<<
>>

Особенности строения почвенного покровав пределах полигона и их трансформацияза последние 125 тыс. лет

  Географическое положение границ почвенных зон и их площади не были сходными в рассматриваемые теплые эпохи прошлого и, в свою очередь, отличались от современных, что определило различия в их суммарных запасах углерода гумуса.

Оптимум последнего межледниковья (микулинского). В пределах полигона Восточно- Европейской равнины более широкое распространение, чем в настоящее время, имели дерново- подзолистые почвы хвойно-широколиственных лесов с относительно высоким удельным содержанием углерода гумуса (11 кг/м2). Центральная часть полигона была занята широколиственными лесами, где почвы имели черты буроземообразо- вания с высоким удельным запасом углерода гумуса (15-20 кг/м2). Южнее преобладали высокогумусированные выщелоченные черноземы с содержанием углерода гумуса до 30 кг/м2. Площадь, занятая степными черноземами, уменьшалась по сравнению с современностью.
По данным Л.О. Карпачевского [Величко и др., 19956] (см. также главу 14 настоящего издания), в летний период в пределах зоны южной тайги с дерново-подзолистыми почвами запас почвенной влаги в слое 1 м понижался на 50-100 см. Это приводило к сокращению заболоченных пространств, где в настоящее время концентрация углерода гумуса повышена за счет высокого содержания грубого гумуса. Поэтому запасы углерода гумуса в северной половине Восточно-Европейской равнины уменьшались на 20-25%. На остальной части Восточно-Европейской равнины содержание углерода гумуса повышалось на 15-20% по сравнению с современностью за счет широкого распространения более гумусированных буроземных почв и лесостепных черноземов.
Оптимум голоцена (6,0-5,5 тыс. л.н., позднеатлантический интервал). В это время самое северное положение занимала средняя тайга с глееподзолистыми и подзолистыми почвами (концентрация углерода гумуса 5-10 кг/м2), которые к югу сменялись дерново-подзолистыми почвами южной тайги (концентрация углерода гумуса 15 кг/м2). В северных районах также наблюдалось сокращение заболоченных площадей в связи с уменьшением почвенного увлажнения на 30-40 см [Величко и др., 19956]. Здесь ослабевали процессы торфообразования и усиливались процессы гумификации.
В центральных районах были широко распространены развитые под широколиственными лесами почвы с признаками буроземообразования; последние проявлялись в повышенном содержании гумуса в гумусоаккумулятивном горизонте.
Зона серых лесных почв, отвечающих лесостепным ландшафтам, расширялась за счет продвижения этих почв к северу, в зону дерново- подзолистых почв. В южной части современной зоны южной тайги и в северной полосе лесостепи были распространены серые лесные почвы, луговые, лугово-черноземные и черноземные. Места черноземов оподзоленных и выщелоченных занимали типичные и обыкновенные черноземы.
Границы распространения современных и атлантических черноземов обыкновенных и южных были близки. В ряде районов (юг Украины) черноземы имели признаки более теплой дунайско- понтической фации.
Свойства почв сухостепной зоны атлантического времени были аналогичны современным.
Максимум валдайского оледенения (20-18 тыс.л.н.). В эпоху максимума последнего оледенения, отвечающего главному климатическому минимуму плейстоцена [Величко, 1973, 1999], произошли кардинальные перестройки в структуре ландшафтной оболочки.
На Восточно- Европейской равнине за пределами ледника располагалась обширная перигляциальная область, на значительной части которой была развита постоянная мерзлота. Лишь самые южные районы Восточно-Европейской равнины относились к области глубокого сезонного промерзания [Величко, 1982; Величко и др., 2002].
Спецификой природной обстановки того времени было полное преобладание физического выветривания и седиментогенеза над почвеннно- геохимическими процессами.              -
В пределах перигляциальной области на большей части Восточно-Европейской равнины в течение всей холодной фазы последнего климатического макроцикла происходила аккумуляция эолового материала. Скорость аккумуляции возрастала от 0,07 до 0,4 мм/год к последней трети этого периода. Это была область, где происходило формирование своеобразных образований, которые можно рассматривать как лёссовый педоседимент, или лёссовые почвы. Почвенно-геохимические процессы имели редуцированный характер, они проявлялись в слабом гумусонакоплении, микроагрегировании, аккумуляции и перераспределении вторичных карбонатов без их выщелачивания.
В условиях резкоконтинентального низкотемпературного климата максимума оледенения произошла деструкция лесного пояса как зонального элемента. Широтная зональность, подобная межледниковой и голоценовой, сменилась на гиперзональную структуру, в строении которой преобладали ландшафты открытых пространств - пе- ригляциальных степей с участками лесостепных элементов, сухих степей, полупустынь.
Внутри этой обширной гиперзоны с большой долей условности можно выделить некоторые широтные черты изменения свойств лёссовых отложений и лёссовых почв. В северной части перигляциальной зоны были распространены лёссовые аридные бескарбонатные почвы. Южнее содержание карбонатов в лёссовых почвах увеличивается. В самых южных (приморских) районах в них появляется гипс. Содержание гумуса было очень низким из-за слабого гумусообразования на фоне суровых климатических условий, подавленности почвообразования в связи с интенсивным осадконакоплением и разреженного растительного покрова. Можно предположить, что аналоги ископаемых лёссовых почв или хотя бы некоторые черты их строения могут быть обнаружены в современных арктических пустынях, тундровых мерзлотных почвах, светлых сероземах [Герасимов, 1962; Морозова, 1963]. Все эти предполагаемые аналоги имеют весьма низкую концентрацию углерода (0-5 кг/м2) и относятся к безгумусовому типу органопрофилей [Черкинский, Чичагова, (табл. 16.1). Иными словами, содержание углерода гумуса почв в это время было предельно

Таблица 16.1.
Запасы углерода гумуса в слое 1 м в современных типах почв, использованных в качестве аналогов
ископаемых почв (кг/м2)

Почвы

Запасы углерода гумуса, по данным различных авторов

[Орлов, Бирюкова, 1995]

[Черкинский, Чичагова, 1991]

[Кобак, 1988]

Почвы арктических пустынь


2-4

4,2

Тундровые глеевые почвы

9
/>10-15
4,2-20,0

Глее-подзолистые почвы


5-10


Подзолистые почвы


5-10


Торфяные болотные почвы


30


Дерново-подзолистые почвы


10-12


Дерново-подзолистые почвы на песках


6


Бурые лесные почвы


10-20

12,0-6,0

Текстурно-дифференцированные лессивированные почвы


10-20


Серые лесные почвы

9-18

10-20

12,0-20,0

Выщелоченные черноземы

24

30

30,0-32,0

Типичные черноземы

30

32


Мощные черноземы



41,0-46,0

Обыкновенные черноземы


26

24,0-26,0

Лугово-черноземные почвы


33


Южные черноземы

15,9

19


Каштановые почвы

11

10

9,0-12,0

Почвенные комплексы с солонцами

7,4



Лугово-каштановые почвы

12



Бурые полупустынные почвы


2,9


Дерново-пустынные почвы на песках


0-5


Сероземы (Средняя Азия)

4-5

5-10


Светлые сероземы (Средняя Азия)

2,9





низким. Его распределение в почвах по меридиональному профилю было выровненным за счет гиперзональности.
В целом, запасы углерода в почвах последнего ледниково-межледникового макроцикла и голоцена на территории Восточной Европы находились в прямой зависимости от смены климатических условий и состояния растительного покрова в различные фазы макроцикла (табл. 16.2).
Для современности был а использована карта почвенного покрова Европы масштаба 1:10 000 000, опубликованная в Физико-географическом Атласе Мира [1964]. Как уже отмечалось, в пределы выбранного для оценки запасов углерода полигона вошли все широтные почвенные зоны Восточно- Европейской равнины, за исключением арктических пустынь и тундры (см. табл. 16.1). Общий запас углерода гумуса почв составляет 41 270 900 кт.
Самые высокие запасы углерода отмечены для лесостепной и степной зон - около 21 900 000 кт. Эти показатели уменьшаются к северу и югу. В пределах зоны лесных таежных подзолистых почв, включающих торфянистые болотные, площади которых были рассчитаны с учетом данных, приведенных в работе В.Д. Маркова с соавторами [1983]), содержится около 16 830 000 кт углерода. В почвах сухих степей - около 2 550 000 кт.
Во время последнего - микулинского - межледниковья общий запас углерода гумуса в в почвах полигона составил 56 377 700 кт, т.е. 137% от современного запаса для этой территории. Заметное увеличение запасов зтлерода наблюдалось в центральной части Восточно-Европейской равнины, где происходило замещение дерново- подзолистых почв значительно более гумусированными почвами «западного» типа - текстурно-



1 2 3 4 5 6 7 8
Каштановые почвы сухой степи в сочетании с галоморфными почвами 10,0 - - - - 168,5 1 685,0
Каштановые почвы сухой степи и полупустыни 10,0 177,3 1 773,0 - - - -
Луговые и лугово-бурые гидроморфные почвы в сочетании с лугово-каштановыми почвами и гидроморфными почвами полупустыни 12,0 - 213,1 2 557,2 - -
Бурые полупустынные и каштановые почвы в сочетании с солонцами полупустыни и пустыни 3,0 228,9 686,7 - - - -
Дерновые почвы пустынь на песках 2,5 (1-3) 45,5 91,0 42,0 105,0 - -
Итого: 41 270,0 48 567,5 56 377,7
% к современным запасам гумуса почв

118

137

Примечание. *) Концентрация углерода гумуса в торфяно-болотных почвах принимается равной 30 кг/м2



Запасы углерода гумуса в современных почвах Северной Евразии (равнинные территории в границах бывшего СССР)

Почвы ' . ¦

Площадь, тыс. км2

Удельный запас Сорг в слое 1 м, кг/м2

Запас С ,Мт

Арктические пустынные почвы

101

1,0

101,0

Тундровые глеевые и тундровые иллювиальногумусовые (тундра и лесотундра)

1697

12,5

21 212,5

ВСЕГО ПО ПОЛЯРНОМУ ПОЯСУ

21 313,5

Глееподзолистые и подзолистые иллювиальногумусовые почвы северной тайги (без учета болот)

1024

7,5

7680

Подзолистые почвы средней тайги

1327

7,5

9952,5

Дерново-подзолистые почвы южной тайги (под еловыми лесами)

2132

9,5

20 254

Глее-мерзлотно-таежные и мерзлотно-таежные почвы Восточной Сибири

6545

7,5

49 087,5

Пеплово-вулканические почвы под березовыми лесами (Камчатка)

110

10,0

1100

ВСЕГО ПО БОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

88 074

Серые лесные почвы, черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные в сочетании с луговыми почвами лесостепи

902

22,5

20 295

Черноземы обыкновенные и южные под разнотравно-злаковыми степями

840

22,5

18 900

Светло-каштановые и бурые полупустынные почвы под полынно-злаковыми степями (полупустыни)

-л-.; 623

.у.

3115

ВСЕГО ПО СУББОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

42 310

Серо-бурые пустынные почвы

2143

3,3

7071,9

Луговые и аллювиальные почвы тугаев и оазисов

37

12,5

462,5

ВСЕГО ПО СУБТРОПИЧЕСКОМУ ПОЯСУ

7534,4

ВСЕГО

159 231,9

Таблица 16.4.
Запасы углерода гумуса в почвах Северной Евразии (в границах бывшего СССР) в последнее
(микулинское) межледниковье

Почвы

Площадь, тыс. км2

Удельный запас Сорг в слое 1 м, кг/м2

Запас С , Мт

1

2

3

4

Глеевые почвы тундры и лесотундры

971

12,5

12 137,5

ВСЕГО ПО ПОЛЯРНОМУ ПОЯСУ

12 137,5

Глее-подзолистые почвы березовых и смешанных лесов

1511

7,5

11 332,5

Подзолистые почвы бореальных лесов

729

7,5

5467,5

Подзолистые почвы темнохвойных елово-кедровых и березовых лесов

1823

15,0

27 345

Мерзлотно-таежные почвы под лиственничными лесами

2890

7,5

21675
/>Пеплово-вулканические почвы под березовыми лесами (Камчатка)
96

10,0

960

Дерново-подзолистые почвы смешанных лесов

3903

11,0

42 933

Дерново-подзолистые почвы под сосново-березовыми лесами

720

15,0

10 800

ВСЕГО ПО БОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

120 512

1

2

3

4

Бурые лесные почвы под полидоминантными хвойношироколиственными лесами

523

15,0

7845

Псевдоподзолистые почвы под широколиственными лесами

2048

20,0

40 960

Черноземы выщелоченные и типичные в комбинации с элювиально-глеевыми и лугово-черноземными почвами лесостепи

2585

25,0

64 625

Черноземы и темно-каштановые почвы злаковых степей

392

22,5

8820

Каштановые почвы сухой степи

729

10,0

7290

ВСЕГО ПО СУББОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

129 540

Бурые полупустынные в комплексе с засоленными почвами

1087

3,0

3261

Красно-бурые почвы сухих саванн и полусаванн

198

7,5

1485

ВСЕГО ПО СУБТРОПИЧЕКОМУ ПОЯСУ

4746

ВСЕГО

266 935

Таблица 16.5.

Запасы углерода гумуса в почвах Северной Евразии (в границах бывшего СССР) в атлантический оптимум голоцена

Почвы

Площадь, тыс. км2

Удельный запас Сорг в слое 1 м, кг/м2

Запас С , Мт
орг7

1

2

3

4

Арктические почвы

50

1,0

50

Тундровые глеевые почвы

863

12,5

10 787,5

ВСЕГО ПО ПОЛЯРНОМУ ПОЯСУ

10 837,5

Глееподзолистые почвы северной тайги

480

7,5

3600

Глее-мерзлотные почвы елово-лиственничной лесотундры

567

12,5

7087,5

Глее-мерзлотно-таежные и подзолистые почвы под еловолиственничными лесами северной тайги

3612

7,5

27 090

Подзолистые почвы под темнохвойными еловыми лесами средней тайги

399

7,5

2992,5

Подзолистые почвы мерзлотно-таежные (восточнее) под кедрово-еловыми лесами средней тайги

1298

9,5

12 331

Мерзлотно-таежные палевые почвы под лиственничными лесами

1410

7,5

10 575

Пеплово-вулканические почвы под березовыми лесами (Камчатка)

123

10,0

1230

Дерново-подзолистые почвы южной тайги под еловыми лесами

724

9,5

6878

Дерново-подзолистые почвы под темнохвойными кедрово-еловыми лесами (по котловинам - серые лесные и черноземы)

958

12,5

11 975

Дерново-подзолистые почвы с признаками буроземообразования под хвойно-широколиственными лесами

690

15,0

10 350

Дерново-подзолистые почвы на песках под сосновошироколиственными лесами

240

7,5

1800

ВСЕГО ПО БОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

65 826

Бурые лесные почвы с участием палево-подзолистых под широколиственными лесами

243
/>15,0
3645

Подзолисто-бурые почвы под широколиственнохвойными лесами дальневосточного типа

197

15,0

2955



1

2

3

4

Серые лесные почвы, черноземы оподзоленные, выщелоченные и типичные в сочетании с луговыми почвами лесостепи

2568

. 22,5

57 780

Черноземы мицелярно-карбонатные мощные под злаковоразнотравной степью

150

22,5

3375

Черноземы обыкновенные и южные под разнотравнозлаковыми степями

1524

22,5

34 290

Каштановые почвы под злаковыми ксерофитными степями

1043

10,0

10 430

Бурые полупустынные почвы под сухими полыннозлаковыми степями

628

, 3,3

2072,4

ВСЕГО ПО СУББОРЕАЛЬНОМУ ПОЯСУ

113 547

Серо-бурые почвы с признаками засоления

1480

3,0

4440

Луговые и аллювиальные почвы тугаев и оазисов

234

12,5

2925

ВСЕГО ПО СУБТРОПИЧЕСКОМУ ПОЯСУ

7365

ВСЕГО

197 575




положение между современным почвенным покровом и таковым микулинского межледниковья (см. табл. 16.5).
Наконец, резкое падение запасов почвенного углерода имело место во время максимума последнего оледенения. Содержание углерода гумуса почв в то время было низким [Morozova et al., 1998; Величко и др., 1999]. Запасы углерода гумуса в почвах для максимума оледенения в Северной Евразии, рассчитанные на основе фитоиндикационного метода, составляли 42,7 Гт, т.е. 23% от современного запаса. Напомним, что для территории Восточно-Европейской равнины (в пределах полигона) эти запасы составляли 6,2 Гт, т.е. 15% от современных значений.
Итак, запасы углерода гумуса современных почв Северной Евразии составляют 159,2 Гт (100%). В почвах микулинского межледниковья они составляли 266,9 Гт (т.е. 167,5% от современного запаса), в почвах максимума валдайского оледенения - 42,7 Гт (23% от современного запаса), а в атлантический оптимум голоцена - 197,6 Гт, то есть 124,1% от современного (табл. 16.6). Таким образом, полученные данные свидетельствуют о существенных различиях в запасах углерода гумуса почв не только при сопоставлении теплых эпох и максимума ледниковой эпохи. Выявлены различия между теплыми эпохами - оптимумом микулинского межледниковья, атлантическим оптимумом голоцена и современностью.


Суммарные запасы углерода гумуса по природным поясам
:              Таблица 16.6.

Эпохи

Природные пояса

Запас Сппгgt; Мт

Полярный

Бореальный

Суббореальный

Субтропический

мегатонны

%

Микулинское
межледниковье

12 137

120 512

129 540

4746

266 935

167,5

Атлантический оптимум голоцена

10 837,5

65 826

113 547

7365

197 575

124,1

Современность

21 313,5

88 074

42 310

7534,4

159 231,9

100
<< | >>
Источник: А.А. Величко. Климаты и ландшафты Северной Евразии в условиях глобального потепления. Ретроспективный анализ и сценарии.. 2010

Еще по теме Особенности строения почвенного покровав пределах полигона и их трансформацияза последние 125 тыс. лет:

  1. Об эстетике насилия. Армия и общество в СССР/России за последние 10 лет
  2. Разработки и уточнения последних лет: Хабермас о возможности синтеза герменевтической и аналитической философии
  3. Глава III Последние попытки шведов оттеснить русских от Невы. — Празднества в царской семье. — Петербург в первые девять лет своего существования.
  4. 86. Психологические особенности взрослого человека (ранняя взрослость от 20 до 40 лет)
  5. Глава X Сооружения последних лет. — Народный дом Императора Николая II. — Читальный зал Императорской публичной библиотеки. — Троицкий мост. — Празднование 200-летнего юбилея города. — Заключение.
  6. КУЛЬТУРА ВИЛЛАНОВЫ (I-я пол. I тыс. до н. э.)
  7. 1. ЕВРОПЕЙСКИЙ СЕВЕР ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ I ТЫС. Н. Э.
  8. Геноцид: от сталинских лагерей к ядерным свалкам и полигонам
  9. Цвет фотоизображения почвенного покрова
  10. Дешифрирование почв и почвенного покрова
  11. Почвенное питание растений