Задать вопрос юристу

Сравнительный морфологический анализ


Мы рассмотрели три пары почвенных разрезов, каждая из которых включает в себя лесной и степной варианты: первая — черноземы типичные на водоразделе, вторая — черноземы выщелоченные на балочных склонах северной экспозиции, третья — черноземы карбонатные перерытые на балочных склонах южной экспозиции.
Черты морфологического сходства внутри каждой пары разрезов настолько сильны, что разделить почвы ни на одном классификационном уровне не представляется возможным. Вместе с тем сравнение пар почвенных разрезов убедительно свидетельствует о том, что между ними существуют различия. Эти различия не настолько значимы, чтобы отнести почвы к разным классификационным единицам, но их анализ имеет существенное значение для решения поставленной при почвенных исследованиях цели выбора исходного облика чернозема и оценки его вторичного изменения при предполагаемой смене растительного покрова.
Возвращаясь к описаниям каждой пары разрезов и иллюстрирующим их рис. 1—3, мы убеждаемся, что различия между черноземами дубравных и лугово-степных экосистем имеют однонаправленный характер независимо от положения почв в рельефе. Это позволяет представить существующие между всеми степными и лесными вариантами черноземов различия на сводном рис. 4.
Каковы же общие для всех лесных черноземов свойства, отличающие их от степных разностей, и в чем заключается причина возникновения этих различий? Обратимся к анализу рис. 4.
Гумусовый профиль. Все черноземы, развитые под лесом, характеризуются большей по сравнению со степными почвами мощностью
Таблица 5. Стратиграфические характеристики черноземов под дубравой и
луговой степью*

* Здесь и далее во всех таблицах знак ’’прочерк” означает отсутствие определяемого компонента.



Рис. 4. Сравнительная характеристика морфологических свойств черноземов под лесной и лугово-степной растительностью


гумусовых горизонтов. Это подтверждается данными, полученными при массовом почвенном бурении в шести изучаемых экосистемах (табл. 5).
Увеличение мощности гумусовых горизонтов под дубравами может определяться двумя группами факторов: 1) большим приходом органического вещества; 2) иным водным режимом в лесных экосистемах по

сравнению с лугово-степными: в дубравах накапливается больше снега, его таяние весной и распределение влаги в течение вегетационного периода более равномерны, под древесной растительностью водопроницаемость почвы выше. Все это способствует более глубокому проникновению гумуса вниз по профилю (Тумин, 1930; Васильева, Зонн, 1953).
Кутаны. Характерная черта черноземов под лесом (в отличие от лугово-степных) состоит в наличии потечных кутан (вероятно, пылевато-глинисто-гумусового состава) , покрывающих вертикальные грани педов, а также стенки корневых и зоогенных ходов; в почвах луговой степи они отсутствуют (за исключением слабовыраженных тонких фрагментарных кутан в черноземе выщелоченном). При этом степень выраженности и мощность кутан меняются в топоряду лесных экосистем в зависимости от влажности почвы. В относительно наиболее влажном черноземе выщелоченном северного склона содержатся кутаны мощностью до 0,4 мм, они покрывают вертикальные грани педов, корневые и зоогенные ходы до глубины 160— 170 см. В черноземе типичном водораздела кутаны глубже 100 см не обнаружены, а в относительно наиболее ’’сухом” черноземе карбонатном склона южной экспозиции кутаны очень тонкие и встречаются только на гранях педов, не проникая в корневые и зоогенные каналы (см. рис. 1—3). Поскольку в почвах, заведомо различных по увлажнению, мы видим закономерное изменение интенсивности и характера распределения потечных кутан, то обнаруженные вариации этого морфологического признака внутри каждой пары (лес или степь на одном элементе рельефа) мы можем объяснить теми же причинами — различиями в увлажнении.
Осветленная присыпка. Существенно различаются черноземы лесных и лугово-степных экосистем по количеству и характеру распределения в них присыпки — крупнопылеватого осветленного кварц-полевошпа- тового материала. В лесных почвах она содержится в значительном количестве и на поверхности педов и во внутрипедной массе; в профилях же степных разрезов осветленная присыпка обнаружена лишь на поверхности педов и практически полностью отсутствует внутри структурных агрегатов (см. рис. 4).
Наиболее наглядно различия в распределении присыпки видны на примере чернозема типичного на водоразделе, так как в этом случае исключается влияние склоновых процессов. Как уже отмечалось, в лесном разрезе присыпка появляется сразу под подстилкой как на поверхности педов, так и внутри них, на глубине 30—60 см ее содержание становится максимальным в профиле, на протяжении последующих 10 см оно постепенно уменьшается и обнаруживается присылка только на поверхности педов; в степном разрезе присыпка обнаружена только в верхней полуметровой толще — в небольшом количестве и лишь на поверхности педов, глубже 50 см ее практически нет (см. рис. 1).
Причины появления осветленной присыпки в верхних горизонтах черноземов до сих пор не имеют удовлетворительного объяснения, хотя наличие ее в черноземах под лесом отмечалось неоднократно (Самцевич, Катеринич, 1953; Ахтырцев, 1962, 1971; Афанасьева, 19666; Целищева, Дайнеко, 1967). Можно предположить, что образование присыпки связано с улучшением водопроницаемости и увлажненности лесных почв и, возможно, с более низкими значениями в них pH.
Глубина залегания карбонатов и их новообразования. Различия в водном режиме черноземов под дубравами и луговой степью определяют и различную мощность в этих почвах выщелоченной от карбонатов толщи. Верхняя граница вскипания и появления карбонатных новообразований в почвах под лесом располагается глубже (см. рис. 4). Профиль лесного чернозема выщелоченного, развитого в наиболее гумид- ных условиях, лишен карбонатов полностью.
Характерными чертами, отличающими черноземы дубрав от черноземов луговой степи, являются состав и форма карбонатных новообразований.
В черноземе типичном под лесом новообразования псевдомицелия имеют форму налетов, покрывающих участки граней различных структурных отдельностей, и форму жилок — тонких полых трубочек, образованных отдельными кристаллами; хорошо различимыми под бинокуляром. Под травянистой растительностью псевдомицелий представлен в основном ’’налетами”, покрывающими грани педов, стенки пор, корневые и зооген- ные ходы. Кроме мицеллярных новообразований в профиле лесного чернозема типичного обнаружены журавчики диаметром от 0,5 до 2 см, содержащиеся в степном черноземе в меньшем количестве (см. рис. 1).
Чернозем выщелоченный под лесом лишен карбонатных новообразований полностью, в почве под травянистой растительностью псевдомицелий появляется в горизонте ВС в виде отдельных кристаллов, трубочек и пятен ’’налетов”.
Различия в форме выделения карбонатов между почвами лесных и лугово-степных экосистем обусловлены прежде всего различиями в гидротермических условиях (Лебедева, Овечкин, .1975): черноземы дубрав, существующие в условиях большего увлажнения и менее контрастного гидротермического режима, характеризуются такими формами карбонатных образований, как журавчики, трубочки, жилки; в более сухих и контрастных условиях среды образуются ’’налеты” из микрозернистого кальцита.
Новообразования Fe203. Железистые новообразования присутствуют в черноземах независимо от типа экосистемы в нижней части профиля, но в лесных почвах их содержание больше, появляются они на 40—60 см выше, чем в почвах луговой степи. Это значит, что в лесу условия для восстановления и сегрегации железа создаются на меньшей глубине, чем в луговой степи, что также определяется различиями в водном режиме экосистем.
Структурная организация гумусовой части профиля. Помимо общих макроморфологических описаний, были проведены мезоморфологические исследования структурной организации горизонтов верхних гумусированных частей лесного и степного профилей чернозема типичного.
Мы исходили из того, что именно структура часто является ярким интегральным результатом современного состояния почвы, с одной стороны, или реликтом утраченного облика — с другой. Можно предположить, что в такой биологически активной почве, как чернозем, палеопризнаки в структурной организации профиля выявить весьма трудно. Структура нижних частей профиля обладает малой морфологической информативностью и достаточно полно отражена в общих описаниях.
Анализ структурной организации и педной иерархии позволил провести значительно более дробное деление на горизонты гумусовой части профиля
изучаемых черноземов, в которой традиционно выделялись только два гори* зонта: А1# и Al” (Афанасьева, 1947,19666). Результаты исследования структурной организации черноземов дубравы и луговой степи в схематизированном виде представлены в табл. 6. Структурная организация горизонтов и педная иерархия выражены в ней следующим образом. В графах, соответствующих структурным отдельностям определенной формы, верхняя цифра показывает долю отдельностей соответствующей формы в свободно рассыпающемся образце (в %). Ниже в скобках указан состав структурной отдельности. Если она представлена первичным педом, не делимым на более мелкие, это помечено знаком (+); если она является агрегатом, то в скобках указаны номера, соответствующие форме слагающих педов, например (2) или (2,3), т.е. агрегат сложен порошистыми или порошистыми и крупитчатыми педами. В том случае, если форма структурной отдельности представлена двумя видами, они обозначены буквами а и б. Встречаются случаи, когда определенная структурная форма представлена как первичным педом, так и агрегатом. В этом случае ее состав указывается смешанным индексом, например (+,2) . Нижняя цифра указывает размер педов (в мм).
Следует отметить ряд особенностей, которые не отражены в табл.6. Во-первых, почва под лесом характеризуется лучшей оструктуренностью, что выражается в ясной, законченной форме отдельностей. Ей присуща орехова- тая огранка педов как первичных, так и агрегатов, проявляющаяся на различных уровнях крупности от настоящих ореховатых до крутйчатых (здесь это ограниченные зерна) и порошистых (от слова ’’порох”, а не ’’порошок”) .
Во-вторых, в обоих разрезах наблюдается ’’сплавление” мелких структурных отдельностей в более крупные, т.е. их гомогенизация с деформацией формы в более плотную упаковку и более или менее полное исчезновение граней между ними (заплывание межпедных трещин, исчезновение граней на сломе гомогенизированного агрегата). Различие между разрезами состоит в том, что в лесном черноземе присутствует незначительное количество гомогенизированных агрегатов, а их агрегатная природа не вызывает, как правило, сомнений из-за хорошего проявления первичных граней на сломе. Гомогенизированные агрегаты лугово-степного типичного чернозема значительно более прочны и однородны, число их велико, многие из них гомогенизированы до состояния первичного педа, и агрегатная природа угадывается по рисунку слома.
Из приведенных в табл. 6 данных видно, что наиболее заметные различия между изучаемыми почвами наблюдаются в педной иерархии. В черноземах луговой степи структурные отдельности практически всех форм представлены неделимыми первичными педами, лишь наиболее крупные комковатые отдельности горизонтов А12—А14 являются агрегатами. Под дубравой наблюдается значительно более сложная картина, порой включающая иерархическое сопряжение трех форм структурных отдельностей (горизонты Alx—А12).
Так как для чернозема луговой степи являются обычными признаки гомогенизации мелких (порошистых, крупитчатых, зернистых) отдельностей в более крупные (зернистые, мелкокомковатые и мелкоореховатые), выступающие в случае сильной гомогенизации уже в качестве первичных педов, можно говорить о педной монолитизации в лугово-степных черноземах путем ’’сплавления” более мелких структур и активном полиморфном


Рис. 5. Схема структурообразования в черноземах дубравы (4) и луговой степи (Б) 1 — агрегация, 2 — гомогенизация, 3 — интенсивная дезагрегация, 4 — слабая дезагрегация


иерархическом структурообразовании в черноземах дубрав, где указанные признаки слабо развиты.
Активное структурообразование под лесом не означает, что процесс структурообразования имеет какую-либо направленность в преобразовании структуры в целом. Он имеет повторяющийся характер и представляет собой замкнутый цикл, состоящий из нескольких стадий. Из иллюстрирующей схемы (рис. 5) видно, что отличительной чертой структурного состояния типичных черноземов луговой степи является малая скорость перехода гомогенизированных агрегатов и первичных крупных педов в мелкие первичные структуры под влиянием более слабой по сравнению с почвой дубрав, рыхлящей и оструктуривающей деятельности биоты (в первую очередь различий в массе и глубине проникновения травяных и древесных корней и червей).
Характерно, что активное полиморфное оформление структуры в дубравном профиле сопровождается значительно более высоким содержанием изоморфных структурных фрагментов по сравнению с почвой степи. Эта на первый взгляд нелогичность объясняется именно активной структурообразующей работой в профиле лесного чернозема, побочным результатом которой являются указанные фрагменты. Отсутствие такого рода ’’щепок” в лугово-степной почве указывает на большую косность ее структурного 38

состояния. Для нее характерна запыленность граней педов нижней части гумусового горизонта, т.е. наличие тонкого рыхлого пылеватого покрытия (не фрагментов структур!) на верхних гранях за счет материала, образующегося при естественном осыпании и взаимном истирании структурных отдельностей при возможных перемещениях гидротермического характера.
Таким образом, основными различиями структурного состояния гумусовых горизонтов изучаемых типичных черноземов являются активное полиморфное иерархическое оструктуривание с образованием большого количества очень мелких изоморфных фрагментов структур в почвах под лесом и малоинтенсивное, более косное, с элементами внутриагрегатной монолити- зации оструктуривание с образованием скудного пыльного налета на гранях педов под лугово-степной растительностью.
Различия в структурной организации почвенной массы в нижней части профиля проявляются в формировании глыбисто-призматических отдельностей в почве дубравы на глубине 180 см, тогда как в почве луговой степи они появляются значительно выше — около 120 см. Поскольку для формирования призматической структуры нужна влага, то более глубокое появление структуры в черноземе под лесом свидетельствует о том, что почва дубравы на глубине 180 см промачивается так же, как в степи на глубине 120 см.
Итак, мы выяснили, что "классификационно одинаковые" черноземы, существующие в настоящее время под контрастными растительными формациями, обладают определенным набором отличительных черт. Наблюдаемые различия между лесными и степными черноземами связаны, как мы убедились, с различиями в экологических условиях, главным образом с характером увлажнения. Одни почвенные различия связаны с этим фактором прямо (выщелачивание, формы карбонатов, кутаны, интенсивность осветленной присыпки, глубина формирования и количество железистых новообразований, мощность гумусового горизонта, глубина проявления призматического оструктуривания почвенной массы), другие — косвенно (степень выраженности зернистой структуры).
Таким образом, обнаруженное морфологическое несходство профилей может быть объяснено различиями между дубравой и луговой степью в экологических условиях. Как эти различия отражаются на минеральном составе и других аналитических свойствах почв? Может быть, изменения их морфологии, чувствительной к широкому спектру слабых воздействий, являются лишь "косметикой", скрывающей стабильное вещественное состояние почвенной массы? Для решения этих вопросов следует обратиться к обзору аналитических свойств изучаемых почв, и особенно тех свойств, которые могут наиболее тесно коррелировать с обнаруженными морфологическими различиями.
<< | >>
Источник: Н.Я. Марголина, АЛ. Александровский, Б А. Ильичев и др. Возраст и эволюция черноземов. 1988

Еще по теме Сравнительный морфологический анализ:

  1. БОТАНИЧЕСКАЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
  2. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ТРАКТ (морфологический и функциональный аспекты)
  3. Некоторые морфологические особенности ленинградской популяции
  4. ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ, СТРУКТУР И ПРОЦЕССОВ
  5. Функциональная оценка морфологических особенностей
  6. Некоторые направления теоретико-морфологических исследований в XX веке
  7. Сравнительная и эволюционная физиология j
  8.   МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ И УРОВЕНЬ ГЕМОГЛОБИНА
  9. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ И КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
  10. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВАКЦИН И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ
  11. 5-16. Сравнительный метод и пространство жизни
  12. Сравнительная и эволюционная фитофизиология
  13. Визуально-сравнительные шкалы
  14. 2.5. Сравнительная психология и зоопсихология в России
  15. Раздел III Сравнительная психология
  16. 2.2.1.1. Сравнительная оценка методов выявления грибов рода Malassezia на покровных тканях животных
  17. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОДНОГО РЕЖИМАЗАБОЛОЧЕННЫХ ЕЛЬНИКОВ
  18. 8 СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И МОРФОФИЗИОАОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЫШЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
  19. Определение мяса и мясных продуктов по сравнительной анатомии внутренних органов.
  20. Глава 15 Сравнительная экология видов, принадлежащих к одному род