Ґрунтознавство і географія ґрунтів - С.П. Позняк 2010

Розділ 3. Ґрунти і ґрунтовий покрив тундрової зони
3.2. Тундрово-глейові ґрунти

Самостійний тип тундрових ґрунтів вперше виокремили В. В. Докучаєв і М. М. Сибірцев. Ґрунти і ґрунтовий покрив вивчали Ю. А. Ліверовський, Є. М. Іванова, О. А. Полинцева, Н. А. Караваєва, В. О. Таргульян, І. В. Ігнатенко, Л. Г. Єловська, В. Д. Васильєвська та інші.

Процеси ґрунтотворення в тундрі відбуваються в умовах перезволоження та нестачі тепла й охоплюють лише сезонно відтаюючий шар ґрунту. Мікробіологічні процеси сконцентровані переважно у верхньому 10-20-сантиметровому шарі.

Головними рисами тундрового глейового ґрунтотворення є: невелика швидкість руйнування і зміни ґрунтотворних порід; відносно сповільнене видалення продуктів ґрунтотворення з ґрунтової товщі; слабка диференціація профілю щодо мулу і мінеральних компонентів поруч з метаморфізмом мінеральної частини in situ; наявність постійного або періодичного оглеєння у всіх генетичних горизонтах профілю; відносна сповільненість процесів розкладення і синтезу органічних речовин; утворення в результаті процесів гуміфікації кислої органічної речовини у вигляді грубогумусових і гумусових горизонтів і значної кількості безколірних легкорозчинних гумусових сполук, які володіють високою рухомістю; значний вплив кріогенних процесів на морфологію і фізико-хімічні властивості ґрунтів.

Кислий характер утворених органічних речовин, постійна наявність їх у ґрунтовому розчині, інтенсивний розвиток процесів оглеєння сприяють накопиченню рухомих продуктів ґрунтотворення. Проте помітного перерозподілу вмісту мулу і півтораоксидів у профілі ґрунтів тундри не спостерігається, оскільки близьке залягання багаторічної мерзлоти, кріогенний масо- і вологообмін, слабка водопроникність ґрунтової товщі гальмують процеси диференціації. Водночас у тундрових ґрунтах інколи спостерігається надмерзлотна акумуляція гумусу і заліза над горизонтом багаторічної мерзлоти.

Тундрові глейові ґрунти є типовими для тундрової ландшафтно-географічної зони. В Євразії ці ґрунти займають 2,7% від площі континенту, у Північній Америці — до 4,6%. Загальна площа тундрових глейових ґрунтів на Земній кулі близько 2600 тис. км².

Тундрові глейові ґрунти поділяють на кілька підтипів. Сформовані в різних біокліматичних провінціях тундрової зони залежно від умов ґрунтотворення тундрові глейові ґрунти можуть мати суттєві відмінності в будові профілю. Під- типовий поділ тундрових глейових ґрунтів не є завершеним через їхню недостатню вивченість. Основними підтипами тундрових глейових ґрунтів є: арктично-тундрові гумусні глеюваті (тундрові гумусні слабооглеєні); тундрові глейові типові; тундрові глейові гумусні; тундрові глейові перегнійні; тундрові глейові торф’янисті; тундрові глейові опідзолені.

Арктично-тундрові гумусні глеюваті ґрунти (Umbric Gleyic Cryosols) формуються у північній тундрі, в межах фації континентального клімату на плейстоценових суглинках, алювіально-озерних піщано-суглинкових відкладах з аллохтонним торфом, делювії корінних порід, морських піщано-глинистих відкладах.

Ґрунти займають рівнинні плакорні ділянки, вершини горбів і гряд, перед- гірські рівнини. Значні території тут заболочені або являють собою ерозійно- термокарстові депресії - аласи. Тут багато озер, інколи з гідролакколітами.

Поверхня ґрунтів розбита серією тріщин на шестигранники зі сторонами 1-15 м, які, в свою чергу, поділяються на дрібніші полігони. Ширина тріщин може бути декілька метрів, а глибина - до 1 м. На схилах мікрорельєф ускладнюється випинанням, соліфлюкційними і зсувними процесами, внаслідок чого утворюються своєрідні куполоподібні гостроверхі горби-байджараки.

Арктично-тундрові гумусні глеюваті ґрунти формуються під розрідженою злаково-різнотравно-чагарниково-моховою рослинністю. Будова профілю арктично-тундрових гумусних глеюватих ґрунтів така: під дерниною залягає малопотужний (до 5 см) гумусовий горизонт Н, коричнево-бурого або темно - коричневого забарвлення з сірим відтінком, з великою кількістю корінців рослин. Нижче виділяється темно-бурий або коричнево-бурий горизонт Igl (Bgl) з блідими сизуватими і рудими плямами, який з глибини 20-30 см переходить у бурий горизонт І (В) без ознак оглеєння. З глибини 40-50 см починається багаторічна мерзлота. Інколи наявні поховані гумусові горизонти (Лобова, Хабаров, 1983).

За гранулометричним складом ґрунти суглинкові і глинисті, рідше супіщані і піщані, щебенюваті. Профіль ґрунтів насичено-гумусовий. У гумусовому горизонті Н вміст гумусу становить 4-7%, інколи 10%. З глибиною вміст гумусу зменшується, сягаючи 2-3% у надмерзлотному шарі. У зволожених ґрунтах спостерігається другий максимум гумусу (до 12%) — надмерзлотний. Цей гумус затриманий мерзлотою, ретинизований. Склад гумусу фульватний, Сгк:Сфк — 0,3-0,7; значний вміст негідролізованого залишку; відношення C:N сягає 10-20; реакція ґрунтового розчину від кислої-слабокислої (рН від 3,5 до 5-6) у верхніх горизонтах до слабокислої-нейтральної — у нижніх. Ступінь насиченості основами різний залежно від складу ґрунтотворних порід (60-93%). Ємність вбирання становить 10-30 ммоль на 100 г ґрунту. В ґрунтах міститься значна кількість рухомих сполук SiO₂і R₂O₃, а також органозалізистих конкрецій (Лобова, Хабаров, 1983).

Тундрові глейові типові ґрунти (Gleyic Cryosols, Turbic Gleysols) поширені у північній частині Західносибірської низовини, на Північносибірській, Яно- Індигірській, Колимо-Алазейській і Абійській низовинах, на північному сході Чукотки. На Північноамериканському материку ґрунти розповсюджені на Лаврентійській височині і на Алясці. Сформувалися в межах моренних, озерно- льодовикових, льодовикових горбисто-грядових, льодовиково-морських рівнин, абразійно-акумулятивних приморських рівнин, складених моренними, флювіогляціальними, елювіальними відкладами суглинкового і глинистого гранулометричного складу. Рівнини сильно заболочені. Добре виражений тріщинно-полігональний мікрорельєф і горби випинання. На схилах увалів мікрорельєф ускладнений соліфлюкцією і зсувами. Ґрунти утворились під трав’янисто-моховими, чагарничково-трав’яно-лишайниково-моховими угрупуваннями. Торфовий горизонт відсутній. Під живою рослинною подушкою або дерниною є пухкий гумусовий горизонт Н, насичений живими і відмерлими корінцями рослин, потужністю від 1 до 10 см. Під ним залягає ілювіальний горизонт Igl (Bgl), суглинковий чи глинистий, щільний, нерівномірно забарвлений, на бурому фоні вохристі і сизі плями, в нижній частині спостерігається над мерзлотне оглеєння. Материнська порода PGI — мерзлий, глейовий суглинок, темно-сизого забарвлення, з численними прожилками льоду. Потужність діяльного шару досягає 4080 см.

Протягом восьми-дев’яти місяців такі ґрунти перебувають у мерзлому стані, а сезонно відтаюючий діяльний шар — в умовах перезволоження і дефіциту тепла. Наявність багаторічної мерзлоти спричиняє замкненість водного і сольового режимів. Внаслідок цього вивітрювання мінералів слабке, навіть у пилуватих фракціях трапляються уламки порід.

Ґрунти містять від 4 до 10%, інколи до 13% гумусу. Відношення ON широке — до 40, внаслідок неповної гуміфікації рослинного опаду. Гумусові речовини мігрують вниз до мерзлоти, де поступово накопичуються, піддаючись мерзлотній ретинізації (Караваева, 1982).

Реакція ґрунтів — від кислої до слабокислої і нейтральної (рН водне 3,8-6,3). Найменші значення спостерігаються в гумусовому горизонті (рН водне -3,8-4,5; рН сольове — 2,7-3,8). Ємність вбирання невисока. У складі обмінних катіонів переважає кальцій. У гумусовому горизонті Н значний вміст обмінного Гідрогену (до 20-40% від суми обмінних катіонів). У ґрунтах багато аморфних сполук SiO₂ і АlО₃ і особливо Fе₂О₃ з максимумом у горизонті Н (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Склад і властивості тундрових глейових типових ґрунтів (півострів Таймир) (за В. А. Ковдою, Б. Г. Розановим, 1988)

Тундрові глейові гумусні (грубогумусні) ґрунти (Umbric Gleyic Cryosols) формуються на суглинкових і глинистих ґрунтотворних породах у межах вододільних рівнин, з добре розвиненим плямисто-горбкуватим мікрорельєфом. Розвиваються під чагарничково-мохово-лишайниковою рослинністю. Ці ґрунти мають більш чи менш виражений гумусово-акумулятивний горизонт потужністю декілька сантиметрів. Для тундрових глейових гумусних ґрунтів характерне поверхневе накопичення слаборозкладених мохів і сильне оглеєння верхніх мінеральних горизонтів при зменшенні ступеня оглеєння з глибиною, що зумовлено дуже коротким перебуванням нижніх горизонтів у незамерзлому стані. Будова профілю тундрових глейових гумусних ґрунтів така:

Нτ — торф’янистий горизонт потужністю 5-10 см, складається з опаду мохів, листя чагарників, лишайників;

HIgl (ABgl) — гумусовий горизонт, ілювійований, потужністю 5-10 см, сірувато-бурий, з сизуватим відтінком, з темними плямами або язиками по старих морозобійних тріщинах, тиксотропний, багато корінців і кореневого слабо-розкладеного опаду, неясно вираженої грудкуватої структури з вохристими плямами, з різким переходом до сильніше оглеєних горизонтів. У нижній частині виділяється шар мінерального глею (Gl);

IPgl (BCgl, або GB) — бурий, з сизуватим відтінком, з окремими гумусовими і залізистими плямами, потужністю до 20 см, тиксотропний, з глибини 60-70 см мерзлий.

Pgl — материнська порода, менше оглеєна, мерзла, з прошарками льоду товщиною 1-3 см.

За гранулометричним складом тундрові ґрунти переважно суглинкові. У складі гранулометричних фракцій переважають дрібний пісок і крупний пил. Кількість мулу становить 10-25%, складається він з монтморилоніту, вермикуліту, каолініту, хлориту, гідрослюд.

Гумус грубий, кислий. Його вміст в горизонті HIgl становить 2-4%, в горизонті IPgl на глибині 70-80 см -0,5-1,2%. Відношення Сгк:Сфк = 0,3-0,6. Реакція ґрунтового розчину кисла, рН водне -5,1-5,8. Гідролітична кислотність становить 5-10 ммоль на 100 г ґрунту. В гумусовому горизонті міститься до 10 ммоль обмінного кальцію і 2-5 ммоль обмінного магнію (Лобова Е. В., Хабаров А. В., 1983).

Тундрові глейові перегнійні ґрунти (Umbric Gleyic Cryosols) розповсюджені в межах європейської підзони північної тундри і на помірно зволожених рівнинних ділянках Північного Сибіру і Північної Америки. Профіль ґрунтів складається з малопотужної (2-3 см) торф’янистої підстилки Нτ (Ао), перегнійного горизонту НτН (АоА) бурувато-коричневого забарвлення, з великою кількістю напіврозкладених рослинних решток потужністю 5-7 см. Нижче залягає голубувато- сизий або сірий глейовий горизонт Gl. Ступінь оглеєння може не змінюватись до мерзлоти або зменшуватись. Загальна потужність профілю 60-80 см. Вміст гумусу в горизонті НτН становить 30-60%, азоту — близько 1,5%; в глейовому горизонті Gl, відповідно, 0,5-2,0% і 0,05-0,1%. Реакція ґрунтового розчину кисла і слабокисла, ступінь насичення основами 20-50%. Часто над мерзлим шаром спостерігається акумуляція гумусових речовин (Кауричев, 1989).

Тундрові глейові торф’янисті ґрунти (Histic Gleyic Cryosols) утворюються в умовах утрудненого відтоку атмосферних опадів на породах різного гранулометричного складу, переважно у південній типовій і чагарниковій тундрі та лісотундрі. Будова профілю цих ґрунтів така:

Но — торф’яниста підстилка потужністю 5-7 см;

НТ — торф’янистий горизонт, коричневого забарвлення, потужністю від 3-5 до 15-20 см, інколи до 30 см;

Н — темно-сірий гумусовий горизонт потужністю 2-6 см;

Gl — глейовий горизонт, брудно-сталевого, сірого або сизого забарвлення, з вохристими плямами, нерідко тиксотропний, поступово переходить у материнську породу.

Загальна потужність профілю 60-100 см. Для цих ґрунтів характерна слабка кріогенна порушеність профілю. Втрати при прожарюванні у торфовому горизонті становлять 70%, вміст азоту близько 1,5%. У глейовому горизонті Gl вміст гумусу 1,5-6,0%, азоту — 0,1-0,2%. Реакція ґрунтового розчину кисла і сильно-кисла, рН водне становить 3,7-5,3. Гідролітична кислотність у торф’яному горизонті дорівнює 90-120 ммоль на 100 г ґрунту, у мінеральних — 7-15 ммоль на 100 г ґрунту (Кауричев І. С., 1989; Лобова Е. В., Хабаров А. В., 1983).

Тундрові глейові опідзолені ґрунти (Stagnosols) розповсюджені переважно у південній тундрі. Формуються на породах легкого гранулометричного складу з лишайниково-моховим покривом з домішками карликової берези і багна.

Профіль цих ґрунтів має ознаки опідзолення (освітлення) у верхній частині і складається з таких горизонтів:

Но — торф’яниста підстилка потужністю 3-5 см;

Н₁ (А₁) — перегнійний або гумусовий горизонт потужністю 5-10 см, бурувато-коричневого забарвлення;

НЕ(А₂) — опідзолений горизонт потужністю 20-40 см, сизувато-світло-бурий, інколи з жовтуватим або голубим відтінком;

Gl — глейовий ілювіальний горизонт, бурувато-сизий або сизий, поступово (за відсутності мерзлоти) або різко переходить у материнську породу Р.

Загальна потужність профілю цих ґрунтів понад 1 м. Опідзоленість чітко виражена за розподілом мулуватої фракції, валових і аморфних R₂O₃, увібраних основ (Кауричев, 1989).

В ілювіальному горизонті спостерігається відносне накопичення гумусу — до 2-3%, тоді як в інших горизонтах його менше: в НЕ - 0,7-1,5%. Склад гумусу фульватний Сгк:Сфк = 0,02-0,5. Обмінні основи містяться лише в підстилці, з мінеральної частини вимиті повністю. В обмінній формі тут перебуває здебільшого Гідроген. Реакція ґрунтів сильнокисла, рН водне — 3,8-5,5 (Лобова, Хабаров, 1983).