Ґрунтознавство і географія ґрунтів - С.П. Позняк 2010

Розділ 15. Ґрунти гірських систем

На різних континентах гірські ландшафти займають різні площі. На Азійському континенті гірські ландшафти займають 47% його площі, у Північній Америці — 45%, значно менші площі зайняті горами в Африці (24%), Південній Америці (23%), Європі (20%) і Австралії (9%). В Україні гірські ландшафти займають порівняно незначну площу — близько 5%, представлені Карпатами і Кримськими горами.

Формування та поширення ґрунтів у гірських системах підпорядковується закону вертикальної поясності, встановленому В. В. Докучаєвим. Під вертикальною поясністю розуміють зміну ґрунтів з висотою місцевості над рівнем моря, що пов’язане зі зміною клімату і рослинності. Клімат гірських систем порівняно з рівнинними територіями характеризується нижчими температурами протягом всього року, більшою кількістю опадів, підвищеними вологістю повітря і сонячною радіацією. Зі збільшенням абсолютної висоти зменшується середня температура повітря приблизно на 0,6°С на кожні 100 м. З висотою зменшується також тиск повітря.

Ґрунтотворення відбувається в умовах розчленованого рельєфу. Рельєф впливає на перерозподіл продуктів вивітрювання і ґрунтотворення, а також на розвиток ерозії. В горах винятково важливий вплив на водний і тепловий режим має експозиція схилів.

Утворення ґрунтів у горах відбувається головно на елювії щільних порід, що спричиняє незначну потужність ґрунтового профілю порівняно з ґрунтами рівнинних територій, високу щебенюватість і дуже погану відсортованість матеріалу, що формує ґрунтову товщу.

Головною рисою рослинності гірських систем є її розподіл по висоті відповідно до системи висотної поясності. Для більшості гірських систем загальною закономірністю висотної поясності є зміна з висотою лісових поясів на пояси лучних рослинних угрупувань - субальпійських і альпійських луків, вище від яких розташований нівальний пояс, де панують скали, осипища, сніжники та льодовики.

Нерівнозначність чинників ґрунтотворення у горах є відмінною рисою гірського ґрунтотворення порівняно з рівнинними територіями. Процеси денудації, які постійно видаляють верхні шари продуктів вивітрювання і ґрунтотворення, спричиняють постійне «омолоджування», створюючи порівняно малий відносний вік гірських ґрунтів і втягуючи в процеси вивітрювання і ґрунтотворення все нові горизонти ґрунтотворної породи. Так гірські ґрунти постійно збагачуються продуктами вивітрювання і ґрунтотворення, в тому числі елементами живлення рослин, а водночас збіднюються ними внаслідок інтенсивного геохімічного відтоку.

Характер вертикальної поясності визначається розташуванням гірської системи у певному широтному біокліматичному поясі. Чергування ґрунтів у системі висотної поясності має свої особливості в різних гірських системах і навіть у різних частинах однієї гірської системи. Розрізняють такі класи поясності: полярний бореальний, суббореальний і субтропічний (В. М. Фрідланд, 1972).

Найбільшим ґрунтово-екологічним біорізноманіття вирізняються найнижчі частини гірських систем. У лісовому поясі гірські буроземи з недиференційова- ним профілем є головним типом ґрунтів як під листяними, так і під хвойними лісами. Як відзначалося вище, у горах процеси винесення компенсуються надходженням у ґрунт елементів при вивітрюванні щільних порід, що сприяє розвиткові буроземоутворення. Отже, буроземи є певною історичною стадією розвитку ґрунтового покриву лісових поясів гірських систем, яка тривалий час підтримується в умовах гірського схилового ґрунтотворення. Переважання у верхніх поясах гір гумусних слабодиференційованих ґрунтів під лучною і степовою рослинністю пов’язане з від’ємним балансом гірського ґрунтотворення і утворенням гірсько-лучних, гірсько-лучно-степових і гірсько-тундрових ґрунтів.

Гірсько-тундрові ґрунти (Histic Leptosols) формуються в субнівальному поясі. Характерними особливостями умов їхнього формування є переважання низьких температур, нетривалий безморозний і вегетаційний періоди, у рослинному покриві переважають мохи і лишайники. Ґрунтовий профіль має невелику потужність, не більше 50-60 см. Ґрунти мають кислу реакцію і слабо насичені основами. У складі гумусу переважають фульвокислоти.

Гірсько-лучні ґрунти (Umbrisols) формуються на вилугованих продуктах вивітрювання щільних порід, займаючи вершини і верхні частини схилів хребтів і гір різних експозицій. Особливості гірсько-лучної зони і гірсько-лучних буроземних ґрунтів охарактеризовано професором І. М. Гоголєвим. Гірсько-лучна зона Українських Карпат розташована в середньому вище 1450 м над рівнем моря. Вершини гір і хребтів часто бронюються дуже щільними, стійкими шарами піщаного флішу. Тому рельєф тут спокійніший, часто трапляються майже рівнинні простори, зайняті гірськими луками, складеними головно біловусом, щавлем кінським, великою кількістю ягідних чагарничків (чорниці та брусниці). Цей безлісий гірський пояс називають у Карпатах полонинами.

У профілі гірсько-лучних буроземних ґрунтів (Umbric Cambisols) виділяють такі горизонти.

Нд — 0-4(8) см - сторф’яніла темно-сіра дернина з коричневим або темно- урим відтінком, густо пронизана корінням рослин.

Н — 4(8)-20(25) см — гумусовий горизонт, темно-сірого забарвлення, грудкувато-зернистої структури, багато уламків сильновивітрілих корінних порід і напіврозкладених рослинних залишків.

НР — 20(25)-40(45) см — верхній перехідний горизонт, бурий, пухкий, дрібногоріхувато-зернистої структури, уламки слабовивітрілої породи.

Ph — 40(45)-55(65) см — нижній перехідний горизонт, світло-бурий, донизу з оливковим відтінком породи, майже повністю складений із вивітрілих уламків породи, між якими міститься дрібнозем. Часто видно сліди оглеєння у вигляді сизих та іржавих плям. Донизу переходить у корінну породу.

Дослідження валового хімічного складу засвідчили, що в гірсько-лучно-буроземних ґрунтах, як і в буроземах, відбувається винесення оксидів R₂O₃із верхньої частини профілю, внаслідок чого молекулярне відношення SiO₂:Fe₂O₃ розширюється від 4,4 до 5,8 у материнській породі до 8,6-6,3 в горизонті Н.

Тривалий розвиток цих ґрунтів під пологом лучної рослинності суттєво вплинув на гумусний стан - ґрунти багаті гумусом і напіврозкладеними рослинними залишками. Загальний вміст гумусу в горизонті Н становить від 10 до 15%. У складі гумусу переважають фульвокислоти. Гірсько-лучні буроземні ґрунти належать до сильнокислих і ненасичених основами. Кислотність цих ґрунтів зумовлена високим вмістом рухомого алюмінію, хоча переважаючу роль в обмінній кислотності відіграє гідроген. Дуже велика гідролітична кислотність — 4,3-9,1 ммоль на 100 г ґрунту, що спричиняє необхідність її нейтралізації шляхом вапнування.

Відмінності у властивостях гірсько-лучних ґрунтів, пов’язані з біокліматичними особливостями альпійських і субальпійських поясів, спричиняють їхній поділ на гірсько-лучні альпійські та гірсько-лучні субальпійські.

Альпійські гірсько-лучні ґрунти мають у профілі своєрідний сухоторф’яний горизонт, більш кислу реакцію ґрунтового розчину, меншу ємність катіонного обміну і меншу насиченість основами.

Субальпійські гірсько-лучні ґрунти характеризуються відсутністю сухо-торф’яного горизонту, більшою потужністю гумусового профілю, меншою кислотністю, дещо вищою ємність катіонного обміну і більшою насиченістю основами.

У більш засушливому лучно-степовому поясі гір на менше вилугованих ґрунтотворних породах в умовах промивного водного режиму формуються гірські лучно-степові ґрунти. Вони характеризуються забарвленням переважно сірих відтінків, грудкувато-зернистою структурою, наявністю у профілі копролітів. Виділяють такі горизонти у профілі гірських лучно-степових ґрунтів: Нд - дерновий горизонт, потужністю 5-10 см, гумусовий горизонт Н потужністю близько 5 см, сірувато-бурого забарвлення, грудкувато-зернистої структури, з кам’янистими включеннями; перехідний горизонт Нр має потужність 15-20 см, світліший від гумусового горизонту, грудкуватої структури, збільшується вміст кам’янистих включень; материнська порода Р — елювій, делювій, елювій-делювій корінних порід.

Гірські лучно-степові ґрунти містять у гумусовому горизонті до 10% гумусу з переважанням у його складі частки гумінових кислот, величина рН 5,5-7,2, кислотність зумовлена як гідрогеном, так і алюмінієм, висока ємність катіонного обміну — 30-35 ммоль на 100 г ґрунту, насичені, а інколи й повно насичені, основами.

Лучно-степова рослинність характерна для Кримських гір, де вона приурочена до платоподібних вершин з максимальною висотою 1545 м. Це так звані яйли (літні пасовища), де розвиваються типові лучно-степові мезофіти — лядвенець рогатий, конюшина гірська, тонконіг тощо. Тут сформувалися чорноземо-подібні гірсько-лучні ґрунти. Вони мають темно-сіре забарвлення з коричнюватим відтінком, містять значну кількість гуматно-фульватного гумусу (від 7-8% у горизонті Н до 14% в дерново-гумусовому), слабо ненасичені основами, мають високий вміст вільних оксидів заліза і обмінного калію при дефіциті рухомих фосфатів.

Гірські ґрунти переважно зайняті високопродуктивними пасовищами, а на деяких вирощують різні культури. Значна частина території гірських систем зайнята лісом. Найінтенсивніше використовують у землеробстві гірсько-бурі лісові, гірсько-коричневі, чорноземоподібні гірсько-лучні, гірські лучно-степові, а також гірські напівпустельні та пустельні, зокрема в умовах зрошення.

Обмежене використання багатьох гірських ґрунтів у землеробстві зумовлене також і значною водною ерозією, через що необхідне застосування протиерозійних заходів. На крутих схилах застосовують терасування, зокрема для вирощування цитрусових, плодових культур, винограду тощо. Тисячоліттями створювали тераси рисових полів на схилах гір Південного Китаю, які у зразковому порядку функціонують і сьогодні. Терасові комплекси поширені в горах Центральної, Південної та Східної Європи.

Неодмінною умовою використання гірських грунтів є проведення відповідних протиерозійних заходів. Важлива роль у запобіганні розвиткові ерозійних процесів належить лісам, які виконують ґрунтозахисну функцію регуляторів стоку.

У випадку використання гірських грунтів у землеробстві необхідне проведення протиерозійних заходів. На схилах крутизною не більше 10-12° можливе вирощування багаторічних кормових культур, рідше зернових. У цьому випадку необхідне проведення протиерозійних заходів і відповідних сівозмін.

Гірське землеробство набагато складніше механізувати порівняно з землеробством рівнинних територій. Необхідне застосування спеціальних тракторів, ґрунтообробних знарядь, які можуть працювати на схилах з кам’янистими ґрунтами, спеціальних комбайнів та іншої техніки. Енергозабезпеченість гірського землеробства нижча в 2,5-3 рази. Отож у горах, зокрема на крутих схилах, субтропічної і тропічної зони вирощують головно цінні високорентабельні культури: цитрусові, ефіроолійні, лавр, чай, виноград.

Високогірні луки і степи є добрими пасовищними і сінокісними угіддями. Необхідною умовою їхнього раціонального використання є нормування випасу, щоб не допустити перевантаження пасовищ. Непомірне випасання, окрім порушення ґрунтового покриву і провокування ерозійних процесів, призводить насамперед до зниження продуктивності пасовищ, зміни в негативний бік видового складу рослинних угрупувань, зниження кормової цінності угідь. Багато гірських пасовищ, зокрема вже порушених випасом, потребують покращення. Для цього необхідно вносити мінеральні органічні добрива, підсівати трави. У випадку корінного покращення пасовищ повністю змінюється видовий склад рослинного покриву і покращуються властивості грунтів, при цьому застосовують спеціальні системи обробітку ґрунту, вносять добрива за раніше складеними картограмами, підбирають компоненти травостану.