Генезис

Формирование Флювисолей тесно связано с речной долиной. Часть территории речной долины, которая периодически заливается полыми водами рек, называется поймой, а почвы, формирующиеся в пойме, — аллювиальными или пойменными (Флювисолями). Они являются интразональными и представляют собой, как правило, самые плодородные и продуктивные почвы, которые наряду со специфическими чертами несут черты зонального почвообразования.

Почвы формируются под влиянием привноса взвесей из полых вод и их осаждения, что неизбежно приводит к слоистости материнской породы аллювиальных почв. Именно стратификация является главным признаком, отделяющим Флювисоли от всех других почв. Во многих случаях она легко определяется по гранулометрическому составу и содержанию органического вещества.

Минеральная часть Флювисолей образуется главным образом из наносов разного гранулометрического и минералогического состава в результате действия многообразных элементарных почвообразовательных процессов. Однако главной особенностью Флювисолей, что позволяет их объединить в одну обширную группу, являются поемные и аллювиальные процессы почвообразования.

Под поемным процессом понимают затопление поймы полыми водами, длительность которого может колебаться от нескольких дней до 1—2 мес. и больше. Поемность способствует поднятию грунтовых вод, смягчает климат, влияет на направленность микробиологической активности, а также на характер природной растительности и ее продуктивность, на солевой режим почв и почвенно-грунтовых вод.

По продолжительности стояния полых вод в пойме различают следующие виды поемности (по Шрагу).

Короткая поемность — срок затопления до 7 дней. Возможно возделывание большинства культур, принятых для данной зоны.

Средняя поемность — срок затопления от 7 до 15 дней. Исключается возделывание озимых культур, благоприятна для естественных и сеяных трав. Возможно выращивание плодовых насаждений.

Продолжительная поемность — от 15 до 30 дней. Исключается возделывание всех полевых сельскохозяйственных культур и плодовых. Можно выращивать влагоустойчивые травы.

Очень продолжительная поемность — срок затопления более 30 дней способствует заболачиванию территории.

Под аллювиальным процессом понимают принос паводковыми водами взмученного материала, размывание поймы и переотложение на ее поверхности взвешенных в воде частиц в виде слоя наилка или аллювия.

Большую роль в этом играют особенности водосборных бассейнов. Для влажных тропиков в дождливый сезон характерны продолжительные и многоводные паводки, что сказывается на проявлении поемного и аллювиального процессов.

В условиях тропиков аллювий пойм представляет собой результат аккумуляции богатых железом и алюминием продуктов разрушения водораздельных пространств, которые трансформируются в пойму паводковыми водами.

Флювисоли формируются на террасах, которые в зависимости от удаленности от русла и превышения над уровнем воды делятся на три уровня:

  • а) пойменные высотой 1—2 м;
  • б) первые надпойменные высотой от 1—2 до 4—6 м;
  • в) вторые надпойменные террасы высотой от 4—6 до 8—10 м.

Все вышеперечисленные террасы различаются по составу аллювиальных отложений, рельефу, гидрологическим условиям и как следствие по растительности и почвенному покрову, который в дельтах и долинах рек отличается исключительно большим разнообразием.

В зависимости от положения отдельных частей поймы по отношению к руслу реки всю территорию поймы можно разделить на 3 области: прирусловую; центральную; притеррасную, различающихся по составу аллювиальных отложений, рельефу, гидрологическим условиям и как следствие по растительности и почвенному покрову.

Гранулометрический состав аллювия связан со скоростью движения полых вод в пойме, которая резко уменьшается при переходе в пойму, что вызывает оседание в прирусловой части большого количества взвешенных частиц, прежде всего песчаных. В области центральной и притеррасной пойм откладываются более мелкие, главным образом пылеватые и иловатые, частицы. Кроме того, скорость течения по руслу реки изменяется в результате его мигрирования за счет боковой эрозии, что обусловливает асимметрию речных долин, а также за счет меандрирования. Имеет значение также длительность затопления, которая зависит от особенностей весеннего паводка, интенсивности дождей. В связи с этим изменяется и гранулометрический состав аллювия: суглинистые отложения сменяются песчаными и наоборот, т.е. характерной чертой аллювиальных наносов является их слоистость. Неодинакова и толщина аллювиальных отложений: в прирусловой части она колеблется от 1—2 до 10—15 см и уменьшается до 0,5 см в центральной и притеррасной частях.

Дифференциация по гранулометрическому составу проявляется на всем протяжении реки от верховьев до дельты. В верхней части аллювий грубый, песчаный, в средней — суглинистый, в дельте — глинистый, что связано с дренажом грунтовых вод. Ближе к дельте течение реки становится медленней, усиливаются минерализация речных и грунтовых вод, анаэробиозис, возрастает тенденция к заболачиванию и засолению.

Отмеченные особенности аллювиальных отложений по гранулометрическому составу, по мощности наилка, а следовательно, и по его плодородию влияют на видовой состав растительности, на аккумуляцию гумуса. Почвы прирусловой части малогумусированы и имеют слабовыраженную структуру. Более богатый питательными веществами наилок в центральной и притеррасной частях, лучшие условия для развития растений способствуют формированию хорошо острук- туренных, богатых гумусом почв.

У крупных рек на отдельных участках пойм состав аллювия может меняться, в поймах малых рек на всем протяжении он слабо изменяется или вообще не меняется. Большую роль в этом играют особенности водосборных бассейнов.

Состав аллювия имеет исключительно важное значение при формировании пойменных почв. Денисов (1971) выделяет по происхождению, составу и свойствам следующие группы аллювиальных отложений:

  • • отложения, бедные первичными минералами; из глинистых минералов в них преобладает каолинит, преобладают в зоне влажных тропиков. Отложения имеют тяжелый гранулометрический состав, кислую реакцию среды, они обогащены окислами железа, слабо насыщены основаниями, с низкой емкостью поглощения, бес- карбонатные, бедные органическим веществом и элементами питания растений. Такие аллювиальные отложения образуются у рек с водосборными бассейнами, расположенными на глубоко- выветривающихся горных породах, состоящих из каолинитовых кор выветривания. На этих отложениях в основном формируются тропические малогумусные кислые почвы;
  • • аллювиальные отложения, в составе которых более разнообразные первичные минералы, среди которых преобладают гидрослюды, а каолинит и монтмориллонит являются лишь сопутствующими. Отложения характеризуются слабокислой или близкой к нейтральной реакцией среды, в них выше степень насыщенности основаниями и емкость поглощения, больше содержат гумуса и питательных элементов. На таких отложениях формируются плодородные почвы;
  • • аллювиальные отложения горных территорий. Характеризуются меньшей отсортированностью аллювия, грубым грануломет-

рическим составом. Формируются слаборазвитые каменистые почвы;

  • • аллювиальные отложения дельтовых областей, которые испытывают влияние засоленных морских вод, что способствует образованию засоленных почв;
  • • аллювиальные отложения, содержащие карбонаты. Образуются в пустынных и засушливых областях при размыве карбонатных пород, формируются карбонатные пойменные почвы. Например, в пойме р. Нил они темноцветные, малогумусные, увеличенной мощности, часто слитые. Карбонатные пойменные почвы отличаются высоким плодородием;
  • • аллювиальные отложения, формирующиеся в поймах пустынь и засушливых районов при высыхании стариц, озер с тонкоилистыми темноцветными отложениями в основном с монтмориллони- товыми минерами. Они насыщены основаниями, имеют нейтральную или слабощелочную реакцию среды. Формируются черные слитые почвы (Вертисоли).

В зависимости от минералогического состава и свойств аллювиальных отложений могут образовываться кислые слаборазвитые почвы на каолинитовых отложениях, слитые маргалитные — на отложениях с преобладанием монтмориллонта в аридных условиях, черно-бурые эвтрофные и черные рендзиноподобные эвтрофные на гидрослюдистых отложениях и т.д.

На слоистых отложениях, преимущественно супесчаных и песчаных, образуются слаборазвитые почвы.

Синтез и минерализация органического вещества сопровождаются оглинением и латеризацией. Восстановленное железо окисляется и теряет подвижность, сульфиды переходят в сульфаты. При окислении большого количества серы почва значительно подкисляется (до pH 2—3). Если грунтовые воды сильно минерализованы и располагаются вблизи от поверхности, почвы подвергаются засолению. Подвижность фосфатов уменьшается, а калия увеличивается. Аллювиальные тропические и субтропические почвы богаты конкрециями Fe, Al, Мп; в аридных и полупустынных районах аккумулируются растворимые соли, карбонаты и гипс.

В засушливых областях и полупустынях, в притеррасной части пойм, наряду с засоленными почвами образуются солончаки и солонцы, они встречаются также в приморских дельтах.

Большое влияние оказывает рельеф почвы. Повышенные элементы поймы (гривы) сложены более легкими осадками, а пониженные (лога) более тяжелыми. Прирусловая пойма имеет обычно волнистый рельеф с резко выраженными песчаными валами и высокими гривами. В центральной части поймы рельеф становится более равнинным, однако и здесь хорошо различаются гривы и лога. Притеррасная пойма представляет собой несколько пониженную по отношению к центральной пойме территорию, большей частью заболоченную.

В зависимости от местных условий отдельные области поймы могут быть слабо выражены или отсутствовать. Например, в долинах горных рек поймы представлены преимущественно прирусловой областью, мелких маловодных степных рек — притеррасной.

В целом Флювисоли находятся в специфических биоклиматиче- ских условиях по сравнению с окружающими почвами водораздельных пространств. Прежде всего это периодическое обновление поверхности почвы седиментационными наносами (осаждение твердых взвесей из суспензий в виде аллювия). В свою очередь, их характер (цвет, гранулометрический состав, степень сортированности и слоистости, химический состав) зависит от гидрологических особенностей года, рельефа, геологического строения местности, свойств почв водосборной площади, облесенности и распаханности территории.

Генетическая общность Флювисолей определяется соотношением синхронно протекающих процессов почвообразования и литогенеза, что находит отражение в строении почвенного профиля. Распространение почв отражает эволюционно-генетические соотношения и подчиняется определенным закономерностям:

  • 1) зонально-географическим;
  • 2) гидролого-геоморфологическим;
  • 3) геоморфолого-генетическим (Добровольский, 1968).

Несмотря на единый генезис (поемный и аллювиальный), Флювисоли имеют определенные черты зональности в зависимости от местных гидрологических и биогеохимических режимов вод рек, наложения таких элементарных почвообразовательных процессов, как гумусонакопление, глееобразование, засоление, рассоление и т.д.

В аридных условиях тропиков и субтропиков при периодически возникающих ливневых потоках в долинах рек часто наблюдаются слабоотсортированные делювиально-аллювиальные каменисто-песчаные и песчаные отложения. В процессе высушивания мертвых рукавов, озер формируются суглинистые или глинистые темноокрашен- ные отложения, минеральная часть которых обогащена минералами группы монтмориллонита. Если водосборная территория представлена почвами и почвообразующими породами, содержащими карбонаты, образуется карбонатный аллювий, почвы приобретают нейтральную или слабощелочную реакцию среды благодаря обогащению обменными катионами и прежде всего кальцием. Среди глинистых минералов преобладает гидрослюда, встречается также монтмориллонит и каолинит. Когда аллювиальные отложения бедны первичными минералами, а среди вторичных минералов больше минералов группы каолинита, почвы, как правило, тяжелые кислые, слабо насыщенные катионами, обогащенные окислами железа.

Во влажных тропиках формируются почвы преимущественно на однородном глинистом субстрате, особенно в дельтах и устьях рек, поскольку размыву и сносу подвергается ферраллитный глинистый материал. Этим объясняется основное отличие Флювисолей от зо- нально-автоморфных почв.

В аридных областях специфика почвообразования определяется отсутствием постоянного водного потока в русле (сухие русла называют вади), периодичностью и кратковременностью поемного процесса, связанного с неоднократным разливом временных потоков воды во влажный период года (пульсирующая поемность). В этих условиях несколько смягчается гидротермический режим, свойственный аридному климату, дополнительная влагозарядка способствует повышению продуктивности растительности, отмечается наложение зонального процесса почвообразования. Продолжительное его воздействие, как правило, приводит к ослаблению исходной слоистости аллювиальных отложений, к более четкой трансформации физического и физико-химического состава. Прежде всего происходит сильная карбонатная цементация нижней части профиля. В замкнутых западинах, вытянутых преимущественно вдоль русла вади, в результате процессов выветривания и почвообразования, а также за счет внутрипочвенного перераспределения солей в бессточные понижения при слабой дренированности профиля наблюдаются аккумуляции водорастворимых солей и формирование Флювисолей, несущих признаки засоления.

По Добровольскому, процесс почвообразования в пойме подразделяется на несколько стадий. Первая — это период затопления. Поры почв заполняются водой, воздух практически отсутствует, полые воды соединяются с грунтовой водой. Образуются восстановленное мобильное железо, сернистые соединения, а также газы (NH3, H?S, С02, СН4), подвижность фосфора увеличивается, а калия уменьшается. Почвы сильно набухают и приобретают связность. Температура их понижается, характер синтеза и минерализации органического вещества изменяется. Более того, свойства почв определяются составом воды. При нейтральной реакции обогащения основаниями вода приводит к отложению аллювия, который характеризуется хорошей мик- роагрегатной структурой. Такие почвы не окисляются и в некоторых случаях становятся щелочными, основания не вымываются. Если полая вода кислая, она способствует лессиважу оснований, насыщению поглощающего комплекса водородом, повышению кислотности. Иногда наблюдается подзолообразование с лессиважем глинистых частиц вниз по профилю.

Вторая стадия начинается после ухода полой воды, причем в подтопляемых почвах и в это время продолжается первая стадия. Болотные, влажные почвы подвергаются окислению, которое проникает

на большую или меньшую глубину в зависимости от длительности сухого периода. В почвах гумусово-глеевых развитие указанного процесса ограничивается верхними слоями, в гумусовых охватывает весь профиль. Почвы теряют связность, сжимаются, растрескиваются по мере высыхания и распадаются на структурные отдельности. Вода уходит из пор, состав почвенного воздуха изменяется — H2S, NH3, СН4, С02 исчезают, или их содержание уменьшается, а кислорода увеличивается.

Синтез и минерализация органического вещества сопровождаются оглинением и латеризацией. Восстановленное железо окисляется и теряет подвижность, сульфиды переходят в сульфаты. При окислении большого количества серы почва значительно подкисляется (до pH 2—3). Если грунтовые воды сильно минерализованы и располагаются вблизи поверхности, почвы подвергаются засолению. Подвижность фосфатов уменьшается, а калия увеличивается. Аллювиальные тропические и субтропические почвы богаты конкрециями Fe, Al, Мп; в аридных и полупустынных районах аккумулируются растворимые соли, карбонаты и гипс.

В зависимости от продолжительности затопления, а также влажного и сухого сезона в поймах будет преобладать или та, или другая стадия почвообразования. Тропические пойменные почвы ниже перегнойного горизонта имеют желтые или красные тона, часто пятнистые, а также содержат большое количество конкреций, состоящих из железа, алюминия и марганца (ферраллитные почвы грунтового увлажнения). В сухих условиях и в пустынях в качестве новообразований в засоленных почвах накапливаются растворимые соли, карбонаты и гипс.

Своеобразные условия складываются в дельтах рек. Вследствие накопления огромных масс аллювия дельты постоянно мигрируют, смещаясь на десятки и сотни километров. Воздействие морских вод способствует засолению. Выделяют два высотных уровня дельты. На повышенном уровне, который не заливается морскими приливами, складываются наиболее благоприятные условия для интенсивного освоения; на пониженном, который периодически заливается морскими водами, распространены мангровые или торфяно-глеевые почвы.

Аллювиальное почвообразование в поймах и дельтах рек имеет следующие особенности:

  • • формирование аккумулятивной, наносной, переотложенной коры выветривания за счет подвижных продуктов выветривания и почвообразования;
  • • накопительный, аккумулятивный баланс почвообразования: с речным аллювием и из грунтовых вод в пойму поступают глинистые минералы, гумус, СаС03, соединения Р, К, N, Fe, Мп, микроэлементов, а в соответствующей геохимической обстановке — и водорастворимые соли;
  • • поемный водный режим при периодическом затоплении поверхности и постоянном участии грунтовых вод в почвообразовании;
  • • уравновешенный тепловой режим благодаря высокой обводненности: в жарких аридных районах в поймах прохладнее, а в холодных северных районах теплее, чем на окружающей территории;
  • • постоянное омолаживание почвы в результате систематического вовлечения в почвообразование свежеотложенного аллювия;
  • • развитие почвообразования одновременно с осадконакоплением и формированием материнской породы;
  • • гидроморфизм почвообразования при проточном водном режиме в прирусловой и центральной поймах;
  • • преобладание окислительных процессов в основной части поймы вследствие насыщенности паводковых вод кислородом и поступления окисленных соединений с наилком;
  • • высокая биогенность среды на фоне высокой обеспеченности био- фильными элементами при постоянном пополнении их запаса. Пойма является геохимическим барьером для многих веществ,

приносимых грунтовыми и паводковыми водами, с чем связано ее плодородие, и вместе с тем она в наибольшей степени подвергается техногенному загрязнению.

Основной почвообразовательный процесс — гумусонакопление, интенсивность которого определяется местоположением речной долины в системе почвенно-географического районирования, а также особенностью местных условий (от привноса органических веществ или в результате наложения нарастающих горизонтов Ah). В тропических и субтропических областях срединные горизонты имеют тенденцию к побурению — формированию горизонта cambic (i?w). В профиле могут накапливаться карбонаты и легкорастворимые соли. Большинство Флювисолей испытывают воздействие грунтовых вод, что приводит к появлению в нижней части профиля «ржавых пятен» (оглеение). Постоянное или временное избыточное увлажнение в сочетании с низкой биологической активностью способствуют сохранению в почвах исходной стратификации отложений. Поэтому Флю- висоли генетически связаны с другими не очень развитыми почвами — Камбисолями, Регосолями, Ареносолями, Лептосолями, Глейсолями и Солончаками.

Процессу гумусообразования и гумусонакопления в центральной пойме способствует обильная травянистая растительность, хорошо обеспеченная влагой, и приносимый с паводковыми водами наилок. Свежеотложенный аллювий, обогащенный элементами питания для растений, постоянно омолаживает почвы пойм и способствует их росту вверх. Характер отложений (цвет, гранулометрический состав, степень сортированности и слоистости, химический, минералогический состав и т.д.) зависит от гидрологических особенностей года, рельефа, геологического строения местности, свойств почв водосборной площади, облесенности и распаханности территории.

Процессу гумусообразования способствует также тепловой режим: в поймах аридных районов — прохладнее, а холодных — теплее по сравнению с почвами водоразделов, благодаря высокой обводненности. Паводковые и проточные грунтовые воды центральной поймы обогащены кислородом, что снижает интенсивность проявления глеевого процесса, а гумусообразования — усиливает.

На процессы почвообразования в поймах рек большое влияние оказывают зональные биоклиматические факторы почвообразования. В большой степени они проявляются на повышенных участках поймы, где в почвообразовании принимают участие зональные процессы: гумусонакопление, глееобразование, оподзоливание, лессиваж, карбонатизация, осолонцевание, накопление солей и др.

По Зонну С.В. (1986), в условиях тропиков и субтропиков в долинах и дельтах рек формируются следующие группы аллювиальных почв (Флювисолей).

В экстрааридной зоне — слаборазвитые делювиально-аллювиальные с неясно выраженной глееватостью, подразделяющиеся на песчаные, супесчаные и среднесуглинистые малогумусные.

В субаридной (саванной) зоне — более развитые почвы:

  • а) красновато-бурые слабокарбонатные;
  • б) темно-бурые слабокарбонатные;
  • в) темно-коричневые вертисолеобразные карбонатные, легко-, средне- и тяжелосуглинистые, преимущественно малогумусные.

Во влажно-тропической зоне формируются почвы двух групп — естественные и антропогенные.

Естественные:

  • а) гумусово-глеевые;
  • б) торфянисто-глеевые;
  • в) торфяно-глеевые; преимущественно глинистого гранулометрического состава.

Антропогенные — преимущественно рисовые почвы с развитой степенью деградации.

Естественно, что данным перечнем не исчерпывается многообразие Флювисолей. Так, например, в дельтах крупных рек, в условиях влажных тропиков формирование речных террас происходит главным образом под действием приливов и отливов. В данном случае пойменные террасы характеризуются приливно-отливным водным режимом и до 6 мес. в году находятся под паводковыми водами, глубиной от нескольких сантиметров до метра и более. Как правило, пойменные террасы заняты мангровыми лесами или водорослями и на них формируются мангровые почвы, торфяные глеевые, глеевые кислые засоленные, болотные почвы и т.д. В сельском хозяйстве территория данных террас используется ограниченно и главным образом в сухой сезон.

Надпойменные террасы не заливаются во время приливов и поэтому интенсивно используются в сельском хозяйстве для возделывания многих сельскохозяйственных культур, включая рис, овощные и технические культуры. На данных террасах нередко формируются красно- бурые, красные ферраллитные кислые, Вертисоли и другие почвы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >