Лекция №9. Классификация, систематика, таксономия почв. Почвы полярного пояса

Классификация, систематика и таксономия почв
Классификация почв - это группировка почв в соответствии с определенной системой таксономических единиц и принципами классификации (класс, тип, подтип, род и т.д.).
Близкую классификации смысловую нагрузку имеет термин "систематика почв". В отечественном почвоведении систематикой почв часто называют группировку почв ниже почвенного типа.
Таксономия - система соподчиненных таксономических единиц (таксонов) разного уровня (тип, подтип, род и др.).
Классификационная проблема остается одной из наиболее дискуссионных как в России, так и в мировом почвоведении из­за различий в принципах, положенных в основу классификации почв мира. Большинство стран пользуются национальными классификациями.
Официально утвержденной и действующей в настоящее время является "Классификация и диагностика почв СССР (1977)". В ней систематизировано около 80 типов почв, которые сгруппированы в зонально-экологические группы (таежно-лесные, лесостепные, степные, сухостепные и др.). Зонально-экологические группы характеризуются типом растительности, суммой активных температур почвы на глубине 20 см, длительностью отрицательных температур на той же глубине и коэффициентом увлажнения. Они учитывают зональные и фациальные экологические условия

Общие закономерности
географического распространения почв
Все многообразие почв в природе возникло в результате различий в географическом положении и природных условиях. Изучение закономерностей распространения почв входит в задачу важнейшего раздела почвоведения - географии почв, в котором четко определились следующие ведущие направления:
учение о зональности почвенного покрова;
о вертикальной поясности;
о почвенно-биоклиматических фациях и провинциях;
учение о структуре почвенного покрова.
По каждому из этих направлений сформулированы законы географии почв:
- закон горизонтальной (широтной) почвенной зональности;
- закон фациальности почв;
- закон вертикальной почвенной зональности;
- закон аналогичных топографических рядов.

Законы географии почв
Закон горизонтальной зональности был сформулирован В.В.Докучаевым в 1898 году. Этот закон гласит, что типы почв распространены на поверхности земли полосами (зонами), имеющими широтное простирание и последовательно сменяющими друг друга с севера на юг в соответствии с изменениями климата, растительности и других условий почвообразования. Последующие исследования показали, что почвенные зоны не всегда имеют широтное распространение, а в некоторых случаях принимают меридианальное (Северная Америка), в связи с влиянием океанов и горных систем на биоклиматические условия и почвенный покров. Поэтому термин "широтная" почвенная зональность был заменен на термин "горизонтальная" почвенная зональность, в отличие от вертикальной. Наиболее четко широтная зональность почв проявляется в Европейской части России и в Западной Сибири.
Закон фациальности почв (по Л.И. Прасолову и И.П. Герасимову, 1945) заключается в том, что провинциальные (фациальные) особенности климата, обусловленные термодинамическими атмосферными процессами, связанными с влиянием океанов и горных систем, вызывают во многих частях почвенно-климатических поясов осложнение широтной зональности, вплоть до формирования особых типов почв. Части почвенно-географических поясов с индивидуально выраженным спектром почв в почвенно-географическом районировании называются почвенно-биоклиматическими областями. Внутризональные подразделения, основанные на том же принципе фациальности, получили название почвенные провинции. И.П. Герасимов выделил на равнинных территориях России и прилегающих стран девять почвенно-климатических фаций, которые впоследствии получили отражение в почвенно-биоклиматических областях и почвенных провинциях.

Закон вертикальной почвенной зональности установлен в.В.Докучаевым в 1899 г. на основе исследований почв Кавказа. Этот закон гласит, что в горных системах основные типы почв распространены в виде высотных поясов (зон), последовательно сменяющих друг друга от подножья гор к вершинам в соответствии с изменением климата и растительности. Число вертикальных почвенных поясов зависит от местоположения горной системы и высоты местности.
Закон аналогичных топографических рядов почв сформулирован в 1927 году С.А.Захаровым. Сущность его в том, что в разных почвенных зонах состав почвенного покрова различен, но распределение почв по элементам рельефа имеет аналогичный характер. На возвышенных элементах рельефа формируются почвы автоморфмые (генетически автономные), в нижних частях склонов ­ полугидроморфные и гидроморфные (генетически подчиненные), зависящие от привноса веществ с поверхностным и внутрипочвенным стоком. Закон аналогичных топографических рядов является одним из главных принципов, используемых в крупномасштабной картографии. Этот закон стал основой учения о структуре почвенного покрова, определяемой мезо- и микрорельефом. Кроме того, на его основе были сформулированы положения о том, что почвенная зона включает не один зональный тип, а целый комплекс родственных типов (Я.Н. Афанасьев, 1930).
Ю.А.Ливеровский (1964) предложил понимать почвенную зону как ареал сочетаний зональных (плакорных) и интразональных (внутризональных) типов почв. Например, в таежно-лесной зоне такими сочетаниями могут быть подзолистые почвы водоразделов и болотно-подзолистые - нижних частей склонов.

ПОЛЯРНЫЙ ПОЯС ЕВРАЗИАТСКАЯ ПОЛЯРНАЯ ОБЛАСТЬ
А. Зона арктических почв Арктики
а) фация арктических и мерзлотных почв
провинции: 1 - Таймырская
Б. Зона тундровых глеевых и тундровых иллювиально-гумусовых почв Субарктики
а) фация очень холодных длительно промерзающих почв
провинции: 2- Кольская, 3- Канинско-Печорская
б) фация очень холодных мерзлотных почв
провинции: 4 - Северо-Сибирская, 5 - Чукотско-Анадырская
Горные провинции:

Условия почвообразования и почвы арктической зоны
Арктические почвы формируются в условиях полярного холодного сухого климата. Осадков выпадает 50-200 мм, температура июля не выше +5°С, безморозный период отсутствует. Почвы оттаивают на глубину 30-40 см. Среднегодовые температуры отрицательные - от -14° до -18°С. Растительность представлена мхами, лишайниками, различными видами водорослей. Высшие растения на водоразделах занимают менее 25% территории. Количество опада - в пределах 0,5 т/га. Значительные площади занимает голый грунт. Большая роль в почвообразовании и формировании нанорельефа принадлежит криогенным процессам и физическому выветриванию.
Основным типом почв являются арктические, которые разделяют на два подтипа: арктические пустынные и арктические типичные гумусовые. Профиль состоит из двух горизонтов - А и С, иногда с переходным горизонтом АС. Для арктических почв характерны: небольшая мощность почвенного профиля, в пределах 30-40 см, скелетность, отсутствие оглеения, связанное с небольшим количеством осадков и просыханием почв под действием сильных ветров. Содержание гумуса в горизонте А может достигать 2-4%, реакция среды - от слабокислой до слабощелочной, в зависимости от состава почвообразующих пород. Иногда почвы содержат карбонаты и водорастворимые соли.

Условия почвообразования и почвы тундровой зоны
Климат тундровой зоны характеризуется холодной зимой, коротким летом. Осадков выпадает от 400 мм на Кольском полуострове до 150 - 250 мм в Восточной Сибири. Сумма температур выше 10°С - от 0° до 400-600°С в южной тундре, средняя температура июля - 8-13°С.
Относительная влажность воздуха достигает 80-90%. Средняя годовая температура колеблется от -2° на западе до -14-16° в азиатской части. Это зона вечной мерзлоты. Летом почва оттаивает на глубину от 30 см на болотных торфяных почвах и до 1-2 м на песчаных.
Растительность арктической тундры представлена злаково­осоково-моховыми ценозами, а в понижениях - гипново-осоковыми ассоциациями на полигональных болотах. Типичная тундра характеризуется господством мхов и лишайников. Мхи преобладают на суглинистых почвах, лишайники - на щебнистых.
При продвижении к югу, в лесотундру, начинают появляться кустарнички - карликовые березы, ива, вереск, багульник, голубика, а по долинам рек на песчаных и супесчаных почвах - изреженные, угнетенные леса (ель, береза, лиственница и др.).
Количество опада составляет 0,5-1 т/га. В составе опада - низкое содержание оснований и азота.

Почвообразующие породы представлены морскими, ледниковыми и аллювиальными отложениями. В формировании бугристого и пятнистого микро- и нанорельефа большая роль принадлежит криогенным процессам: трещинообразование, солифлюкция, термокарст и др.
Зональным типом почв являются тундровые глеевые почвы. Изучение генезиса тундрово-глеевых почв проводилось Ю.А. Ливеровским, Е.Н. Ивановой, И.В. Забоевой, Н.А. Караваевой, В.О. Таргульяном, В.Д. Василевской и другими учеными. Низкие температуры, короткий период биологической активности, поверхностное и внутрипочвенное (надмерзлотное) переувлажнение определяют направленность почвообразования в тундре. В формировании профиля тундровых глеевых почв принимают участие три группы процессов: гумусообразование (детритообразование), продуцирующее сухоторфянистый или грубогумусовый горизонт, оглеение и криогенез. Образование грубогумусовых и оторфованных горизонтов связано с пониженной биологической активностью и низким содержанием оснований и азота в составе опада.
Тундровые глеевые почвы имеют следующее строение почвенного профиля: А0 - А0А1 - Вg - G. Мощность почвенного профиля небольшая, ограничивается мощностью деятельного (сезоннооттаивающего) слоя. Мощность органогенных горизонтов А0+А0А1 может достигать 10-20 см. Содержание органического вещества в грубогумусовом горизонте составляет 5-10% и более, в оторфованном горизонте А0 - 30-60%. В составе гумуса преобладают фульвокислоты (Сгк:Сфк - 0,3-0,5). Отмечается повышенное содержание гумуса (1,5-2%) по всему профилю, связанное с потечностью гумуса и механической аккумуляцией над многолетне­мерзлым водоупорным горизонтом. Реакция среды кислая и слабокислая, насыщенность основаниями - 20-50%.

Почвы полярного пояса
Арктическая почва
Тундровая глеевая почва
А
АС
С
А0
А0А1
Вg
G

Разделение тундрово-глеевых почв на подтипы и роды связано с характером органогенных горизонтов (грубогумусовый, торфянистый, перегнойный), оглеением (поверхностно-глеевые, надмерзлотно-глеевые), с начальными стадиями проявления элювиальных и иллювиальных ЭПП (оподзоленные, иллювиально-железисто-гумусовые).
Болотные почвы тундры представлены преимущественно
низинными обедненными торфяными и торфяно-rлеевыми, но
встречаются и верховые.
Земледелие в тундре носит очаговый характер. Имеется опыт выращивания трав, капусты, моркови, лука, картофеля. Очаги
земледелия приурочены к легким песчаным и супесчаным почвам, чаще всего - в долинах рек с глубоким деятельным слоем или отсутствием горизонтов вечной мерзлоты. Весьма перспективным для тундровой зоны является закрытый грунт- выращивание овощей в теплицах.