Слабодифференцированные дерново-палевые почвы лесного стационара Центральной Якутии
Бореальные леса России являются одним из основных регуляторов баланса углерода и влаги на планете. В условиях глобальных изменений климата территории криолитозоны испытывают значительное воздействие из-за повышения температурных показателей и связанных с ними заметных трансформаций компонентов природной среды. Повышение среднегодовых температур воздуха на 3-4˚С за последние 20-30 лет в этой области привело к резкому увеличению глубины сезонного протаивания почв и деградацию подземных льдов ледового комплекса. Последнее обусловливает появление криогенных форм рельефа и трансформацию почвенного покрова с изменением морфогенетических характеристик и свойств почв. Происходящие на огромной площади деградационные почвенные процессы оказывают негативное влияние на средообразующую роль бореальных лесов, снижают их способность регулировать баланс влаги, тепла и парниковых газов на планете и требуют постоянного мониторинга. Одной из главных функций почв мерзлотной области является сохранение осеннего влагозапаса, который расходуется в течение всего вегетационного периода следующего года, обеспечивая рост и формирование продуктивности лесов и лугов (Аболин, 1929). Современные исследования показали, что в зоне близкого залегания многолетней мерзлоты именно слой сезонной мерзлоты является существенным источником влаги для обеспечения роста лесов (Sugimoto et al., 2002).
На территории одной из самых континентальных и холодных зон Евразии – Центральной Якутии (ЦЯ), расположена сеть лесных стационаров международного экологического мониторинга. На стационарах проводится наблюдение за широким комплексом параметров среды и почв. Целью данной работы является выявление специфики почвообразования лесных почв, формирующихся в условиях холодного континентального климата и близкого залегания мерзлоты. Объектом нашего исследования послужили слабодифференцированные дерново-палевые почвы зоны бореальных лесов Сибири, сформированные на территории стационара «Элгээйи» в ЦЯ. Стационар расположен на левом берегу среднего течения р. Алдан в 60 км южнее пос. Усть-Мая. Абсолютная высота местности ~183 м, относительная от уровня р. Алдан составляет 27 м. Климат умеренно-теплый, слабо-засушливый, с модулем увлажнения равным 0,20–0,30 (Шашко, 1985). Леса относятся к средне-продуктивным лиственничным (бонитет III–IV) с небольшой примесью березы, ольховника и ив, основная лесообразующая порода – Larix cajanderi.
Широко распространенные здесь почвы в разные годы классифицировались по-разному. Традиционно используемое в Якутии название – мерзлотные таежные палевые почвы (Иванова, 1971). В соответствии с подходами (Полевой определитель … 2008) нами было предложено выделить их в тип дерново-палевых типичных (Десяткин и др., 2011; Оконешникова и др., 2018) со следующей формулой профиля: О-АY-ВPL-ВСА-ВСса. Координаты базового разреза, в котором помимо общих свойств был изучен минералогический состав илистой фракции, составляют 60º01’69’ с.ш., 133º49’54” в.д. Почвообразующие породы представлены элювиальными карбонатными суглинками, не относящимися к лёссовидным отложениям, широко распространенным на территории Центрально-Якутской равнины. Малольдистая мерзлота в базовом разрезе дерново-палевой почвы залегает с глубины 88 см. В илистой фракции этого разреза по всему профилю диагностирована единая ассоциация глинистых минералов: смектитовая фаза (неупорядоченное смешанослойное слюда-смектитовое образование), иллит, хлорит, каолинит, из неглинистых – кварц, полевые шпаты и в нижних горизонтах – кальцит. Среди обменных катионов в профиле преобладает кальций, доля натрия незначительна, соответственно, почва не относится к осолоделым. В профиле выражена вертикальная дифференциация значений pH, которые находятся в кислом диапазоне в верхних органогенных горизонтах, нейтральном в срединном “B” горизонте и щелочном в нижних. В нижней части профиля присутствуют карбонатные новообразования, что согласуется с количеством осадков, среднегодовая величина которых достигает и 300 мм и более.
Несмотря на различия значений рН, значительных изменений, оцененных по соотношению минеральных фаз между горизонтами в этом профиле не обнаружено. Тем не менее, отмечено, что уменьшение в верхних горизонтах доли хлорита (более устойчивого в кислой среде минерала) происходит на фоне равномерного распределения смектитовой фазы – наиболее неустойчивого компонента. Это предполагает возможность реализации более продвинутой схемы трансформаций минералов, характерной для более гумидных условий, чем можно ожидать при равномерном распределении минеральных фаз в профиле. Данный вывод согласуется с наличием гумусово-аккумулятивного горизонта, по своим диагностическим признакам соответствующего «дерновому». Дерновый горизонт характерен для кислых почв более гумидных регионов. Тип гумуса в этом профиле гуматно-фульватный в верхнем гумусовом горизонте АY (СГК/СФК 0,89) и фульватный в преобладающей минеральной части профиля. В минеральных горизонтах отношение СГК/СФК более узкое и составляет 0,33-0,55-0,40. Среди ФК выделяется наиболее агрессивная фракция ФК-1а, содержание которой по профилю в 2 и более раза выше, чем в гумусе палевых осолоделых почв ЦЯ. Степень гумификации органического вещества в гумусовом горизонте АY средняя, отличаясь от низкой в горизонте AYaoе в палевых осолоделых почвах ЦЯ. Это можно объяснить большим количеством растительных остатков, вовлекаемых в гумификацию из мощного слоя подстилки и лучшими условиями увлажнения дерново-палевой типичной почвы на станции «Элгээйи».
Таким образом, проведенные исследования показали, что, в условиях холодного континентального климата педоклиматические условия лесных экосистем, обеспечивая достаточный влагозапас, обусловливают в слабодифференцированных дерново-палевых почвах формирование признаков, характерных для почв более гумидных регионов.
