Влияние изменения высотно-растительных условий на гранулометрию буроземов (Средний Урал)

Гранулометрический состав (ГС) почв является основным структурным уровнем организации твердого вещества почвы, отражает генезис почв, трансформацию их в процессе почвообразования, определяет структурные и функциональные свойства почв [2-7]. Способом представления данных гранулометрического состава (ГС) почв при большом объеме данных является устойчивое среднее соотношение фракций ГС, определенное как «формула» ГС. Структурная формула ГС почв определяется по средневзвешенному содержанию фракций, что дает наиболее точное представление по профильному распределению фракций [1-6]. Формулой может быть охарактеризован ГС, как в пределах разновидности, так и в пределах любой территории. Формула ГС может быть записана как 46 чисел, отражающих среднее содержание основных фракций (ила, мелкой, средней и крупной пыли, мелкого, крупного и среднего песка). Полученный материал позволяет сделать заключение о классификационной принадлежности почвы, литологии почвенного профиля и его особенностях, дать оценку характера распределения частиц по размерам по генетическим горизонтам [8].

Цель исследований - изучить влияние изменения высотно-растительных условий на ГС буроземов. Задачи исследований: определить ГС; изучить распределение элементарных почвенных частиц ЭПЧ в пространстве; оценить структурные формулы ГС буроземов. Для выявления роли влияния изменения высотно-растительных условий на гранулометрию почв в обработку были включены данные ГС 16 разрезов буроземов на горе Северный Басег, которые встречаются в разных высотно-растительных поясах: горно-лесном (315-430 м н.у.м.), подгольцовом (парковое редколесье, субальпийские луга, криволесье) на высоте 500-650 м. Исследуемые почвы объединили в 4 группы по высотным условиям формирования: I группа - на высоте 315-352 м (разрезы 26, 34, 35, 36, 43); II группа - 353-430 м (разрезы 9, 10, 37, 38, 39); III группа - 565-590 м (разрезы 17, 19); IV группа - 591-646 м (разрезы 58, 59, 61, 62). Анализ ГС выполнен пипет-методом по Качинскому на кафедре почвоведения. Структурная формула рассчитана по [6]. Статистическая обработка данных проведена в программах Statistica и Excel.

Почвы по содержанию физической глины в мелкоземе почв в I и II группе являются тяжелосуглинистыми и глинистыми разновидностями, в III группе преобладают средне- и легкосуглинистые разновидности, редко встречаются тяжелосуглинистые; в IV группе - средне- и легкосуглинистые почвы. Таким образом, с увеличением высоты местности ГС мелкозема почв становится более легким.

Определены устойчивые средние соотношения фракций ГС для всех почв на изученной территории. Для выделенных высотных групп определены структурные формулы буроземов.

Так, для буроземов глинисто-иллювиированных в подпоясе субальпийских лугов (IV группа) установлено соотношение гранулометрических фракций: 20:29:12:18:21 (песчаная: крупнопылеватая: средняя пыль: мелкая пыль: илистая). Для буроземов элювиированных, формирующихся в парковом редколесье (III группа) мы получили следующую формулу ГС: 17:33:13:20:16. В буроземах глееватых, ожелезненных, элювиированных и грубогумусированных горно-лесного пояса определены формулы ГС для II группы (16:30:11:17:24) и I группы (15:27:16:21:23).

Структурные формулы ГС показывают, что во всех буроземах фракция средней пыли содержится в минимуме, в пределах 12-16%, независимо от высотно-растительных условий. Содержание крупной пыли во всех почвах, напротив, является максимальным во всех группах почв и изменяется незначительно, в пределах 27-33%. Отмечается тенденция к понижению содержания фракций песка и крупной пыли от более высоких позиций на склоне горы к низким.

Между средневзвешенным содержанием фракций в межоземе почв рассчитаны коэффициенты корреляции, которые показывают тесноту связи между ними. Так, содержание песчаной фракции и крупной пыли имеют обратную среднюю тесноту связи с содержанием средней пыли и ила (табл. 1). Содержание средней пыли имеет среднюю тесноту связи с содержанием ила (0,401) и сильную в целом со средневзвешенным содержанием физической глины (0,809). Содержание мелкой пыли в буроземах является инертным, так как не имеет существенных связей с содержанием других частиц и фракций.

Таблица 1

Корреляционная матрица между высотой местности и средневзвешенным содержанием фракций

	1,0-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001	<0,07
Высота, м	0,339	0,185	-0,175	-0,149	-0,246	-0,314
1,0-0,05		0,335	-0,683	-0,099	-0,545	-0,829
0,05-0,01			-0,642	-0,037	-0,514	-0,802
0,01-0,005				0,040	0,401	0,809
0,005-0,001					-0,361	0,074

В горных условиях одновременно протекают процессы выветривания и почвовобразования, но с разной интенсивностью в зависимости от высотно-растительных условий [2-5, 7]. Для горных почв песчаная и крупнопылеватая фракции являются важными составляющими ГС, так как их высокое содержание связанно с процессами выветривания минеральной части почвы. Так, в буроземах паркового редколесья преобладают процессы разрушения минеральной части почвы (по максимальным значениям суммы песчаной и крупнопылеватой фракций), а в буроземах в нижней части горно-лесного пояса - процессы почвобразования, в том числе и оглинения. Сумма средней пыли и ила выше в почвах, формирующихся в условиях горной тайги, то есть в более низких позициях по высоте. Таким образом, наличие этих частиц является более значимым для генезиса буроземов в горно-лесном поясе. Разница между содержанием физического песка (ФП) и физической глиной (ФГ) закономерно увеличивается в буроземах по склону сверху вниз. Самостоятельное содержание ЭПЧ практически не имеет связей с высотой местности, а расчитанные соотношения между ЭПЧ имеют очень тесную связь с высотой местности и зависит от преобладающей растительности.

Таким образом, соотношение между содержанием суммы фракций более 0,01 мм и суммой фракций

Таблица 2

Соотношения средневзвешенного содержания фракций и ЭПЧ в мелкоземе буроземов

Высотная группа Растительность 2(1,0-0,05 + 0,05-0,01) 2(0,01-0,005 + <0,001 (0,05-0,01)-(<0,001) ФП-ФГ IV Луга 49 33 8 -2 III Парковый лес 50 29 17 2 II Пихтово-еловые леса 46 35 6 8 I Ельники 42 39 4 15 Корреляция с высотой 0,926 -0,833 0,688 -0,939 страны: тезисы докладов VII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Часть I. Москва-Белгород: Издательский дом «Белгород», 2016. С.

Таким образом, формула гранулометрического состава отражает особенности генезиса почв в конкретных высотно-растительных условиях. Структурная «формула» гранулометрического состава почвы, в которой выделяются центральные значения, наиболее «точно» соответствует среднему уровню сочетания факторов почвообразования, а другие значения варьируют и отражают локальные колебания факторов.