УДК 631.4 (574.13)

DOI: 10.24412/cl-36359-2021-636-641

СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЗАСУШЛИВЫХ СТЕПЕЙ ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА

STRUCTURE OF THE SOIL COVER OF THE DRY STEPPES OF WEST KAZAKHSTAN

В.Н. Пермитина

V.N. Permitina

РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» МЭГПР РК, Алматы, Республика Казахстан

RSE «Institute of Botany and Phytointroduction» Ministry of Ecology, Geology and Natural Resources of the RK, Almaty, Republic of Kazakhstan

E-mail: v.permitina@mail.ru

Аннотация. В работе представлены результаты исследования структуры почвенного покрова территории Зауральского плато с характерными степными, лугово-степными, луговыми комплексами и сочетаниями. Выявлены особенности строения почвенного покрова, закономерности распространения почв, отличающихся по типу почвообразования. На примере степного района проведено выделение почвенных комбинаций, определен их состав по преобладающим и сопутствующим типам почв в зависимости от положения в рельефе, режима увлажнения, растительного покрова и антропогенного воздействия. Описаны основные типы почв, объединенные по геоморфологическому положению и сгруппированные по типу водного режима (автомрофный, полугидроморфный, гидроморфный). В зависимости от геоморфологической приуроченности, характера увлажнения среди почв автоморфного режима увлажнения выделены комбинации, состоящие из зонального типа почв, представленного черноземами, занимающими повышенные позиции плато и развивающимися под степным типом растительности. По количеству компонентов преобладают двучленные комплексы, в составе которых подчиненное положение занимают автоморфные солонцы степные. Среди полугидроморфных почв, развитых по пониженным элементам рельефа в условиях формирования остепненных лугов и колковых лесов, выделены комбинации из лугово-черноземных почв, солонцов лугово-степных и солодей лесных, среди гидроморфных почв лугов и болот выделены комбинации, состоящие из луговых и лугово-болотных почв. Преобладание получили двучленные и трехчленные почвенные комбинации, представленные сочетаниями. Приведена краткая морфогенетическая характеристика выделенных типов и подтипов почв, занимающих различные положения в ландшафте, отличающиеся по условиям формирования, родовым и видовым признакам. В отдельную группу выделены однородные массивы пахотных и залежных земель, представленных агрогенно преобразованными почвами.

Ключевые слова: Засушливые степи, Зауральское плато, ландшафт, почвы, растительность, рельеф, структура почвенного покрова.

Abstract. The paper presents the results of studying the structure of the soil cover of the territory of the Trans-Ural Plateau with characteristic steppe, meadow-steppe, meadow complexes and combinations. The features of the structure of the soil cover, the patterns of distribution of soils, differing in the type of soil formation, have been revealed. Using the example of a steppe region, soil combinations were identified, their composition was determined according to the prevailing and associated soil types, depending on the position in the relief, moisture regime, vegetation cover, and anthropogenic impact. The main types of soils are described, united by geomorphological position and grouped by the type of water regime (automrophic, semihydromorphic, hydromorphic). Depending on the geomorphological confinement, the nature of moistening, among the soils of the automorphic-moistening regime, combinations have been distinguished consisting of a zonal type of soils, represented by chernozems, occupying elevated plateau positions and developing under the steppe type of vegetation. In terms of the number of components, binary complexes prevail, in which the subordinate position is occupied by automorphic steppe solonetzes. Combinations of meadow chernozem soils, meadow-steppe solonets and forest malts were identified among the semi-hydromorphic soils developed along low relief elements under the conditions of the formation of steppe meadows and pegged forests; among the hydromorphic soils of meadows and bogs, combinations of meadow and meadow-boggy soils were identified soil. Two-membered and three-membered soil combinations, represented by combinations, were predominant. A brief morphogenetic characteristic of the identified types and subtypes of soils, which occupy different positions in the landscape, differing in terms of formation conditions, generic and species characteristics, is presented. Homogeneous tracts of arable and fallow lands, represented by agrogenically-transformed soils, are distinguished into a separate group.

Keywords: Arid steppes, Trans-Ural plateau, landscape, soils, vegetation, relief, soil cover structure.

Развитие процессов почвообразования и их пространственная дифференциация, приводящая к формированию гетерогенного почвенного покрова и выражающаяся в формировании определенной структуры почвенного покрова, связаны с климатическими, гидрологическими и геоморфологическими условиями исследуемого района.

Зауральское плато относится к степной зоне, подзоне засушливых разнотравно-злаковых и колковых степей. По типу рельефа плато представлено денудационно-аккумулятивной останцово-увалистой наклонной равниной с абсолютными высотами 250–350 м [4]. По биоклиматическим условиям формирования почвенного покрова, определяющим направление почвообразовательных процессов, Зауральское плато приурочено к широтной степной зоне, подзоне засушливых степей, которая в системе почвенной зональности соответствует подзоне черноземов южных. Характерные морфогенетические признаки почв описываемой территории определяются провинциальными особенностями подзоны.

Почвенный покров Зауральского степного плато отличается неоднородностью и сложной структурой, его формирование обусловлено условиями рельефа, режимом увлажнения, почвообразующими и подстилающими породами, характером дренированности территории, типом растительности, факторами антропогенного воздействия. Территория проведения исследований приурочена к степному району, северная часть которого характеризуется озерно-котловинным типом расчленения с озерами, лиманами и западинами. Южная часть имеет более сильное расчленение с распространением денудационных равнин с отдельными сопками и речными долинами. Встречаются также мелкосопочные массивы с выходами коренных пород.

Для степной зоны характерно определенное сочетание природных типов и подтипов почв, занимающих различные позиции в ландшафтах, которые можно сгруппировать по отношению к режиму увлажнения на категории: автоморфные, полугидроморфные и гидромофные. На возвышенных, хорошо дренированных участках плато выделяются автоморфные типы почв, образование которых связано только с атмосферным увлажнением, зависящим от климатических условий. В понижениях различного генезиса складываются условия для формирования полугидромофных и гидроморфных типов почв, находящихся под влиянием атмосферного и грунтового увлажнения.

На денудационной равнине Зауральского плато в условиях залегания резко различающихся почвообразующих пород наблюдается чередование элементарных почвенных ареалов разных родов черноземов южных, закономерности смен которых обусловлены пространственными изменениями факторов почвообразования. Кроме того, распространены ареалы почв, относящихся к разным типам: черноземы южные, лугово-черноземные почвы, солонцы степные и др. Структура почвенного покрова засушливой степи представлена разнообразными комплексами и сочетаниями, в составе которых присутствуют зональные почвы при значительном участии интразональных почв. Наиболее распространенная структура пространственной почвенной неоднородности – комплекс, представляет чередование на небольших расстояниях мелких пятен разных типов, подтипов и родов почв, принадлежащих одному ряду увлажнения. Для сочетаний характерно чередование более или менее крупных участков разных типов почв в зависимости от изменений в мезорельефе [5, 6, 7].

Наибольшим распространением среди автоморфных почв на обследованной территории пользуется подтип черноземов южных малогумусных, развивающийся по повышенным участкам волнисто-увалистых равнин вне влияния грунтовых вод в условиях сравнительно небольшого количества осадков. По широким пониженным равнинам или плоским понижениям встречаются полугидроморфные лугово-черноземные почвы, в замкнутых и глубоких западинах, по террасам озер и долинам рек с близко залегающими грунтовыми водами развиваются гидроморфные луговые почвы. Неглубокое залегание соленосных глин и минерализованных грунтовых вод обусловливает образование почв различной степени солонцеватости и солончаковатости. Солонцы встречаются в виде пятен по понижениям микрорельефа среди зональных почв. Под березовыми колками развиваются солоди лесные, под ивняковыми зарослями со злаково-осоковой травянистой растительностью – лугово-болотные почвы. Периферию колков занимают луговые почвы [1].

На почвообразующих породах, резко различающихся по составу и происхождению (делювиальные суглинки, карбонатные суглинки, третичные глины и суглинки, элювий горных пород), формируются почвенные ареалы разных родов черноземов южных, среди которых выделены нормальные, карбонатные, солонцеватые и неполноразвитые роды.

В автоморфных условиях плато под разнотравно-злаковой степной растительностью развиваются черноземы южные нормальные малогумусные. Почвообразующими породами служат делювиальные суглинки.  Черноземы южные являются доминирующим элементом почвенного покрова, приурочены к повышенным элементам рельефа. Отличительными признаками почв служит задернение верхней части профиля, средняя мощность гумусового горизонта до 50–70 см, комковато-пылеватая структура гумусово-аккумулятивного горизонта, языковатостость и трещиноватость переходного горизонта. Черноземы южные нормальные залегают большей частью обширными однородными контурами, местами образуют степные комплексы с солонцами степными, занимающими микропонижения рельефа и развивающимися на засоленных почвообразующих породах, а также образуют сочетания с лугово-черноземными обыкновенными почвами.

Карбонатные роды черноземов южных занимают участки плоских слабо расчлененных равнин, формируются на карбонатных тяжелых суглинках и глинах под разнотравно-красноковыльно-ковылковой степной растительностью. Морфологический профиль имеет более светлую окраску гумусово-аккумулятивного горизонта, меньшую мощность гумусового горизонта (50-60 см), отчетливый характер уплотненного сложения нижней части гумусового горизонта, трещиноватости и языковатости, высокое расположение карбонатного горизонта. Описываемые почвы залегают однородными массивами, при формировании пониженных элементов рельефа образуют сочетания с лугово-черноземными карбонатными почвами, реже встречаются сочетания с луговыми карбонатными почвами.

Значительное распространение на плато имеют солонцеватые роды черноземов южных, которые занимают широкие водораздельные понижения, залегают по межколочным пространствам, террасам рек, формируются на отложениях засоленных третичных глин под галофитным вариантом разнотравно-красноковыльных степей. Почвы отличаются мощностью гумусового горизонта в пределах 40-50 см, наличием плотного иллювиального горизонта ореховатой или призмовидной структуры с содержанием в поглощающем комплексе до 8-10% обменного натрия. Черноземы южные солонцеватые образуют комплексы с солонцами степными. Местами встречаются однородные участки черноземов южных солонцеватых, а также сочетания с лугово-черноземными солонцеватыми и луговыми солонцеватыми почвами.

В юго-западной части плато в условиях близкого подстилания коренных пород развиваются неполноразвитые роды черноземов южных. Они занимают вершины и склоны увалов, формируются на хрящевато-щебнистом элювии горных пород под петрофитными степями, характеризуются малой мощностью генетических горизонтов и профиля, сильной щебнистостью. Почвы образуют однородные контура или комплексы с солонцами степными, встречаются сочетания с черноземами южными малоразвитыми.

Солонцы степные подзоны черноземов южных занимают плоские недренированные поверхности с развитым микрорельефом, а также склоны увалов, формируются на засоленных глинах и суглинках под ковыльно-полынно-типчаковой растительностью с участием грудницы. Морфологический профиль отличается резкой дифференциацией на горизонты с выраженным солонцовым горизонтом плотного сложения столбчато-призмовидной структуры с содержанием обменного натрия до 15-20%. Мощность гумусового горизонта в пределах 35-45 см. Солонцы степные входят в состав степных комплексов с черноземами южными солонцеватыми и сочетаются с луговыми солонцеватыми почвами, солодями лесными.

Полугидроморфные почвы пониженных равнин (микропонижения, окраины запалин, речные и озерные террасы) представлены подтипом лугово-черноземных почв, развивающихся в условиях неглубокого залегания (до 5-6 м) грунтовых вод и дополнительного поверхностного увлажнения под богаторазнотравно-ковыльной степной и лугово-степной растительностью. В зависимости от характера и свойств почвообразующих пород (делювиальные и карбонатные суглинки, засоленные суглинки и глины) среди лугово-черноземных почв выделяются обыкновенные, карбонатные и солонцеватые роды. Профиль почв отличается значительной мощностью гумусового горизонта (70-80 см) без признаков языковатости. Лугово-черноземные обыкновенные почвы образуют небольшие однородные массивы в межколочных пространствах, входят в состав сочетаний с черноземами южными нормальными, используются под пашню. Карбонатные роды лугово-черноземных почв входят в сочетания с черноземами южными карбонатными. Солонцеватые роды лугово-черноземных почв образуют лугово-степные комплексы с солонцами лугово-степными и луговыми солонцеватыми почвами, сочетаются с луговыми почвами или входят в состав сочетаний с черноземами южными солонцеватыми.

Солоди лесные встречаются редко, залегают отдельными массивами, располагаются в понижениях рельефа волнистой равнины, развиваются в условиях промывного режима под осиново-березовыми колками на тяжелых суглинках и глинах. Почвы имеют резко дифференцированный на генетические горизонты профиль, включая маломощный гумусово-аккумулятивный горизонт темно-серого цвета с высоким содержанием органического вещества, белесоватый осолоделый горизонт слоевато-чешуйчатой структуры, плотный иллювиальный горизонт комковатой структуры. Мощность гумусового горизонта достигает 80-85 см. Солоди лесные входят в состав сочетаний с черноземами южными солонцеватыми, лугово-черноземными солонцеватыми и луговыми почвами.

Солонцы лугово-степные приурочены к плоским понижениям рельефа, почвообразующими породами служат засоленные глины или тяжелые суглинки. Растительный покров представлен типчаково-груднициево-полынными сообществами с участием разнотравья. Профиль ясно дифференцирован на генетические горизонты с выраженным поверхностным задернением и темным окрашиванием гумусово-аккумулятивного горизонта. Мощность гумусового горизонта в пределах 20-30 см. Количество поглощенного натрия не превышает 10-20% от суммы поглощенных оснований. Солонцы лугово-степные входят в состав лугово-степных комплексов с лугово-черноземными солонцеватыми почвами и сочетаются с луговыми солонцеватыми почвами и солодями лесными.

Преобладающее распространение среди гидроморфных почв получили луговые почвы, занимающие пониженным элементам волнистых равнин, низкие межколковые пространства, развивающимися при близком залегании (1-3 м) грунтовых вод различной минерализации под разнотравно-злаковой растительностью. Среди луговых почв выделяются обыкновенные, карбонатные, солонцеватые и засоленные роды. Для почв характерна большая мощность гумусового горизонта, которая варьирует в зависимости от рода от 45-50 до 70-80 см и высокое содержание гумуса в верхнем горизонте. Луговые почвы местами залегают однородными массивами, образуют луговые комплексы с солонцами луговыми, сочетаются с солодями лесными и лугово-болотными почвами.

В условиях избыточного увлажнения с близкими (0,5-1,5 м) грунтовыми водами развиваются лугово-болотные почвы, занимающие заболоченные понижения межколковых пространств и колков. Растительность представлена ивняковыми зарослями и гидрофитными длиннокорневищными травами с участием разнотравья и осоки. Профиль отличается наличием маломощного оторфованного горизонта, в нижней части которого наблюдаются признаки разложения торфа с присутствием небольшого количества мелкозема. Под ним залегает горизонт буровато-серого цвета с сизовато-белесыми глеевыми пятнами и выраженной мелкозернистой структурой. Мощность гумусового горизонта в пределах 50 см. Среди лугово-болотных почв выделяются незасоленные и засоленные (солончаковые) роды. Лугово-болотные почвы входят в состав сочетаний с солодями лесными.

Солонцы луговые имеют незначительное распространение на исследованной территории, формируются по глубоким понижениям под галофитнозлаково-солянковой растительностью. Морфологический профиль отличается поверхностным задернением, темным окрашиванием гумусово-аккумулятивного горизонта пороховатой структуры, столбчатой структурой иллювиального горизонта. Мощность гумусового горизонта 25-30 см. Солонцы луговые входят в состав комплексов с луговыми солонцеватыми почвами и образуют сочетания с лугово-болотными почвами.

В настоящее время массивы черноземов южных и лугово-черноземных почв повсеместно распаханы, сохранились отдельными целинными участками между пашнями и по опушкам колковых лесов. Значительные площади пахотных земель переведены в залежи, находящиеся на разной стадии восстановления почвенного плодородия. Почвы пахотных и залежных земель обладают более низким качеством, что обусловлено потерей структурного состояния и содержания органического вещества [2, 3]. Пахотный горизонт имеет не прочную пылеватую, местами глыбисто-пылеватую структуру и более светлую окраску, чем гумусовый горизонт целинных почв. Выражен процесс усиления влажности нижней части профиля, пахотный слой отличается дефицитом влаги. В структуре почвенного покрова однородные контура агрогенно преобразованных почв с измененными показателями уровня плодородия, занимают особое место.

Пространственное распределение основных типов почв и их разнообразие характеризуются общей закономерностью изменения условий почвообразования подзоны засушливых степей с преобладанием в почвенном покрове черноземов южных малогумусных.

Условия почвообразования района исследований способствуют формированию почвенного разнообразия характерного для равнин юго-восточной части Зауральского плато. В числе ведущих факторов почвообразования, наряду с климатическими факторами, важную роль играют группы геоморфологических, гидрологических и биотических факторов, в том числе – своеобразие подстилающих пород, поверхностных и подземных вод, равнинность рельефа и специфика биотических компонентов. Взаимодействуя, данные факторы определяют на рассматриваемой территории ее ландшафтный облик, разнообразие почв и особенности структуры почвенного покрова. Различия, формирующиеся в морфогенетических признаках и свойствах выделенных почв, связаны с преобладанием одного из основных процессов почвообразования: гумусово-аккумулятивный процесс, осолонцевание или осолодение, что обусловливает изменение морфологических признаков и показателей физико-химических свойств.

Зауральское плато характеризуется особой структурой почвенного покрова, обусловленной условиями почвообразования и чередованием элементарных почвенных ареалов. Комбинации почв, образованные контрастными компонентами (комплексы), получили преобладающее распространение на территории плато. Среди них выделены степные, лугово-степные и луговые комплексы с чередованием различных типов почв, приуроченные к различным формам микрорельефа. По количеству компонентов преобладают двучленные комплексы. Комбинации почв, связанные с разными формами мезорельефа, представлены сочетаниями, в составе которых встречаются почвы разных типов. Преобладают двучленные и трехчленные сочетания.

Список литературы

1. Евстифеев Ю.Г. Почвы Кустанайской области. // Почвы Казахской ССР. Алма-Ата: Наука, 1966. Вып. 6. 415 с.

2. Пермитина В.Н. Процессы трансформации почв в зоне интенсивного земледелия Северного Казахстана // Материалы Междунар. конф., посвящ. 50-летию СРМКБЭ РАН и АНМ (Москва, 23-25 окт. 2019 г.). М., 2019.  С. 169-174.

3. Пермитина В.Н., Байбулов А.Б. Растительность лесостепной зоны Северного Казахстана, классификация и антропогенная трансформация. // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии: материалы XVIII международной научно-практической конференции (Барнаул, 20-24 мая 2019). Барнаул, 2019. C. 360-364.

4. Рельеф Казахстана (Пояснительная записка к геоморфологической карте Казахской ССР масштаба 1:1 500 000). Алма-Ата: Гылым, 1991. Часть 2. С. 33-34.

5. Фриндланд В.М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль, 1972. 423 с.

6. Фриндланд В.М. Классификация структур почвенного покрова, и типизация земель // Почвоведение, 1980. № 11. С. 5-17.

7. Фридланд В.М. Проблемы географии, генезиса и классификации почв. М.: Наука, 1986. 243 с.