Полевые наблюдения. Экскурсия 5. Изучение почвенного профиля

Экскурсия 5. Изучение почвенного профиля. Для начала необхо-димо выкопать полуяму по уже известным нам правилам, сориентировав ее так, чтобы свет падал на стенку, подлежащую описанию. Работа начи-нается с подвески мягкой мерной ленты (прикрепляется булавкой) к вер-хнему краю зачищенной стенки.

Далее, слегка отстранившись, вы должны внимательно осмотреть свежую поверхность, пытаясь отыскать границы явно различающихся по цвету слоев — почвенных горизонтов. Опытные почвоведы иногда пре-парируют стенку ножом, как бы «подчерчивая» верхнюю и нижнюю каж-дого горизонта.

Для описания почв используется полевой дневник, но еще удобнее фиксировать результаты на бланке с соответствующей разграфкой и ко-

лонкой для изображения горизонтов в масштабе. Мощность горизонтов фиксируется по сантиметровым делениям мерной ленты. Описание го-ризонта начинается с его индексации, но прежде требуется определить, что за слои открылись в нашем разрезе. Разнообразие почв столь вели-ко, что даже опытные ландшафтоведы порой становятся в тупик перед увиденным. Однако есть все же некая общая схема, которая может быть принята как «типичный почвенный профиль». Именно его мы и примем за основу.

Итак, в типичном почвенном профиле имеются три группы горизон-тов, обозначаемых соответственно А, В и С, причем каждый из них мо-жет быть разделен на ряд подгоризонтов. Ниже приводится краткая ха-рактеристика каждого из них:

Ао — лесная подстилка — самый верхний горизонт собственно почвы, состоящий из органических и минеральных веществ и включающий в себя свежий или слабо разложившийся листовой опад, слой ферментации (разложения), в котором еще преобладают растительные остатки с сохра-нившейся исходной формой и слой гумификации, в котором преоблада-ют уже сильно разложившиеся остатки и имеется примесь минеральных компонентов;

Ad — дернина — поверхностный горизонт почвы под травянистой ра-стительностью, по объему наполовину состоящий из живых корней;

Д, — гумусовый горизонт, в котором в результате почвообразователь-ных процессов основная часть органического вещества разлагается до состояния гумуса — черного, иногда «жирного» на ощупь мажущегося органо-минерального вещества почвы, «ответственного» за плодородие;

А2 — элювиальный горизонт, или (буквально) горизонт вымывания, — образуется за счет просачивания через толщу почвы атмосферных осад-ков и талых вод, которые выносят («вымывают») из них растворимые со-единения. На землях Русской равнины, где оставленные ледником гли-нистые моренные грунты вследствие обилия железистых соединений часто имеют красновато-бурую окраску, вымывание приводит к форми-рованию осветленного элювиального горизонта. Аналогично на желто-вато-коричневых водно-ледниковых песках вынос железосодержащих оксидов и солей приводит к появлению светлых (кремнеземистых) от-тенков;

В — иллювиальный горизонт, или горизонт вмывания, — обогащен как раз теми минеральными соединениями, которые вымыты из вышележа-щих почвенных слоев просачивающейся сверху водой. Именно здесь накапливаются катионы металлов типа кальция, магния, калия и натрия, выщелоченные из горизонта А2- Кроме того, в хорошо промываемых по-чвах из горизонта перемещаются небольшие количества гумуса, колло-идных частиц и оксидов алюминия и железа. Эти оксиды часто называют полуторными из-за особенности их химической формулы, а именно AL2O3, Fe2O3 В этом горизонте можно обнаружить множество проникаю-щих в него корней, которые извлекают отсюда скопившиеся питательные вещества. В большинстве почв горизонт Б имеет плотное сложение и резко отличается по цвету от вышележащего горизонта А2;

С — горизонт почвообразующей материнской породы — содержит кровлю одной из уже знакомых нам пород, оставленных процессами, имевшими место во время или непосредственно после четвертичного оледенения.

Такое простое четырехчленное строение (гумусовый горизонт — го-ризонт вымывания — горизонт вмывания — материнская порода) свой-ственен типичным для Европейской равнины подзолистым почвам, а сам процесс преобладающего нисходящего движения воды с промыв-ным режимом в почвах назван оподзоливанием, или подзолообразо-ванием.

Итак, приступим к нашему разрезу. Как уже понятно из предыдущего описания, цвет — важнейший диагностический признак почвенного гори-зонта. Определить цвет — задача не из простых. Следует помнить, что при высыхании стенки разреза цвет почвы меняется, сдвигаясь, как пра-вило, в более светлую сторону; стенка становится белесоватой. Кроме того, окраска слоя может быть неоднородной, с разной тональностью (яркостью и насыщенностью тона). Поэтому прежде всего оценивается однородность окраски, здесь можно использовать слова:

• однородная (однородная по всему слою);

• пятнистая (выделяются хорошо заметные пятна на общем фоне);

• полосчатая (чередование темных и светлых прослоек, ритмичное либо хаотичное);

• мраморовидная (цветные «разводы» сложной формы с прожилками, напоминающие мрамор).

Цвет почвенного горизонта редко удается обозначить одним слоем, обычно приходится прибегать к сложносоставным прилагательным, при этом основной тон записывают в конце: красновато-бурый (т.е. все-таки бурый, но с красноватым оттенком), желто-коричневый и т.д.

Цвет называют диагностическим признаком, потому что он позволя-ет (хотя бы в первом приближении) судить о почвообразующем процес-се, а именно почвообразующий процесс важен для ландшафтоведа, вы-ясняющего особенности местообитания.

Так, белая или белесая окраска может быть результатом оподзолива-ния или лессивирования (выноса илистых веществ). Красный цвет суглин-ков, так же как и желтый цвет супесей, обусловлен накоплением свобод-ных оксидов железа, он свидетельствует об иллювиально-железистом процессе. Для процесса оглеения характерны синие, зеленоватые, сизые тона.

Главная проблема заключается в том, что люди весьма различно вос-принимают цвет и вдобавок склонны называть по-разному то, что они видят. Во избежание путаницы и появления определений типа «серо-буро-малиновый» были придуманы специальные цветовые шкалы, кото-рые опубликованы в виде серии таблиц. Каждый окрас в них характери-зуется тремя показателями:

• тоном или оттенком;

• интенсивностью или степенью осветленности;

• насыщенностью или чистотой спектрального цвета.

В полевых описаниях общеприняты цвета: черный, серый, бурый, бе-лый, коричневый, желтый, красный, а также их сочетания и указание на степень осветления: светло-серый, темно-бурый. Используются и другие характеристики: оливковый, фисташковый, кирпичный шоколадный, мол-чаливо предполагающие, что изыскатель знаком с соответствующим от-тенком и его носителем.

Механический состав — второй важнейший диагностический признак горизонта, на характеристике которого мы останавливаться не будем, поскольку уже знакомились с определением механического состава на примере четвертичных слоев. При анализе почвенных тел проделывают-ся все те же манипуляции: лепятся комки и шары, катаются шнуры, сво-рачиваются кольца и т.д. Не забудьте только упомянуть о «скелетной ча-сти почвы», поскольку в супесях и суглинках могут содержаться обломки породы: валуны, гравий и дресва.

Структура почвы — способность почвенной массы распадаться на отдельности: агрегаты различной формы и величины. Дело в том, что по мере формирования почвенных горизонтов под пологом леса или луга в них одновременно реализуются два разнонаправленных процесса: рас-членение на фрагменты и оформление этих фрагментов в качестве «от-дельностей».

Механическое разделение почвенной массы происходит за счет цик-лов увлажнения-высыхания, замерзания-таяния, нагревания-охлаждения. Кроме того, почва делится корнями растений и многочисленными хода-ми роющих животных и насекомых (взять хотя бы вездесущих муравьев или хрестоматийного дождевого червя). Образующиеся таким путем от-дельности (агрегаты), в свою очередь, оформляются за счет сил сцепле-ния и склеивания между частицами.

Структура может быть глыбистой или комковатой — плохо оформлен-ные отдельности с неясно выраженным и одинаковыми по трем осям граням и размерами (5 — 50 мм). Меньшие и более округлые отдельно-сти образуют ореховатую и зернистую структуры с размерами соответ-ственно 5 — 20 и 0,5 — 5 мм. Призмовидные отдельности формируют столбчатую структуру; уплощенная форма почвенных отдельностей харак-теризует плитчатую структуру (верхняя и нижняя грани плоские), чешуй-чатую (эти же грани параллельно изогнуты), линзовидную структуру (гра-ни противоположно изогнуты).

Сложение почвы проявляется в характере ее порозности и трещино-ватости. Сложение может быть слитым, тонко-мелко-крупнопористым, ячеистым, губчатым, слоеватым, трещиноватым. Трещиноватость почв является следствием растрескивания почвенной массы и особенно ха-рактерна для глинистых почв.

Влажность почвы — очень важный признак, который, с одной сто-роны, характеризует само местообитание по условиям увлажнения и дренажа, с другой — определяет направленность почвообразователь-ных процессов. Степень влажности фиксируется по следующим при-знакам:

• сухая — пылит (в сыпучих песчаных почвах и плотных глинистых);

• свежая — не пылит, слегка холодит руку (если почва глинистая, то она в этом состоянии не скатывается, если почва супесчаная, то песок слабосвязан);

• влажная — сжимается в комки, холодит руку, увлажняет бумагу (для проверки можно использовать бумажную салфетку, на которой сразу же появляются темные пятна);

• сырая почва заметно увлажняет руку и прилипает к ней, на ощупь — холодная, смачивает бумагу, сырые суглинки и глины легко скатываются без дополнительного размачивания;

• мокрая — на стенках шурфа высачивается вода, суглинки и глина не скатываются, а песок проявляет свойства «плывуна».

Плотность почвы определяется с помощью полевого ножа, ориенти-ровочно приняты следующие градации плотности почв:

• рыхлая — сыплется, почвенный нож входит в нее без усилий;

• слабоуплотненная — легко копается, нож при надавливании свобод но входит на несколько сантиметров;

• плотная — копается с трудом, кончик ножа с заметным усилием вхо дит на 1 —2 см;

• слитая — при копке приходится долбить, острие ножа оставляет глянцевитую черту.

Формирование и эволюция почв могут приводить к появлению в по-чвенной толще так называемых новообразований биогенной или хими-ческой природы — кристаллов, комочков, бобовин, стяжений, мучнисто-сти и т.д.

Весьма распространены цветные выделения, связанные с соединени-ями железа и марганца, можно встретить также известковистые, крем-неземистые, глинистые, глинисто-гумусовые.

Порово-пропиточные формы, которые как бы цементируют почвенную массу, обычно заключают в себе железисто-марганцевые выделения, кремнеземистые присыпки.

Инкрустационные формы в виде налетов и выцветов свойственны солевым карбонатным железисто-марганцевым новообразованиям, кремнеземистым и глинистым — только налеты.

Прожилки и реже псевдомицелий, т.е. образования, похожие на ми-целий гриба, свойственны всем новообразованиям.

Пленки известны для кремнистых глинисто-гумусовых и железисто-марганцевых выделений.

Очень интересны и повсеместно распространены в почвах лесной зоны разнообразные конкреционные формы (стяжения), они могут сви-детельствовать о присутствии карбонатов (журавчики, дутики, жалваки, лессовые куколки) или железисто-марганцевых новообразований (ортш-тейн, ортзанд, рудяковые зерна — бобовины, желваки). Железистые вы-деления могут также образовывать и корковые формы в виде корок, на-теков, и даже плотных кор.

Включения в отличие от новообразований — это, как правило, инород-ные тела, никак не связанные с процессом почвообразования. Включе-ния роднят науку о ландшафтах и почвоведение с археологией, посколь-ку в качестве включений могут выступать предметы культурногослоя (ко-стный материал, угли пожарищ, бусы, изделия из железа). Включения иногда помогают в датировке слоя, поскольку, как правило, мы можем считать, что весь грунт выше слоя, в котором обнаружен погребенный предмет, накоплен за прошедший промежуток времени. После такого скрупулезного описания почвенных горизонтов следует дать им название, но мы пока не будем торопиться, ибо почвы интересуют нас прежде всего как компонент ландшафта.

2.3. Боровой экологический ряд

Существуют ли какие-либо внутренние различия в ландшафте? В самом деле, если бы уже объясненная нами схема: на глинах — ель, на песках — сосна — была единственным обстоятельством формирования лесных ландшафтов Русской равнины, то повсюду простирались бы монотонные скучные темные ельники, да одно-образные сосняки. Между тем это не так, достаточно хотя бы раз взобраться ранней осенью на вершину холма, господствующего над местностью, или (еще лучше!) пролететь над лесным ковром на относительно небольшой высоте, и вас поразит разнообразие красок и форм в пределах одного и того же ландшафта, будь то моренная равнина или песчаные холмы зандров. Чем же вызвано это разнообразие? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необ-ходимо совершить еще одну экскурсию «вглубь» ландшафта.