт криометаморфических почв по мощности редко превышает 5 см.

Срединные горизонты имеют зернистую, либо икряную структуру (рис. 3), то есть грани и ребра агрегатов могут быть как выражены, так и сглажены. Иногда в горизонте сочетаются агрегаты обоих типов. Размер агрегатов может быть однородным, около 2–3 мм, либо разноразмерным: от менее 1 до 3 мм. Сложение горизонта компактное. В некоторых разрезах отмечалась водопроч-ность структуры (при естественном переувлажнении профиля) и/или кремнистая присыпка на гранях отдельностей после подсыхания. Скелетаны более характерны для структур с тенденцией к горизонтальной делимости. В некоторых разрезах на фоне зернисто-комковатых слабо оформленных агрегатов выделялись хорошо оформленные округлые отдельности. Большинство почв на момент описания находилось в переувлажненном состоянии.

Реакция среды вниз по профилю увеличивается от слабокислой в верхних горизонтах до нейтральной на глубине 35–50 см (глубина оттаивания, предположительно, не сильно превышает 1 м). Профиль слабо дифференцирован по содержанию полуторных оксидов (табл. 3).

Описание наиболее типичной почвы этого ряда.

Разрез K1905 заложен на пологом (5°), чуть выпуклом склоне холма юго-западной экспозиции, на высоте 125 м н. у. м. (N 69.108408°; E 48.845955°). Рельеф – холмисто-западинная равнина, расчлененная эрозионными формами и многочисленными термокарстовыми озерами. Микрорельеф выровненный (относительные превышения до 5 см). В растительном покрове кустарники отсутствуют; общее проективное покрытие (ПП) кустарничков – менее 10%: доминанты Vaccinium vitis-idaea; пятна Empetrum her-maphroditum и Arctous alpina ; присутствуют куртины злаков (ПП – 5–10%); мохово лишайниковый ярус сплошной, однако на повышениях мхи, как правило, отмершие, а по локальным понижениям меньше лишайников.

а)                                        б)

Рис. 3. Криогенная структура: а) икряная; б) зернисто-комковатая.

Fig. 3. Cryogenic structure: a) granular structure; б) grainy structure.

Морфологическое описание профиля почвы:

O – 0–1(5) cм – влажный; очень темно-бурый; слабо-, сред-неразложившиеся органические остатки; густые корни кустарнич- ков до 4 мм в диаметре, среди них много отмерших. Граница волнистая, переход резкий.

Aao – 1(5)–4(5) см, мощность до 5 см – рассыпчатое сложение; буровато-темно-серый, местами серовато-бурый; прочная икряная структура 1(2) мм; много корней. Переход ясный, граница волнистая.

B – 4(5)–10(19) см – влажный; буровато-серый, блеклый; структура неоднородная в разных частях: зернисто-плитчатая, оре-ховатая, творожистая, местами отсутствует; пор нет, корней мало (до 2 мм в диаметре). Переход постепенный.

CRM1 – (10)19–40 см – влажный; буровато-темно-серый (темнее B); зернистая 1(2) мм структура 1-го порядка, творожистая – 2-го. Включения темно-бурого песка в виде отдельных скоплений. Переход постепенный.

CRM2 – 40–55 см – мокрый; буровато-темно-серый; мелко-зернисто-ооидная структура 1-го порядка, творожистая – 2-го. Переход постепенный.

Сcrm – от 55 см – влажный; буровато-темно-серый; орехова-то-плитчатая структура 1-го порядка, творожистая – 2-го. Единичные корни до 2 мм в диаметре.

Вся минеральная толща – тяжелый суглинок. Мерзлота не вскрыта.

Почва: криометаморфическая грубогумусированная.

Глееватые подтипы криометаморфических почв были описаны только в составе микроструктур, преимущественно бугоркова-тых (рис. 2в). Пятна оглеения встречались только в верхней части профиля, для которой характерна слабая плитчатая структура, либо ее отсутствие. Этот горизонт, если исключить пятна глея, аналогичен по свойствам некоторым верхним горизонтам типичных крио-метаморфических почв Колгуева: бесструктурный, липкий, тиксотропный. В трех разрезах, отличавшихся сухостью профиля и преобладанием окисленных форм глея в верхнем горизонте Bg, наблюдалась выраженная плитчатая структура этого горизонта.

Глееземы криометаморфические (рис. 4) диагностировались по наличию в верхней части профиля неоднородной окраски (сизых и ржавых пятен), занимающей более половины площади горизонта, при этом преобладание сизых тонов не было обязательным. Глееземы криометаморфические были выделены преимущественно в составе микроструктур почвенного покрова. Они были описаны в 8 траншеях на выположенных поверхностях, на легко- и среднесуглинистых и супесчаных отложениях (полевое определение) под тундровой растительностью с различной долей ивняков, кустарничков, трав и лишайников в сообществе. Мерзлота была вскрыта только в одной траншее – на глубине 70 см в июне, так что можно предположить, что все почвы этого типа в рассматриваемом регионе протаивают глубже 1 м.

Поскольку условия формирования этих почв различаются, то невозможно выделить наиболее характерный для Колгуева профиль глееземов криометаморфических. Часть почв имеет сизоватую с ржавыми пятнами окраску всего горизонта, другие – только пятна оглеения на грязно-буром фоне, что их роднит с глееватыми подтипами криометаморфических почв. Глееземы также различаются по свойствам глеевого горизонта: для профилей, находящихся в более дренированных условиях, характерна плитчатая структура, а в переувлажненных разрезах глеевый горизонт бесструктурный. В некоторых разрезах наблюдаются признаки потечной миграции гумуса, что дает основания выделять потечногумусовый подтип.

Довольно четко на две равные группы глееземы криомета-морфические разделяются по мощности подстилочно-торфяного горизонта: в части профилей горизонт менее 5 см, слабо- и средне-разложившийся, черный или бурый (рис. 4б); у других – мощный, около 7–10 см, черный, пронизанный густыми корнями, плотный и, как правило, не мажущийся, слаборазложившийся (рис. 4а). Последние предварительно выделены как новый отдельный подтип: торфянистые, так как переходных форм с глееземами криомета-морфическими типичными не наблюдается, и процесс аккумуляции органического вещества в этих почвах развит значительно сильнее. Выделение же нового типа торфяно-глееземов криомета- морфических, в которых в равной степени сочетаются признаки торфяно-аккумулятивного, глеевого и структурно-метаморфического процессов, нам кажется преждевременным. Помимо упомянутых отличий в свойствах органического горизонта, для торфянистого подтипа глееземов криометаморфических характерна водопрочная структура в горизонте CRM

а)

Разрез К2229

N 69.125308°; E 49.953757°

б)

Разрез К2205

N 69.122918°; E 49.975078°

Рис. 4 . Глееземы криометаморфические а) б) криотурбированный.

Fig. 4. Cryometamorphic gleezems: а) peaty; б) cryoturbated.

торфянистый;

Разрез K2229 (рис. 4а) заложен на пологом склоне (2°) юговосточной экспозиции, на высоте 25 м н. у. м. N 69.125308°; E 49.953757°. Микрорельеф – пологие бугорки. Растительность:

кустарничково-моховая тундра. На бугорках: Salix lanata не превышает по высоте 20 см (ПП 30%); обильно – Vaccinium uliginosum ; меньше – Betula nana (на большинстве бугорков); рассеяно – Rubus chamaemorus и Vaccinium vitis-idaea . На бугорках и в мочажинах – проективное покрытие травяного яруса менее 5%, представленного в основном осокой. Моховый ярус сплошной. На бугорках могут присутствовать лишайники. Между бугорками встречаются мочажины, занятые гидрофильными мхами.

Морфологическое описание профиля почвы:

O – (+7)–0 cм – рыхлый, бурый, слабо разложившиеся органические остатки: очес мхов и листья кустарников.

T – 0–9 см – уплотненный, сырой, темно-бурый до черного, не мажется, сероватые минеральные прослои.

G – 9–20(22) см – мокрый; окраска неоднородная: сероватобуроватый фон и со светло-сизоватыми и светло-рыжеватыми пятнами; структура непрочная творожистая.

CRM – 20(22)– >50 см – мокрый, буро-серый, структура комковатая 1.5–2 мм (грани не выражены из-за влажности), центральная часть агрегатов плотнее, суше.

Вся минеральная толща – средний к тяжелому суглинок, уплотненный, умеренно липкий.

Почва: глеезем криометаморфический торфянистый.

Разрез К2205 (рис. 4б) заложен в верхней части пологого слабовыпуклого склона (1°) северо-западной экспозиции, на высоте 30 м н. у. м., N 69.122918°; E 49.975078°. Микрорельеф бугорко-ватый; высота бугорков 20–30 см при длине 80–150 см, занимаемая ими площадь – 50%; встречаются округлые и вытянутые бугорки. Растительность:  редкоивовая кустарничковая травяно-мохово лишайниковая тундра. Отдельные кусты Salix lanata не превышают 40 см в высоту; ПП кустарничков – до 70%, трав – до 20%; моховолишайниковый ярус сплошной, но на бугорках мхи заметно угнетены, лишайники отсутствуют в мочажине, на бугорках их ПП достигает 90%.

Морфологическое описание профиля почвы:

O – 0–1 см – свежий; почти черный; слабо-, среднеразло-жившееся органическое вещество с примесью минеральной части (песка, ила). Переход резкий, граница ровная.

G – 1–9(30) см – влажноватый, мраморовидная окраска: сизосерые пятна (преобладают до 7(15) см) и рыжевато-ржавые пятна (преобладают от 15 до 30 см – Gox); неоднородный гранулометрический состав: от супеси до легкого суглинка; плитчатая, постшли-ровая структура, местами скелетаны по граням (шлирам); корней много до 10 см, ниже – мало. Переход резкий (возможно, литологическая граница), граница карманная (шаг 0.5 м – 1 м).

CRM@ – 9(30) – >70 см – чуть влажнее, серовато-светлобурый, опесчаненный легкий суглинок; зернисто-комковатая структура с тенденцией к горизонтальной делимости, агрегаты от 1 до 3 мм размером (преобладают 2 мм), часто округлые, к низу горизонта шлировость заметнее; сильная опесчаненность, особенно в нижней части – до супеси; редкие корни. Включения: сланец, похожий на уголь. Деформированный прослой: рыже-бурый мелкий песок, ожелезненный. Также присутствует коричневый прослой, пропитанный органическим веществом.

Во всем профиле встречаются камни до 3 см диаметром, иногда выветрелые, рыжие. Сезонная мерзлота на 70 см (24 июня), над мерзлотой – горизонт сырой, тиксотропный.

Почва: глеезем криометаморфический криотурбированный.

“Подбуры криометаморфические” (рис. 5) – так, основываясь на принципах Классификации почв России, нами был назван новый тип почв, в профиле которых сочетается альфегумусовый и криометаморфический горизонты, а признаки оподзоливания отсутствуют. Подбуры криометаморфические первоначально были описаны на Колгуеве в трех разрезах на высотах 65–75 м на опес-чаненных суглинках, в центральной части острова на левом берегу р. Песчанка, где они являются, по всей видимости, основным типом плакорных поверхностей. Растительность этого ландшафта: мохово-лишайниковые тундры с высокой долей злаков и осок в растительном покрове и мелко-бугорковатым микрорельефом (бу- горки размером 30–50 см в длину и до 15 см высотой). Мерзлота не была вскрыта ни в одном из разрезов.

Почвы отличаются наличием в верхней части профиля бурокоричневого горизонта, обогащенного оксалаторастворимым железом и алюминием (табл. 3). Профиль имеет унаследованный от пород светлый теплый тон окраски и гранулометрический состав от тяжелых до легких суглинков (табл. 2). Выраженная криогенная структура характерна для всего профиля, в верхней части с тенденцией к плиткам, а ниже становится крупнее, увеличивается обилие скелетан. Бугорки сложены минеральной массой, обогащенной грубым органическим веществом, так что здесь можно выделить грубогумусированный подтип. Для верхних минеральных горизонтов характерна сильнокислая и кислая реакция среды (4.5– 5.5), а на глубине 60 см она может повышаться до нейтральной (табл. 3).

Приведем описание одного из разрезов.

Разрез K1811 (рис. 5а) заложен на слабовыпуклой поверхности водораздела, на высоте 69 м н. у. м. (N 69.195524°; E 48.929120°). Микрорельеф ровный с отдельными бугорками высотой 10–20 см, доля бугорков <30%. В растительном покрове кустарники отсутствуют; кустарнички присутствуют редкими пятнами (ПП 5%): Empetrum hermaphroditum, Arctous alpina, Betula nana ; травянистый покров разреженный (ПП 5%), представлен в основном редкими куртинами злаков.

Морфологическое описание профиля почвы:

Oao – мощность от 7 см на бугорке до 1 см на выровненной поверхности – рыхлый; мягкий; свежий; красновато-темно-бурый; легкий суглинок; мелкокомковатый (<1 см), объединяется в непрочные крупнокомковатые агрегаты; крупные поры; корней много, до 5 мм в диаметре. Переход заметный, граница волнистая.

BHF – +3(1)–22 см (мощность 32–21 см) – уплотненный, рассыпчатый; свежий; бурый с серым оттенком, встречаются более темные (буроватые) и светлые субгоризонтальные прослои; легкий суглинок, слабая глыбисто-комковатая структура 1-го порядка, прочная плитчато-комковатая структура 2-го порядка. Переход постепенный по наличию скелетан, цвету.

CRM1 – 22–29 см (7 см мощность) – свежий; охристо-светлобурый; опесчаненный легкий суглинок; слабая глыбистая структура 1-го порядка с тенденцией к горизонтальной делимости, прочная комковатая структура 2-го порядка, скелетаны по граням тонкие, не отбеленные.

CRM2 – 29–45 см (мощность 16 см) – свежий; более серый и темнее, со светлыми контрастными обильными скелетанами; опес-чаненный легкий суглинок; слабая глыбистая структура 1-го порядка, прочная зернисто-ореховатая структура 2-го порядка; корней мало, тонких. Переход постепенный по структуре.

CRM3 –от 45 см (мощность более 20 см) – свежий; серовато-темно-бурый с обильной кремнистой присыпкой, местами прокрашенной Fe; опесчаненный легкий суглинок; мелко-глыбистая структура 1-го порядка с тенденцией к горизонтальной делимости, непрочная ореховатая структура 2-го порядка. С глубиной увеличивается ожелезненность песка (на 65 см практически весь оже-лезнен).

Во всем профиле встречаются камни до 15 см в диаметре, преимущественно окатанные, иногда расколотые.

Почва: подбур криометаморфический грубогумусированный.

Подбуры криометаморфические аналогичны описанным Тонконоговым (2010) криометаморфическим почвам, в которых также в верхней части профиля наблюдается более темная окраска. Кроме того, автор высказывает предположение, что генезис почвенной структуры в этой части профиля связан с иллювиированием соединений железа и органического вещества. То есть этот горизонт можно также выделить и как альфегумусовый (BHF), а почвы, соответственно, отнести к подбурам криометаморфическим. Процессы иллювиальной аккумуляции полуторных оксидов в верхнем горизонте (без выделения подзолистого) описаны в криометамор-фических почвах юго-востока Большеземельской тундры в работе Русановой и Шахтаровой (2013), где перераспределение R 2 O 3 связано, в частности, со скелетанами.

а)

Разрез К1811

N 69.195524°; E 48.929120°

б)

Разрез K2318

N 69.120656°; E 49.908984°

Рис. 5. Подбуры криометаморфические: а) грубогумусированный; б) иллювиально-гумусовый глееватый криотурбированный.

Fig. 5. Cryometamorphic podburs: а) raw-humus; б) illuvial-humus, gleyic cryoturbated.

Позднее в восточной части Колгуева под моховолишайниковой растительностью и бугорковатым микрорельефом нами был описан в двух разрезах иллювиально-гумусовый глеева-тый криотурбированный подтип подбуров криометаморфических (рис. 5б). Он отличается темно-бурым горизонтом ВН неоднородной окраски с пятнами оглеения и с неровной нижней границей.

Перегнойно-криометаморфические (рис. 6) почвы были описаны в 4 траншеях в составе микроструктур и в 4 разрезах, расположенных на пологих склонах, сложенных суглинистыми отложениями, преимущественно в ивняково-моховых, но также и кустарничковых тундрах. Мерзлота была вскрыта в трех разрезах в пределах 50 см (в июле).

Перегнойно-криометаморфические почвы характеризуются наличием в верхней части профиля горизонта хорошо разложенного мажущегося органического материала мощностью от 10 до 20 см. Сразу под перегнойным горизонтом выделялся горизонт с выраженной зернисто-комковатой структурой, как правило, водопрочной. В случае, если в верхней части профиля присутствовали сизоватые пятна, такие почвы были отнесены к глееватому подтипу.

Разрез К2223 (рис. 6б) заложен в верхней части пологого склона (2–3°) юго-восточной экспозиции, на высоте 32 м н. у. м. N 69.088072°; E 49.804175°. Микрорельеф бугорковато-волнистый. Растительность: кустарниково-травяно-моховое сообщество. Доминирует Salix myrsinites (ПП 50–60%); в кустарничковом ярусе присутствует Salix reticulata.

Морфологическое описание профиля почвы:

H – мощностью 15–30 см – влажный; хорошо разложенное органическое вещество; очень темно-бурый до черного; густые корни. Граница ровная, резкая.

CRMg – мощность от 10 см – уплотненный; сырой; буровато-грязно-серый с сизоватыми и ожелезненными рыжими пятнами; тяжелый суглинок; округло-комковатая структура, округлые фрагменты более плотные и сухие при общей высокой влажности, при разминании становятся липкими.

Мерзлота на глубине 30 см (9 июля).

Почва: перегнойно-криометаморфическая глееватая мерзлотная.

а)                                   б)

Разрез K1816                  Разрез К2223

N 69.173441°; E 49.019426°      N 69.088061°; E 49.804225°

Рис. 6. Перегнойно-криометаморфические почвы: а) глееватая криогенно-ожелезненная; б) глееватая мерзлотная.

Fig. 6. Mucky-cryometamorphic soils: а) gleyic cryogenic ferruginous; б) gleyic cryic.

Описанные почвы можно расположить в матрице экологических условий, в которых они были описаны (табл. 1). Разделение по породным признакам основывается на полевых описаниях и более детальное разделение не представляется возможным в следствие пестроты и слабой изученности отложений. Из полученной таблицы видно, что экологические ниши многих типов почв пересекаются. В частности, перегнойно-криометаморфические почвы (в таблице 1 обозначены “ПК”) и глееземы криометаморфические торфянистые (“ГКт”) могут обнаруживаться в одинаковых условиях. Развитие того или иного типа почв может быть обусловлено разной предысторией эволюции ландшафта. Например, формиро- вание органогенных горизонтов (торфяного, перегнойного) напрямую связано с динамикой растительного покрова и степени увлажнения.

Поскольку в изученных почвах не наблюдается признаков педогенной элювиально-иллювиальной дифференциации профиля по гранулометрическому составу, то можно считать распределение фракций по профилю унаследованным от почвообразующих пород (если пренебречь криогенным выветриванием). В таблице 2 можно видеть разные варианты распределений, которые выявляют разнообразие почвообразующих пород и их внутрипрофильную неоднородность. Какой бы то ни было корреляции с генетическими типами почв и при этом установить невозможно. Стоит отметить, что для пород, на которых сформированы подбуры криометаморфиче-ские, не характерно более высокое содержание песчаных фракций, что не подтверждает предложенного в таблице 2 выделения “опес-чаненных суглинков”. Это противоречие может быть объяснено предположением, что отличительной чертой отложений может быть не валовое соотношение фракций, а наследуемая, например, текстура и сложение.

Свойствами пород, вероятно, определяется кислотность профиля. Однако низкие значения рН, характерные для подбуров криометаморфических, могут быть связаны и с почвообразовательными процессами.

Распределение железа и алюминия в профилях почв в целом подчиняется процессам, приводящим к аккумуляции полуторных оксидов: иллювиальному и криогенного ожелезнения.

В исследованных почвах в подстилочно-торфяных горизонтах содержание органического углерода коррелирует с данными потери при прокаливании (ППП, табл. 3). Соотношение C : N в верхних горизонтах составляет 15–20, и в трех из пяти разрезов снижается с глубиной до 10–15 (на 50 см).

На исследованной территории впервые описаны криомета-морфические почвы с потерей или уменьшением выраженности структуры в верхнем горизонте и при этом с отсутствием каких-либо признаков оглеения (описания были выполнены в сухие и влажные годы, в разных ландшафтах).

Таблица 1 . Расположение почв с криометаморфическим горизонтом в факторно-экологической матрице

Table 1 . Location of soils with the cryometamorphic horizon in the factor-ecological matrix

Дренированность		Дренированные позиции			Умеренно-дренированные позиции	С избыточным увлажнением
Рельеф		Бровки	Выпуклые вершины холмов, выпуклые склоны		Плоские вершины холмов, пологие ровные склоны	Нижние части пологих склонов, ложбины на ровных склонах
Уклон		0-5°		0-2°
Растительность		Мохово-          Кустарничко- лишайнико-          во-моховые вые тундры           тундры				Кустарниковые тундры Доля ив> 50%
hQ Ч О Л О к 0) S В $ о о и о к	серые и бурые суглинки	К	К свс
			[Кг]
				[ПК]	ПК
				ГКт		[ГКт]
				[ГК]
	опесчанен-ные суглинки и супеси			[К]
				ГК
				ПБк

Примечание. К – криометаморфические без потери структуры в верхней части профиля; К _свс – криометаморфические со слабо выраженной структурой в верхней части профиля; Кг – криометаморфические глееватые; ГК – глееземы криометаморфические; ГКт – глееземы криометаморфические торфянистые; ПБк – подбуры криометаморфические; ПК – перегнойно-криометаморфические; [] – почва только в составе комплекса.

Note. К – cryometamorphic soils without loss of structure in the upper part of the profile; Ксвс – cryometamorphic soils with a lacking soil structure in the upper part of the profile; Кг – cryometamorphic gleyic soils; ГК – cryometamorphic gleezems; ГКт – cryometamorphic peaty gleezems; ПБк – cryometamorphic podburs; ПК – mucky-cryometamorphic soils; [] – soil only as a part of the complex.

Таблица 2 . Гранулометрический состав почв

Table 2 . Particle-size distribution data

Горизонт	Глубина, см	Содержание фракций, %; размер частиц мм
		1– 0.25	0.25– 0.05	0.05– 0.01	0.01– 0.005	0.005– 0.001	<0.001	<0.01 мм
Разр. K1905 Криометаморфическая
B	5–19	2.87	26.7	20.78	7.65	19.06	22.94	49.65
CRM1	19–40	3.61	28.76	15.74	5.43	12.54	33.92	51.89
CRM2	40–55	2.96	22.31	17.06	9.11	13.03	35.53	57.67
Разр. K1908 Криометаморфическая
Oao	+10–0	10.78	55.79	15.01	3.46	4.81	10.15	18.42
B	0–10	10.01	55.19	13.03	2.72	4.96	14.09	21.77
Bcrm	10–20	5.77	50.69	14.81	2.6	7.78	18.35	28.73
BC	20–35	5.11	40.95	16.34	4.49	7.56	25.01	37.06
C	35–55	3.8	31.64	18.2	6.36	11.68	28.32	46.36
Разр. К1901 Глеезем криометаморфический торфянистый
G	10–17	1.51	7.16	15.55	6	14.35	55.43	75.78
CRM	17–35	2.62	33.68	18.37	5.55	9.78	30	45.33
Разр. K1811 Подбур криометаморфический
BHF	+3–22	9.69	40.61	17.68	3.43	9.44	19.15	32.00
CRM1	22–30	8.45	41.93	15.89	4.37	8.33	21.03	33.70
CRM2	30–45	9.12	48.73	13.42	2	7.55	19.18	28.70
CRM3	45–65	15.67	55.98	7.11	3.53	2.85	14.86	21.20
Разр. K1909 Подбур криометаморф						ический
Oao	+15–0	6.4	22.67	30.05	6.26	13.93	20.69	40.88
BHF	0–15	3.06	30.56	23.87	6.89	16.16	19.46	42.51
BF	15–20	3.32	31.45	19.5	6.45	12.01	27.27	45.73
CRM	20–40	3.5	32.08	19.77	7.23	8.94	28.48	44.65
CRMg	40–60	3.35	31.18	19.16	5.4	9.27	31.64	46.31

Таблица 3 . Физико-химические свойства почв

Table 3. Physicochemical properties of studied soils

и я о Я а О U	л я U	3х е е	С орг	Nобщ	pH		Fe-d по Джексону, %	о fa	©	и н
			%		я © я			по Тамму, %
Разр. K1905 Криометаморфическая
O	0–5	62.5	26.48	1.38	6.2	5.7
B	5–19		1.09	0.07	6.4	5.5	1.19	0.46	0.16	0.053
CRM1	19–40		0.63	0.04	7.0	6.2	1.41	0.55	0.07	0.060
CRM2	40–55		0.76	0.04	7.4	7.1	1.24	0.52	0.10	0.050
Разр. K1908 Криометаморфическая
Oao	+10–0	10.9	3.96	0.2	5.3	3.8	0.38	0.20	0.19
B	0–10		1.13	0.07	5.9	4.0	0.99	0.37	0.27	0.036
Bcrm	10–20		0.46	0.03	6.3	4.0	1.54	0.39	0.24	0.036
BC	20–35		0.26	0.02	6.8	4.0	1.44	0.26	0.15	0.041
C	35–55		0.31	0.03	7.2	4.5	1.76	0.27	0.13	0.049
Разр. К1901 Глеезем криометаморфический торфянистый
O	0–10	59.3	26.24	1.49	6.3	5.7
Gcf	10–17		4.28	0.29	6.1	5.4	2.76	1.21	0.22	0.072
CRM	17–35		0.71	0.03	7.0	6.0	1.46	0.41	0.06	0.061
Разр. K1811 Подбур криометаморфический
Oao	+10–+3		4.01	0.24	4.0	3.4
BHF	+3–22		1.45	0.07	4.5	3.6	1.60	0.62	0.41	0.026
CRM1	22–30		0.45	0.04	5.1	3.7	1.51	0.32	0.21	0.028
CRM2	30–45		0.26	0.02	5.4	3.8	1.02	0.18	0.10	0.019
CRM3	45–65		0.31	0.02	5.5	3.9	1.02	0.20	0.14	0.019
Разр. K1909 Подбур криометаморфический
Oao	+15–0	23.6	8.34	0.53	5.0	3.6	1.97	0.79	0.42
BHF	0–15		2.27	0.16	5.5	3.9	1.77	0.89	0.47
BF	15–20		1.13	0.08	5.9	3.9	2.22	0.91	0.52
CRM	20–40		0.39	0.03	6.3	3.9	1.91	0.35	0.29
CRMg	40–60		0.33	0.03	6.6	4.1	1.88	0.25	0.20

Причина слабой выраженности структуры остается не ясна. Базово можно выдвинуть две версии: она разрушается, либо, наоборот, находится в начальной стадии формирования. Можно предположить, что разрушение структуры связано с более ранними стадиями оглеения. На это указывает наличие переходных вариантов и морфологическая схожесть данных почв с глееватыми подтипами. Однако при этом встает вопрос о механизме участия огле-ения в разрушении структуры.

Предполагается, что криогенная структура является дальнейшей стадией трансформации шлировой текстуры под действием циклов промерзания и оттаивания (Полевой определитель почв, 2008; Van Vliet‐ Lanoë, Fox, 2018). Однако, далеко не во всех описанных криометаморфических горизонтах наблюдаются признаки горизонтальной делимости. Таким образом, стоит предположить существование нескольких механизмов формирования структуры в тундровых почвах: либо разных криогенных, либо каких-то еще, кроме криогенного. Бесспорным остается факт, что заметно большее, чем предполагалось, количество тундровых почв имеют горизонты, обладающие выраженной структурой.

Полученные данные подтверждают, что в подзоне типичной тундры, криометаморфические почвы можно считать “зональными” наряду с другими типично-тундровыми почвами, что подтверждает представления о зональности (Горячкин и др., 2008; Горячкин, 2010). При достаточно большом охвате изученной территории на ней не выявлены криометаморфические почвы с подзолистым горизонтом – светлоземы. Это подтверждает, что их ареал не заходит в подзону типичных тундр.

В районах южной тундры и лесотундры широко распространены глееземы криометаморфические (Пастухов, 2008; Пастухов Забоева, 2010; Русанова, Шахтарова, 2012). На Колгуеве они встречаются более ограничено, в основном в составе микроструктур, соответственно, их нельзя считать полноценными “зональными” почвами. Их малое участие может быть связано как с климатическими, так и с литогенными причинами (Горячкин и др., 2008).

Особенность распространенных на Колгуеве криометамор-фических почв – потеря структуры в верхнем горизонте – может быть следствием их переходного положения между криометамор-фическими почвами и глееземами криометаморфическими в географическом аспекте или эволюционном.

Особый интерес представляют подбуры криометаморфиче-ские. Как уже было отмечено, признаки иллювиирования железа и гумуса наблюдались и в других криометаморфических почвах (Тонконогов, 2010; Русанова, Шахтарова, 2013). Можно предположить, что развитию процесса альфегумусовой дифференциации способствует криогенная сепарация гранулометрических фракций, улучшающая возможность вертикальной миграции растворов. То есть развитие альфегумусового процесса в этих почвах возможно благодаря криогенезу, а значит, имеет свою зональноклиматическую приуроченность.

Характерная размерность почвенных агрегатов в криомета-морфических горизонтах почв, описанных на Колгуеве, в основном укладывается в диапазон до 3 мм. Это соотносится с отмеченным в работе Тонконогова (2010) уменьшением структуры по мере продвижения на север. Однако в Полевом определителе почв (2008) размер криогенной структуры определен как 3–10 мм, в связи с чем видится необходимость скорректировать представления о криогенной структуре.

Описанные почвы, в которых криометаморфический горизонт сочетается с признаками оглеения, образуют единый ряд, в котором в верхнем горизонте постепенно нарастают признаки оглеения. Однако площадь сизых пятен (более или менее половины площади) может перенести почву в другой отдел: из криометамор-фических в глеевые, что кажется не совсем корректным. На наш взгляд, представляется более логичным поместить глееземы крио-метаморфические в отдел криометаморфических почв.

Классификация почв предполагает довольно грубое разделение органических горизонтов на подстилочно-торфяный (О), тор-фяный (Т) и перегнойный (Н). При этом для тундровой зоны, где торфонакопление замедленно, а аккумуляция и трансформация органического вещества имеет свою специфику, такого разделения недостаточно. Таким образом, как мы видим на примере описанных глееземов криометаморфических, важным граничным значе- нием является 5 см мощности горизонта. Большинство автоморфных почв Колгуева имеют подстилочно-торфяный горизонт именно такой мощности. При мощности более 5 см подстилочно-торфяный горизонт по свойствам больше похож на торфяный: плотный, темный, мокрый.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Авторами исследовано несколько районов Колгуева и выявлено, что в них распространены почвы с криометаморфическим горизонтом. При этом они встречаются на мелкоземистых породах практически любого гранулометрического состава, за исключением песков.

Наиболее широко представлен в почвенном покрове тип собственно криометаморфических почв. Они отличаются потерей структуры в верхнем горизонте. Глеевые подтипы криометамор-фических почв, а также глееземы криометаморфические на изученных территориях встречались ограничено. Первые – только в составе микроструктур. Среди последних выделяется группа глее-земов криометаморфических торфянистых с торфяным горизонтом мощностью около 10 см. В нескольких разрезах на востоке острова нами были описаны перегнойно-криометаморфические почвы. В центральной части острова автоморфные позиции плакоров занимают почвы с ярко выраженным альфегумусовым горизонтом, которые были нами выделены в новый тип подбуров криометамор-фических. Выявленное разнообразие почв уточняет ареалы их распространения и дает материал для уточнения представлений о географии почвенных процессов.

В некоторых разрезах нами были описаны переувлажненные криометаморфические почвы с водопрочной структурой, которая также характеризовалась более плотной и сухой внутрипедной массой. Последнее может быть следствием сепарации гранулометрических фракций. Было установлено, что криогенная структура в почвах может различаться по наличию постшлировой текстуры, степени округлости агрегатов, однородности, наличию скелетан, водопрочности. Следовательно, описание структуры необходимо давать наиболее подробное, так как она может нести информацию о еще не выявленных закономерностях и процессах.