Почв аридных ландшафтов

Почвы аридных ландшафтов с относительно высоким атмосферным увлажнением, соответствующим луговым и слабозасушливым разнотравно-ковыльным степям, характеризуются высокой биогенностъю. Огромное количество беспозвоночных быстро измельчает и перерабатывает растительные остатки и перемешивает их с минеральным веществом почвы. Распределение органического детрита в почве не затруднено, так как значительная часть продуктов отмирания травянистой растительности остается в почве, а не накапливается на ее поверхности, как это имеет место в лесах.

В почвах аридных ландшафтов существенно меняется соотношение групп микроорганизмов. Грибы, играющие в лесных ландшафтах ведущую роль в преобразовании растительных остатков, в почвах степей уступают место бактериям. Микробиологическая и биохимическая трансформация органического вещества в почвах степей происходит с образованием преимущественно труднорастворимых и поэтому слабоподвижных гуминовых кислот. Гуминовые кислоты создают комплексные соединения с катионами, препятствуя их удалению из почвы. Затрудненность миграции усугубляется непромывным водным режимом степных почв и их насыщенностью ионами кальция. Все это обусловливает прочную скоагулиро-ванностъ не только сгустков и пленок гуминовых кислот, но также высокодисперсных минеральных частиц, которые образуют прочные органоминеральные микроагрегаты (педы). Благодаря многочисленным и разнообразным биологическим и физико-химическим факторам биокосная система степных почв способствует не мобилизации и выносу, а связыванию и аккумуляции тяжелых металлов и других элементов с переменной валентностью в верхнем гумусовом горизонте профиля. Концентрация химических элементов в почве слабо и постепенно уменьшается сверху вниз одновременно с уменьшением численности бактерий и содержания гумуса.

Большая часть рассеянных элементов в степных почвах связана с высокодисперсными минеральными частицами, меньшая — с органическим веществом; содержание обменных и водорастворимых форм менее 1 % от общего содержания элемента в почве. Особые формы рассеянных элементов, существующие только в почвах аридных ландшафтов, связаны с карбонатными, гипсовыми, хлоридно-сулъфатными водорастворимыми новообразованиями.

В табл. 13.6 показано, как меняется по профилю черноземов и темно-каштановых почв не только общая концентрация кобальта, но и концентрация его главных форм. Изученные почвы расположены на заповедных участках степной зоны Восточно-Европейской равнины и никогда не подвергались земледельческому использованию. Мощный чернозем взят на территории Центрально-Черноземного заповедника «Стрелецкая степь», темно-каштановая почва — на территории заповедника «Аскания-Нова».

Таблица 13.6

Распределение кобальта и его главных форм по профилю степных почв (по данным Н.Г.Зырина и А.А.Титовой, 1979)

Условные обозначения: 1 — типичный мощный тяжелосуглинистый чернозем на лессовидном суглинке; 2 — темно-каштановая тяжелосуглинистая почва на лессовидном суглинке.

По мере усиления засушливости биогеохимические процессы в почве подавляются дефицитом воды. По данным Ю. И.Чернова, сырая биомасса почвенных беспозвоночных в луговых степях и лесостепи равна 70 т/км², в полупустыне — 0,6 т/км², в каменистой пустыне — 0,2 — 0,4 т/км². Содержание гумуса в почвах сухих степей понижается до 2 — 4%, а в серо-бурых почвах пустынь, как правило, не превышает 1 %.

Общий уровень концентрации рассеянных элементов в почвах степей и пустынь обусловлен их содержанием в почвообразующих породах. Наряду с этим в пустынных почвах возрастает относительное значение водорастворимых форм. Подобно тому как с усилением бореальности лесных ландшафтов в почвах увеличивается количество элементов, содержащихся в слаборазложенном органическом веществе, так с нарастанием аридности в почвах сухих степей и пустынь увеличивается содержание легкорастворимых форм элементов.

Изучение общего содержания и концентрации растворимых форм рассеянных элементов по профилю почв пустынь Средней Азии показало, что в верхнем горизонте увеличивается концентрация водорастворимых форм всех элементов. В нижней части профиля (горизонт В гипсовый) повышается концентрация только стронция.

Основными факторами аккумуляции водорастворимых форм элементов в поверхностном горизонте почв пустынь являются испарительная концентрация и транспирация растений. Кроме того, повышенная щелочность почв засушливых ландшафтов способствует мобилизации тонких минеральных и органических суспензий. Этим объясняется присутствие в водных экстракциях из пустынных почв циркония, титана, галлия, иттрия и близких им элементов.

Распределение химических элементов по профилю почв экстрааридных ландшафтов пустыни Гоби аналогично тому, что имеет место в пустынях Средней Азии и плато Устюрт. Валовое содержание элементов по профилю почв пустыни Гоби меняется очень слабо. Экстракцией 10 %-й НС1 извлекается 5—10% всего количества металлов. Исключение составляют железо и марганец, которые извлекаются в большем количестве. Стронций извлекается в количестве 20 —25 %, по-видимому, в результате частичного растворения гипсовых и карбонатных новообразований. В самом верхнем горизонте профиля (пористой корке) концентрация металлов, извлекаемых 10%-й НС1, максимальная. Содержание стронция, наоборот, увеличивается в нижней части профиля, в гипсовом горизонте, как это имеет место в почвах пустынь Средней Азии.