ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МИКРОРЕЛЬЕФА СТЕПНОЙ ЗОНЫ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ
GENETIC DIVERSITY OF MICRORELIEF IN STEPPE ZONE AND ADJACENT AREAS
И.В. Ковда1,2, А.Г. Рябуха3, М.П. Лебедева1,2, М.В. Конюшкова1
I.V. Kovda1,2, А.G. Ryabukha3, M.P. Lebedeva1,2, М.V. Konyushkova1
1Почвенный институт им. В.В. Докучаева
(Россия, 109017, Москва, Пыжевский пер., 7)
2Институт географии РАН
(Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 29)
3Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт степи Уральского отделения Российской академии наук (ИС УрО РАН)
(Россия, 460000, г. Оренбург, ул. Пионерская, 11)
1 V.V. Dokuchaev Soil Science Institute
(Russia, 109017, Moscow, Pyzhevskiy, 7)
2Institute of Geography RAS
(Russia, 119017, Moscow, Staromonetny, 29)
3Institute of Steppe of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IS UB RAS)
(Russia, 460000, Orenburg, Pionerskaya Str., 11)
Рассмотрены примеры генетического разнообразия микрорельефа и почв, в семиаридных и аридных условиях степной и околостепной зон. Обсуждаются особенности формирования микрорельефа, показано разнообразие механизмов его возникновения.
The paper discuss the variability of microrelief associated with soils in semiarid and arid environment of steppe zone and adjacent territories, peculiarities and diversity of the mechanisms of its formation.
Степная зона расположена на юге Европейской части России от Черного и Азовского морей, предгорий Кавказа сплошной полосой на восток до Алтая, переходя далее в обособленные участки в межгорных котловинах юга Сибири и островные участки юго-восточной Сибири, Прибайкалья, Забайкалья и Приамурья. При этом, ряд исследователей степных ландшафтов считают целесообразным рассматривать их в широком смысле и в совокупности с прилегающими околостепными (лесостепными и полупустынными) территориями [15].
Микрорельеф и сопутствующие ему почвенно-растительные комплексы весьма характерны для степных и более аридных регионов, как например, Прикаспийской низменности, Волго-Уральского междуречья, Западно-Сибирской низменности, Ставропольской возвышенности и др. При этом существует разнообразие механизмов возникновения микрорельефа – зоогенный, биогенный, криогенный, просадочный и другие.
Цель данной статьи – показать примеры генетического разнообразия микрорельефа, встречающегося в семиаридных и аридных условиях степной и околостепной зон и представить более подробно некоторые из них, с обсуждением особенностей его возникновения.
Вертисолям, распространенным на глинистых почвообразующих породах различного генезиса часто сопутствует микрорельеф гильгай. Обзор свойств, параметров и механизмов формирования гильгаев недавно проведен Н.Б. Хитровым [14]. Итогом обзора является заключение о многообразие гипотез возникновения гильгаев. Первоначальная гипотеза предполагала «самопоглощение» глинистых смектитовых вертисолей путем засыпания поверхностного материала в открытые трещины. Во влажный сезон, после увлажнения и разбухания, происходило выдавливание избыточного материала вверх с образованием бугров. В дальнейшем приоритетным стал взгляд на формирование гильгаев в результате неравномерного увлажнения и высыхания всего объема почвы, неравномерного пространственного распределения внутренних напряжений, способствующих возникновению сдвига или пластических деформаций почвенной массы. Также существуют гипотезы основанные на особенностях литологии и механики почв [14]. На территории России основной ареал распространения гильгаев располагается в степных условиях Ставрополья, где вертисоли и микрорельеф приурочены к выходам палеоген-неогеновых глин [4]. Также гильгаи известны в более аридных условиях Волго-Ахтубинской поймы и западного Маныча [6, 9].
Равнинным ландшафтам Северного Прикаспия характерен специфический западинный микрорельеф. Его образование связывали с неровностями дна отступивших морских вод, влиянием текучих вод и ветра, суффозионными процессами, деятельностью роющих млекопитающих и др. В настоящее время общепринята теория А.А. Роде [12] о том, что формирование западинного микрорельефа представляет собой сложный многоэтапный почвообразовательный процесс, включающий не только, образование западин на поверхности равнины за счет вымывания солей, но и формирование повышений за счет пятнистого засоления, приводящего к вспучиванию поверхности путем разрыхления подсолонцового горизонта кристаллами солей, аналогично тому, как это происходит в пухлых солончаках, но не на поверхности, а в глубине т.е. динамичное проседание-вспучивание солончаковых солонцов с формированием трехчленного солонцового комплекса (темноцветных лугово-каштановых, солончаковых солонцов, светло-каштановых) [8].
В сухостепных условиях так называемой пустынной степи в районе озера Маныч-Гудило на террасе Манычской ложбины нами был изучен микрорельеф и приуроченный к нему солонцово-слитой почвенный комплекс с микрорельефом, сформированные на шоколадных глинах. Повышения микрорельефа хорошо идентифицируются по пятнам густого высокого покрова житняка. Данный объект имел необычное соотношение почв и микрорельефа с солонцами в микропонижениях и каштановыми слитизированными почвами на микроповышениях. По нашим предположениям данный микрорельеф является следствием биогенных процессов и развития комплексности почвенного покрова на территории изначально занятой солонцами. Поверхностная трещиноватость (от иссушения или слабых просадок), используемая землероями, привела к формированию трещиноватых и перерытых участков, которые легче осваиваются травянистыми растениями. Совместное действие землероев и растительности (корневая система, растительные остатки) способствовали разрушению солонцового горизонта. Под пороями полевок и степных пеструшек произошло снижение границы вскипания и появления солей, что повлекло разрушение солонцового горизонта, изменения в растительном покрове и увеличило количество поступающей влаги за счет снегозадержания растительностью. При этом поступление дополнительной влаги в плотные почвы способствовало рассолонцеванию и остепнению, однако не приводило к углублению западин, а активность полевок способствовала образованию биогенных микроповышений [5]. В то же время, имея в виду расположение солонцов в понижениях нельзя оставлять без внимания возможность динамические процессов в развитие микрорельефа, например, локальное опускание одних блоков и компенсирующий подъем других вместе с развитыми на них почвами [13].
Итогом разновременной антропогенной нагрузки, начиная с эпохи бронзы, в совокупности и эрозионными процессами объясняют микрорельеф и комплексный почвенно-растительный покров с луговыми сообществами и черноземно-луговыми почвами на повышениях и полынно-типчаковыми сообществами на солонцах осолоделых и солончаках в понижениях на территориях первых надпойменных террас рек с высоким уровнем антропогенной нагрузки, расположенных вблизи памятников эпохи бронзы на территории Оренбургской и Куйбышевской областей. Деградация и эрозия надсолонцового горизонта привели к образованию микропонижений в то время как луговые ассоциации и почвы оказались более устойчивы физически и превратились в остаточные микроповышения [10].
В степях южного Зауралья и Предуралья встречается микрорельеф, приуроченный к почвам на пестроцветных засоленных корах выветривания, представленных солонцами, темнокаштановыми почвами и черноземами [2]. Морфологически данный микрорельеф представляет собой чередование бугров высотой до 30-70 см и диаметром 50-200 см с вдавленными вершинами. Автор называет их термогидролакколитами и не определяет их генезис однозначно, указывая на разнообразие возможных механизмов, связывая с летним или зимним иссушением глин, увлажнением нижних глинистых горизонтов через открытые трещины во влажные периоды (весной и осенью), набуханием и выпучиванием с образованием анизотропных бугров, излиянием на поверхность тиксотропных масс, выносом щебенки и солей. Таким образов Климентьев считает данный трещиновато-полигональный микрорельеф результатом педо-термо-криотурбаций, а основным процессом – выдавливание разжиженной глинистой массы при замерзании. Морфологические признаки, сопутствующие этому процессу в профиле почвы, – пестрая окраска почвы, наличие гумусовых потеков и клиньев, чередующихся с обратными заклинками почвообразующей породы. При этом минералогический состав глин преимущественно каолинитовый, что предполагает невысокую степень набухания и свидетельствует в пользу криогенного происхождения микрорельефа.
В восточной части России, в том числе в степной зоне южной Сибири, распространен криогенный микрорельеф, сопутствующий территориям с многолетней мерзлотой. Он широко представлен в межгорных степных котловинах Забайкалья и Читинской области, Приамурье, занятых черноземами, солонцами, лугово-черноземными, черноземно-луговыми и другими почвами. Так в прериях Амурской области в 30-ые годы прошлого века был описан криогенный микрорельеф или бугры выплывания (суффозионные всхолмления), приуроченные к подошвам гор и увалов, «своего рода нарывы на поверхности почвы» [7], что по сути отражает тот же механизм излияния тиксотропного грунта под влиянием гидростатического давления, что и описанный Климентьевым в Оренбургской области. В мерзлотоведении механизм их формирования описывается следующим образом: 1) растрескивание влажного тиксотропного грунта при промерзании; 2) быстрое промерзание сезонно-талого слоя по трещинам и образование замкнутых систем талого грунта в центральных частях блоков, при промерзании которых давление резко возрастает вследствие увеличения объема замерзающего грунта; 3) при нарастании давления тиксотропная масса внутри отдельностей переходит в пластично-текучее состояние, прорывает верхний слой и выходит на поверхность. Отметим при этом, что именно с этими «нарывами» проводит аналогию И.И. Плюснин [11], описывая почвенно-гидродинамический механизм образования бугоркового микрорельефа на глинистых набухающих почвах Волго-Ахтубинской поймы.
Баженова и Кобылкин [1] по наблюдениям в котловинах со степными экосистемами в Забайкалье установили внутривековую цикличность фаз активизации формирования криогенного микрорельефа при наступлении экстремальной перигляциальной динамической фазы, наступающей при увеличении увлажнения. Склоны и днища малых эрозионных форм рельефа, особенно в зонах разгрузки грунтовых вод, в эти периоды испытывают активное пучение с образованием бугров нескольких видов: гидролакколитов, мерзлотных сальз и туфуров.
Специфический трещиновато-полигональный микрорельеф распространен в северной части Подуральского плато, расположенного в условиях континентального климата с холодной малоснежной зимой, жарким летом и значительным преобладанием испарения (800-900 мм) над осадками (260-390 мм). Почвенный покров представлен темно-каштановыми почвами, каштаново-солонцовыми и лугово-солонцовыми комплексами. Локально, на участках выходов меловых отложений, имеющих дополнительное грунтовое увлажнение, встречается микрорельеф высотой до 50 см, иногда осложненный западинами. На поверхности заметны трещины, проходящие через бугры и окаймляющие их. Поверхность бугров имеет различную степень зарастания ксерофитной растительностью: от свежей голой белой меловой поверхности, до разреженного растительного покрова. Ранее этот микрорельеф был назван термогидролакколитом [3] т.е. аналогом микрорельефа на пестроцветных глинистых корах выветривания, описанным выше. Однако глинистые отложения в данном микрорельефе не были вскрыты. Предварительное изучение в почвенных прикопках, заложенных на бугре и в западине обнаружили палеокриогенный генезис данного микрорельефа. В западине между буграми был вскрыт палеомерзлотный клин, а также уровень расположения палеомерзлоты на глубине около 60 см. Это свидетельствует о том, что трещиновато-полигональная сеть микрорельефа была заложена в перигляциальных условиях и не связана с современным зимним промерзанием. Однако на нее накладываются современные мерзлотные процессы, поддерживающие и обновляющие микрорельеф при наличии грунтового увлажнения путем выдавливания влажного мелового материала через трещину в центральной части бугра при зимнем промерзании, аналогично формированию современного криогенного микрорельефа, что подтверждается морфологическим строением почвы бугра с вертикальными полосами мелового материала, внедренного в почвенную массу.
Таким образом, степная и околостепная зоны характеризуются разнообразием механизмов формирования микрорельефа в зависимости от ландшафтных условий (литологии, геоморфологии, гидротермических режимов) и истории развития территории. Интерпретация почвенных признаков и процессов должна учитывать не только современный микрорельеф, как фактор почвообразования, но и историю развития микрорельефа и его современную динамичность.
Благодарности: Полевые работы по изучению палеокриогенного микрорельефа в Оренбургской области и литературный анализ криогенного микрорельефа в Южной Сибири выполнены за счет гранта Российского научного фонда, грант № 14-27-00133.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: