Все о почвах тундры

Знать все о почвах тундры необходимо россиянам, чья хозяйственная деятельность так или иначе с ней связана. Обязательно следует разбираться, какие типы почв формируются в природной зоне тундры в России, и какова общая характеристика тундровой почвы в Евразии. Не менее важный вопрос — чем богаты почвы, преобладающие на территории тундры, и как их можно использовать.

В России и, вообще, в островной и материковой областях Субарктики расположились неповторимые безлесные природные комплексы. Установлено, что в общей сложности они занимают не менее 2,5% поверхности суши на Земле. Соответствующие почвы формируются в природной зоне, идущей широкой полосой. Принято ассоциировать эти пространства с заполярьем. Но это правило нарушается на северо-восточной оконечности Евразии, где тундра и лесотундра уходят заметно южнее полярного круга.

В этом районе распространение таких природных комплексов связано с тем, что вдоль берега Берингова моря создаются особенные условия — влажность воздуха высока, а температуры достаточно низки. В такой обстановке леса развиваться не могут, и появляется совершенно другой биоценоз. Соответствующие условия развития существуют не только в России, но и в других частях света:

• почти на всей территории Аляски;
• в северной части канадского государства;
• на южном краю Гренландии;
• почти на всей территории Исландии (кроме горячих гейзерных мест);
• на отдельных островах Баренцева моря.

Встретить почвы такого типа в нашей стране можно:

• на полуостровах Канин и Кольский;
• в бассейне реки Печора;
• на Ямале и на Таймыре;
• на Чукотке;
• по течению реки Воркута;
• на северо-востоке побережья Охотского моря.

Тундровый ландшафт, что любопытно, относительно молод с точки зрения геологии. Специальные исследования показали, что еще около 1,5 млн лет назад везде, где сегодня находится тундра, произрастал смешанный лес. Условия изменились в процессе плейстоценового похолодания и наступления ледников. В тундре среднегодовая температура не поднимается выше 2 градусов.

Зимой тут царят сильные холода. И даже в самые теплые годы положительные температуры возникают ненадолго. Летом в тундре беспрерывно светит солнце, а относительная влажность воздуха стабильно держится на отметке не ниже 80%. В описании тундровой почвы обязательно стоит отметить, что на ней не могут развиваться деревья. Это обстоятельство вызвано:

• летним чрезмерным увлажнением;
• специфическими анаэробными микроорганизмами;
• мощными ветрами в зимние месяцы;
• низкими температурами.

Только совершенно неискушенные и слабо знающие реальное положение дел люди полагают, что тундра единообразна на всем своем протяжении. Реально это очень динамичное и гибкое природное сообщество. К тому же условия его существования в разных местах, как уже отмечалось, резко различны. Стоит отметить, что в южной части тундровой зоны по речным долинам могут отмечаться заходящие довольно глубоко лесистые участки.

Кроме сказанного, следует отметить:

• отсутствие крупных торфяных залежей (за исключением лесотундр);
• значительную долю ледниковых отложений;
• сильное влияние многолетней мерзлоты;
• значительную распространенность каменистых и дресвяных россыпей;
• медленное течение биохимических процессов.

Различают несколько типов почв, преобладающих в тундре.

Этот вариант грунтов распространен в подзоне типичной Субарктики. Они распространены в пучинно-бугорковатом ландшафте, реже встречаются в трещинно-полигональных зонах. Под такой почвой обычно скрываются отложения глин и суглинков. На ней растут кустарнички, мхи, иногда ерник. Основные свойства тундрово-глеевой земли связаны со следующими факторами:

• криотурбацией;
• формированием подстилки;
• оглеением;
• структурированием под действием низких температур.

Дифференциация по распределению ила и по содержанию валовых полуторных оксидов почти отсутствует. Приповерхностный минеральный горизонт может содержать меньше ила, чем обычно. Чем глубже пласт, тем больше кислотно-щелочной баланс сдвинут в сторону щелочности. Другие основные свойства таковы:

• максимально высокая кислотность органогенных горизонтов;
• присутствие гумуса почти во всем деятельном слое;
• преобладание фульвокислот (по сравнению с гуминовыми кислотами) в составе гумуса;
• приличная плотность;
• ограниченное образование пор;
• слабая фильтрующая способность.

Глеевую почву классифицируют как подвид тяжелых почв. Она содержит суглинистые и глинистые компоненты. Главным образом такие грунты встречаются на ледниковых увалистых равнинах. Глубина оттаивания многолетней мерзлоты может составлять 500 — 1500 мм. Характерно полное выщелачивание, то есть исключено присутствие карбонатов и легко растворяющихся солей.

В самом низу расположен глеевый темно-сизый суглинок. Он включает достаточно много ледяных прожилок. Для глеевых почв типична тиксотропия, то есть легкое изменение состояния от вязкого пласта до плывуна даже при незначительном механическом воздействии. Через некоторое время почва переходит в изначальный вид. Влажность при таком процессе не изменяется.

Этот вид тундровых почв достаточно широко встречается в Евразии. Он не подвержен застою воды. Аэробность толщи проявляется меньше, чем у тундрово-глеевой разновидности, причем разница довольно существенна. Главным образом такие земли располагаются в горных местностях. Часто их можно встретить и на возвышенных расчлененных равнинах.

Толщи кислых бурых почв богаты полуразложившимися остатками растительности. Поэтому они уже могут содержать мощные торфяные участки. В нижней части пласта, толщина которого составляет примерно 0,4-0,5 м, процессы дифференциации на генетические горизонты почти не проявляются. Их сильно тормозит постоянное замерзание и оттаивание. Хорошим образцом для характеристики бурой почвы можно считать грунты, типичные для горных плато Кольского полуострова.

Почвообразование тут идет за счет покровных отложений, которые, однако, не слишком мощны. На поверхности растут мхи, карликовая береза и лишайники. Можно также увидеть много дающих ягоды кустов, злаки, камнеломку и иные стелющиеся виды флоры. Глубже располагаются:

• моховой ковер;
• слой коричнево-бурого цвета;
• грубопесчаная смесь с растительными остатками;
• песчано-дресвяная масса бурой расцветки, содержащая редкие корни;
• дресва, перемешанная с бурым мелкоземом и крупными минеральными обломками.

Подобные почвы формируются не на всей территории тундры, а в речных поймах. Обычно над ними располагается осоко-злаковая растительность. Без появляющихся постоянно растительных остатков дерновый кислый грунт возникать не может. Для него характерна легкость механического состава. Такие почвы легко прогреваются и довольно хорошо дренированы.

Один из их типичных признаков — ограниченное развитие глеевого процесса. Оттаивает подобная земля заметно глубже, чем в других случаях. Доля гумусовых включений составляет примерно 10%, что очень важно и для дикорастущих, и для культурных растений. Кислотность сравнительно невелика. На дернистых участках содержится достаточно большое количество кальция.

Этот вид тундровых почв является практически реликтом — он появился еще в тот момент, когда нельзя было бы сказать, что земля скованна многолетней мерзлотой. Тогда современная тундровая территория была занята лесотундрой, а отчасти даже и полноценной тайгой. Встретить полигональные торфяники можно на юге тундровой полосы. В них может содержаться до 5 м торфа.

Причина проста: в таких местах накопилось множество растительных остатков, прежде всего пней и стволов. Главный признак поверхности полигонального торфяника — выраженное вспучивание. Для подобных участков характерно еще и появление морозобойных трещин. Нижняя часть почвенной массы стабильно пребывает в состоянии вечной мерзлоты.

Мощные полигональные торфяники обнаружены на Ямальском и Гыданском полуостровах. Там для них характерно образование повторно-жильных льдов сингенетического типа. Появиться эти структуры могут или на пойме (лайде), или на возвышенности, если там присутствует озерно-болотная вкладка. Торфяник толщиной 4-5 м может образоваться за 700-1000 лет. Под ним часто обнаруживают древесную массу, соответствующую бореальному этапу голоцена.

Этот вид почв располагается только в самой южной части Субарктики и типичен, прежде всего, для лесотундры. Их делят на следующие виды:

• дерно-торфянисто-глеевый;
• дернисто-глеевый со слабой оподзоленностью;
• подзолисто-глеевый с торфяным компонентом.

Тундрово-болотные почвы можно встретить в любой подзоне тундры. Есть еще и дерново-луговой тип почвенной массы. Он встречается главным образом на поймах водоемов и террасах рек. Особых отличий от такого же грунта в тайге найти почти невозможно. Дерново-луговая земля может сформироваться на высоких поймах. Такие участки еще находятся:

• на первых террасах над поймой;
• на свежих конусах выноса;
• на пологих шлейфах, занимающих тот или иной склон;
• в местах, подверженных периодическому затоплению.

Крайне неплодородные тундровые почвы расположены в северной части этой природной зоны. В природе на арктотундровых участках растут почти исключительно осока, разнотравье и полярная разновидность ивы. На понижениях рельефа встречаются мхи и осока. Доля гумуса составляет 3 -7%, что делает землю совершенно бесперспективной в сельскохозяйственном отношении. Тундрово-глеевая почва становится отличным субстратом для невысоких кустарников, мхов и лишайников, в ней формируются устойчивые системы органическо-минеральных веществ.

Оподзоленная глеевая земля характерна для лесотундры и поросшей кустарником тундры. Механический состав сильно отличается в зависимости от конкретного места. Решающую роль тут имеют климатические условия. В океанических участках юга тундры и в океанической лесотундре из-за высокой влажности могут формироваться торфяные и торфянистые слои. В континентальной тундре преимущественно встречаются гумусовые горизонты.

Северная Субарктика выделяется еще одним видом почв — иллювиально-малогумусовой формацией. Во всех других районах она открыто не встречается, везде сверху находятся мхи и лишайники, образующие плотный покров. Специфическая особенность — наличие светлого минерального уровня в профиле. Структура в целом такова:

• подстилка из мхов и лишайников толщиной 10-30 мм (дополненная травянистым опадом);
• 30-70 мм гумуса;
• до 200 мм иллювиально-гумусового горизонта;
• до 300 мм переходного пласта;
• смесь песка и щебня;
• подстилающая мерзлота.

На долю гумуса в почвах такого подтипа приходится не более 5%. Иллювиальный пласт и вовсе содержит только 2% гумусовых компонентов. Установлено, что в основном эти почвы дают кислую реакцию, если говорить про верхние горизонты. По мере углубления кислотно-щелочной баланс сдвигается в нейтральную либо слабокислую сторону.

Осталось разобрать еще одну тему, а именно — горно-тундровые почвы. Их суммарная площадь оценивается больше чем в 1,3 млн га. Такие участки располагаются выше, чем горно-луговая или горно-лесная земля. На них растет самая разная высокогорная растительность. Минеральной основой оказываются:

• протерозойские парасланцы и ортосланцы;
• рыхлые ледниковые суглинки, насыщенные щебнем и валунами;
• пески;
• смеси галечника и гравия озерно-аллювиального или озерно-делювиального типа;
• песчаник;
• сланцы;
• конгломераты;
• амфиболы;
• гнейсы палеозойской эры.

Горно-тундровые земли могут относиться к автоморфному либо гидроморфному вариантам. Среди них выделяют такие возможные подтипы, как:

• слаборазвитые;
• торфянистые;
• перегнойные;
• дерновые;
• торфяно-глеевые;
• торфянисто-глеевые грунты.

На горно-тундровой почве растут мхи и лишайники. Если там и встречаются кустарники, то они не отличаются большой высотой. Да и низкий кустарник найти весьма трудно. Общая толщина профиля из-за сложных условий развития не превышает 500- 600 мм. Гумус отличается грубостью, в его составе доминируют фульвокислоты. В горной тундре дренаж всегда лучше, чем в ее арктическом аналоге. Потому явления заболоченности отсутствуют или очень слабо выражены. Этот высотный почвенный пояс доходит до самой границы снеговой линии. Для горно-тундровых почв типична кислая реакция из-за малой доли оснований.

В тундре основной областью применения почвы является животноводство (оленеводство). Земледелие развивается, но очень медленно и противоречиво. В отдельных местах культивируют картофель, корнеплоды и иные овощи. Выращивание отдельных зерновых культур возможно только в опытных хозяйствах и/или силами крупных аграрных предприятий.

Главной проблемой, которую решают при хозяйственном освоении тундры, является борьба с ее специфическими неблагоприятными факторами. Почву необходимо осушать и аэрировать, принимать меры для активизации биологических процессов. Очень важную роль имеет устранение негативного воздействия вечной мерзлоты. Повышение плодородия достигается за счет удобрения торфом и навозом. В ряде случаев используют другие удобрения органического и минерального характера.

Положительные результаты дает подкормка тундровых почв бактериальными удобрениями. Главными культурами этой природно-климатической зоны в России являются:

• картофель;
• лук;
• капуста;
• ячмень (но он — пока только на уровне экспериментов).

Наиболее эффективным (однако при этом и самым дорогим) способом выращивания растений в тундре является использование теплиц. Чтобы выращивать что-либо на открытом месте, требуются (в разных соотношениях и объемах):

• облесение;
• задержание снега;
• культивация земли;
• известкование излишне кислых участков;
• сев бобовых;
• улучшение весеннего оттаивания;
• корректировка структуры грунта.

Чаще всего осваивают легкие суглинки и супеси, расположенные на южных участках склонов. В таких местах если и есть вечная мерзлота, то она расположена на сравнительно значительной глубине. Прогреть землю помогает глубокая вспашка. Чтобы снег таял скорее, распыляют золу. Для наращивания урожайности применяют азотные и фосфорные смеси.

Как выращивать растения на суглинистой почве, смотрите в следующем видео.