Почвоведение, 2019, № 8, стр. 923-934

ВВЕДЕНИЕ

Географические закономерности изменения содержания и состава гумусовых веществ в почвах разных биоклиматических зон относятся к числу приоритетных научных проблем. Торфяные болота обширной Алтае-Саянской горной страны, равно как и других природных зон планеты, изучены слабее равнинных территорий [4, 30, 40]. Большая часть сведений о горных болотах юга Сибири касается, главным образом, топологических и экологических закономерностей размещения растительного покрова [3, 15, 24, 25]. Значительно меньше информации находим по характеристике горных торфяных почв, что отмечается и другими авторами [17, 42]. Болотные почвы на уровне типа включены в систематический список почв высокогорной и бореально-лесной областей Западного Саяна и Кузнецкого Алатау [10, 26]. Однако описание их схематично и ограничивается некоторыми физико-химическими показателями верхних 5(10) см торфа. Подробнее исследованы торфяные почвы предгорий Западного Саяна. Изучены агрохимические свойства, выполнено районирование болот, даны рекомендации по их хозяйственному освоению [5, 12, 19], показана специфика биохимических и окислительно-восстановительных процессов в осушенных почвах [6]. В текущее время выполнена объективная группировка долинных торфяных почв восточного макросклона Кузнецкого Алатау по кислотно-основным показателям, отражающая высотно-поясные закономерности их формирования [9]. Проведена оценка влияния промышленных выбросов Кузбасса на экологическое состояние болот западного макросклона Кузнецкого Алатау [4].

Наименее представленной остается информационная база параметров, состава и свойств органического вещества болот не только Алтае-Саянской горной страны, но и других природных зон [44]. Между тем торфяные почвы играют большую роль в аккумуляции углекислого газа и формировании углеродного пула планеты, который складывается из территориальных балансов [11], а судьба огромных запасов углерода в торфяных болотах вызывает озабоченность ученых всего мира в связи с проблемой глобального изменения климата [34, 36, 38]. В этом аспекте для горных болот предложена регрессионная модель прогноза содержания углерода по зольности торфа с точностью аппроксимации 5–7% [8] и в связи с потерями при прокаливании, точность аппроксимации 17.8% [30]. В контексте климатических изменений текущих десятилетий показаны темпы накопления углерода на единицу площади (м²), рассчитаны средние запасы за последние 200 лет и учтены изменения площадей торфяников в горах Южного Алтая на территории Китая [30, 40], охарактеризованы также криогенные и продукционные процессы мерзлых бугристых болот высокогорий Алтая [4]. Изучен групповой и фракционный состав органического вещества моховых подстилок болотных ельников Кузнецкого Алатау [37]. Приводятся сведения о маркерах в составе неспецифических органических веществ, на основе которых реконструируются биоклиматические условия среды начальной стадии торфогенеза и оценивается устойчивость торфяных болот к климатическим изменениям [17, 32, 41]. Вместе с тем сохранение торфяных отложений от деградации обеспечивается преимущественно системой гумусовых веществ – биотермодинамически устойчивых продуктов трансформации в завершающем звене многообразной и непрерывной цепи превращений растительных остатков в природной обстановке [18]. Поэтому оценка гумусного состояния горных торфяных болот важна с позиции глобальных климатических изменений, которые будут оказывать неодинаковое влияние на разложение стабилизированного органического вещества и степень обратимости этих изменений в различных природных зонах.

Не менее важна экологическая функция гумусовых веществ в формировании плодородия горных торфяных болот, которые рассматриваются, в том числе как экологические архивы атмосферных осаждений микроэлементов и загрязнителей [31]. Гумусовые вещества содействуют также поиску рудных месторождений торфогеохимическим методом, играя активную роль в связывании труднорастворимых гуматов меди, цинка, свинца железа, марганца, ванадия и других металлов [28].

Цель работы – оценить гумусное состояние и выявить высотно-поясную дифференциацию состава органического вещества горных торфяных почв Кузнецкого Алатау по особенностям залегания в рельефе. Задачи: изучить групповой и фракционный состав органического вещества торфяных почв, сформированных на различных гипсометрических ступенях рельефа, выполнить объективную группировку (дискриминацию) почв по составу органического вещества методами многомерного статистического анализа, выявить наиболее информативные признаки гумусного состояния, диагностирующие сходство и/или различие кластеров торфяных почв.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Территория исследований относится к бассейнам рек Белый Июс и Черный Июс восточного макросклона Кузнецкого Алатау, который является частью Алтае-Саянской горной страны (республика Хакасия). Климат – резко континентальный с холодной зимой и жарким летом. Увлажнение избыточное: коэффициент увлажнения по Н.Н. Иванову – 1.75–2.4 [16].

Горные торфяные массивы, расположенные на различных гипсометрических ступенях рельефа, питаются атмосферными осадками, склоновыми и надмерзлотными водами, а также подземными водами. Разгрузка вод происходит обычно по горным склонам и речным долинам, которые, как правило, заболочены.

Высокогорная ступень начинается превышением поверхности 1100 м над ур. м. На привершинных и боковых гребнях высокогорий формируются снежники, которые обычно находятся в эрозионных врезах на карнизах, уступах, карах и у подножий склонов, которые заняты торфяными болотами с горизонтами сезонной мерзлоты и мерзлотных перелеток. В напочвенном покрове болот доминируют представители родов Sphagnum, Tomenthypnum, Aulacomnium, Helodium, Cаlliergon, Polytrichum, Dicranum, Tuidium, Funaria, Bryum. Проективное покрытие мхами достигает обычно 85–100%.

Торфяной массив Арарат (рис. 1) относится к склоново-каровым геоморфологическим типам болот. Он залегает на склоне горы Столовая (абсолютная высота 1460 м) в естественном чашеобразном углублении (кресловине) с многолетним снежником. Общая площадь торфяника 1.8 га. Географические координаты отбора почвенных образцов: 54°41′04″ N, 88°39′58″ E. Торфяной массив Пихтерек (0.83 тыс. га) с горизонтами сезонной мерзлоты и перелеток расположен в заболоченной долине р. Пихтерек на высоте 1087 м и относится к геоморфологическому типу болот речных долин: 54°05′17″ N, 89°05′49″ E.

Рис. 1.

Карта-схема местонахождения исследуемых торфяных массивов восточного макросклона Кузнецкого Алатау: 1 – Арарат, 2 – Пихтерек, 3 – Бюря, 4 – Тунгужуль, 5 – Печище.

Плоскогорье – гипсометрическая ступень рельефа 400–800 м над ур. м. В лесном поясе доминируют геоморфологические типы болот речных долин. Торфяные массивы чаще всего заняты хвойными и хвойно-лиственными древостоями с преобладанием ели сибирской гипново-зеленомошной группы типов леса. В напочвенном покрове господствуют мхи родов Tomenthypnum, Aulacomnium, Helodium, Drepanocladus, Cаlliergon, Pleurozium, Polytrichum, Hylocomium, Dicranum Rhytidiadelphus, Tuidium, Brium, Ptilium.

Торфяной массив Бюря (0.65 тыс. га) залегает в заболоченной долине р. Бюря на абсолютной высоте 832 м Батеневского кряжа. Географические координаты отбора образцов: 54°07′41″ N, 90°15′31″ E. Массив Тунгужуль (1.77 тыс. га) сформирован на высоте 622 м в долине р. Тунгужуль: 54°16′32″ N, 89°39′02″ E. Торфяной массив Печище (0.62 тыс. га) расположен на высоте 573 м Солгонского кряжа в долине р. Печище: 54°57′54″ N, 89°18′08″ E.

Исследована современная почва – корненасыщенная зона торфяной залежи 0–30(40) см, которая ограничивалась, в том числе наличием в профиле мерзлотных горизонтов. Для отбора образцов почв вырезали торфяные монолиты размером 25 × 25 × 30(40) см и подразделяли на генетические горизонты, как правило, не менее 3–4. На каждом из пяти объектов отобрали по 4 монолита сообразно доминирующим растительным ассоциациям. По ходу химического анализа в каждой из 9 полученных вытяжек исследовали по две пробы. Затем рассчитывали показатели гумусного состояния. В итоге получено более 650 результатов, характеризующих состояние органического вещества, которые обработаны методами многомерного статистического анализа.

Групповой и фракционный состав органического вещества торфяных почв, а также определение С_орг выполняли по полной методике Пономаревой и Николаевой [20]. Азот – по методу Кьельдаля. Зольность – прокаливанием навески в муфельной печи при температуре 800°С, сумму обменных оснований – по Каппену–Гильковицу в вытяжке 0.1 н HCl, оценка реакции среды – по величине ${\text{р }}{{{\text{Н }}}_{{{{{\text{Н }}}_{2}}{\text{О }}}}}$ [1]. Степень разложения сухого торфа определяли объемно-весовым методом [21]. Многомерный статистический анализ проводили в программе Statistica 6 по руководству [29]. Классификацию торфяных почв выполняли по принципу насыщенности основаниями и величине рН [14, 22], на роды и виды почв – по составу торфообразователей и степени разложения [27].

Выделенные типы и подтипы горных торфяных почв по кислотно-основным показателям соответствуют высотно-поясной структуре растительного покрова восточного макросклона Кузнецкого Алатау [9], которая показана в работе [3]. Современные торфяные почвы мощностью 32 см массива Арарат с многолетним снежником (высокогорный альпийско-тундровый пояс 1350–1500 м) – кислые, сильноненасыщенные основаниями (рис. 2А, 2Б) отнесены к типу криогенных олиготофных и соответствуют Hyperdystric Cryic Histosols [13]. Современные торфяные почвы мощностью 27 см массива Пихтерек (субальпийский пояс 1100–1350 м) – кислые, ненасыщенные основаниями классифицированы как подтип олиго-мезотрофных Orthodystric Histosols. Современные торфяные почвы мощностью 29 см массива Бюря (горно-таежный пояс 800–1100 м) – слабокислые, слабонасыщенные основаниями отнесены к мезо-эутрофные подтипу Oligeoeutric Histosols. Современные торфяные почвы мощностью 29–30 см массивов Тунгужуль и Печище (подтаежно-лесостепной пояс 500–800 м) – нейтральные и слабощелочные, умереннонасыщенные основаниями идентифицированы как эутрофный тип Hypereutric Histosols. Все почвы слагаются торфами моховой группы. Как следует из рис. 2В, по степени разложения (<25%) верхние горизонты почв 0–5(12) см отнесены к торфяным видам, нижележащие (25–45%) – к перегнойно-торфяным. Зольность горных торфяников в основном больше конституционной (12%), то есть высокая (рис. 2Г). В мерзлотных условиях это результат доминирующего криогенного выветривания кристаллических пород [28]. Для торфяников речных долин большое значение имеют высотные градиенты залегания, а также привнос минеральных веществ паводковыми и склоновыми водами.

Рис. 2.

Физико-химические показатели горных торфяных почв: А – насыщенность основаниями, Б – ${\text{р }}{{{\text{Н }}}_{{{{{\text{Н }}}_{2}}{\text{О }}}}},$ В – степень разложения, Г – зольность.

Несмотря на разнообразие условий природной среды, профиль горных торфяных почв характеризуется общими чертами – повышением с глубиной физико-химических показателей и ацидофикацией верхних горизонтов (зоны торфогенеза).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В современных торфяных почвах (0–30 см), сформированных на различных высотах Кузнецкого Алатау, содержание органического углерода (С_орг) варьирует в пределах 22.9–49.5% и отражает среднюю изменчивость признака (коэффициент вариации Cv 16%). Такие данные сопоставимы с количеством С_орг в горных торфяниках Бразилии 20.8–43.3% [45] и несколько ниже, чем в аналогичных почвах горных территорий Франции – 42.4–50.0% [35]. Отношение C/N находится в пределах 17–40 (Cv 23%) и сопоставимо с насыщенностью органического углерода азотом горных торфяных почв центральной части Тайваня [33]. Количество гемицеллюлоз варьирует в пределах 4.5–11.7% (Cv 27%). В соответствии с представлениями об информативности коэффициентов вариации [23], горные торфяные почвы можно характеризовать как однородную совокупность с умеренно высокой вариацией (Cv < 33%) по содержанию углерода, гемицеллюлоз и величине C/N. Степень гумификации почв (∑ГК + ∑ФК) изменяется от слабой до сильной – 22–78% (оценка по [7]) и характеризуется высокой изменчивостью (Cv 39%). Отношение С_ГК/С_ФК 0.6–3.1 отражает варьирование типа гумуса от фульватного до чисто гуматного (Cv 56%). Количество целлюлоз изменяется от 2.6 до 11.1% (Cv 42%). Такие показатели коэффициентов вариации гумусного состояния торфяных почв формируют неоднородные совокупности (Cv = 34–100%).

При использовании системы показателей, включающей фракционный состав гумусовых кислот, торфяные массивы восточного макросклона Кузнецкого Алатау не удалось организовать в наглядные структуры (классы) методом древовидной кластеризации. При исключении этих данных объединение в однородные группы стало возможным, благодаря совокупному применению следующих показателей: насыщенность органического вещества азотом (отношение C/N), степень гумификации (∑ГК + ∑ФК), тип гумуса (С_ГК/С_ФК), соотношение фракций гумусовых веществ (C_{0.02 н NaOH}/C_{0.1 н NaOH}), содержание гемицеллюлоз и целлюлозы (рис. 3А). На дендрограмме хороши видно, что организовалось четыре кластера. Более всего отличается от остальных торфяной массив Арарат (чем выше уровень агрегации, тем меньше сходство с членами соответствующей совокупности). Объекты Бюря и Пихтерек также можно классифицировать как самостоятельные кластеры, так как между ними существует достаточно большое расстояние. Объединились массивы Тунгужуль и Печище, почвы которых наиболее близки по свойствам.

Рис. 3.

Кластеризация торфяных массивов по состоянию органического вещества (А) и размещение сгруппированных объектов в координатах двух канонических дискриминантных функций (Б).

Достоверность межгрупповых различий оценили с помощью дискриминантного анализа. Судя по расстоянию Махаланобиса и р-уровню значимости, сгруппированные классы почв достоверно отличаются друг от друга (табл. 1). Состав органического вещества торфяных массивов Пихтерек и Арарат характеризуется 100% попаданием в соответствующую группу, доля корректно классифицированных наблюдений в кластерах Бюря и (Тунгужуль + Печище) составляет 88 и 90% соответственно. Далее оценили персональный вклад каждой переменной в дискриминацию (разделение) сгруппированных торфяных почв (табл. 2). Согласно λ-Уилкса, лежащей около 0, и F-критерию, все показатели способны значимо различать кластеры.

Для нахождения взаимосвязи между наборами переменных использовали канонический корреляционный анализ, с помощью которого находится зависимость между взвешенными суммами переменных из каждого множества. Взвешенные суммы определяют канонический корень – каноническую дискриминантную функцию (каноническую переменную) как некую “скрытую” переменную, объясняющую долю изменчивости между двумя наборами переменных. Максимальное число оцениваемых корней равно числу переменных наименьшего подмножества минус единица. В нашем случае число переменных равно 6, а кластеров 4, поэтому оцениваются три канонических корня.

О реальной полезности канонических корней в дискриминации кластеров торфяных почв говорит величина и значимость χ²-критерия (табл. 3). Первая строка таблицы показывает значимость критерия для всех корней в целом, вторая – значимость для оставшихся корней после удаления первого корня и т. д. Как видим, все канонические корни являются значимыми (р-уровень <0.001). Наиболее тесная связь кластеров почв обнаружена с первым и вторым каноническими корнями (R = 0.90–0.98). О лучшем разграничении кластеров торфяных почв по корню 1 и 2 свидетельствует также статистика λ-Уилкса. Являясь обратной мерой, приближающееся к нулю значение лямбды, характеризует высокую степень различий между кластерами по показателям гумусного состояния.

Согласно стандартизованным коэффициентам каждой из переменных (табл. 4), наибольший совокупный вклад, или вес в значение дискриминантной функции (корня) 1 вносят показатели (∑ГК + ∑ФК), С_ГК/С_ФК, C_{0.02 н NaOH}/C_{0.1 н NaOH}, С/N, которые характеризуют гумификацию, то есть глубину преобразования растительного материала. В дискриминантную функцию 2 наибольший вклад вносят гемицеллюлозы и целлюлоза – компоненты исходного состояния органической субстанции. Дискриминирующую возможность (мощность) выделенных корней можно выразить в процентах (доля собственного значения корня от суммы всех собственных значений). Первая функция обладает наибольшими дискриминирующими возможностями различать кластеры (80%), вторая обеспечивает меньшую долю различия (16%), дискриминирующая сила третьей значительно ниже (4%), то есть она не добавляет новой (существенной) информации для объяснения различий между кластерами.

Таким образом, значимые для дискриминации горных массивов переменные характеризуют две составные части органического вещества торфа – сохранность исходного растительного материала и степень биохимического преобразования – гумусное состояние почв.

Диаграмма рассеяния в координатах первых двух корней значений нестандартизованных канонических коэффициентов каждого наблюдения позволяет определить кластеры, лучше всего идентифицируемые конкретной канонической функцией. Наблюдения, принадлежащие конкретному кластеру, локализуются в определенных областях плоскости. При этом расстояния между центроидами тем больше, чем больше различие между кластерами. Так, высокогорные болота явно дискриминируются функцией (корнем) 1, характеризующей гумусное состояние торфяных почв (рис. 3Б). Наиболее отчетливо (среднее значение дискриминантной функции +11.0) обособляются криогенные олиготрофные почвы альпийско-тундрового пояса (кластер Арарат), достаточно явно (+1.8) – олиго-мезотрофные субальпийского (кластер Пихтерек). Корнем 2 – показателем сохранности исходных растительных остатков – различаются в основном торфяные почвы лесного пояса: мезо-эутрофные горно-таежного пояса кластер Бюря (среднее значение дискриминантной функции –0.8) и эутрофные подтаежно-лесостепного (+1.8) кластер Печище+Тунгужуль.

Таким образом, состояние органического вещества торфяных почв, сформированных на различных высотных отметках комплексом экологических условий, отвечает высотно-поясной структуре биогеосистем восточного макросклона Кузнецкого Алатау. Охарактеризуем особенности группового и фракционного состава органического вещества горных торфяных почв, объективно систематизированных в кластеры.

Кластер криогенных торфяных почв олиготрофного типа высокогорного альпийско-тундрового пояса. Современные почвы каровых болот отличаются высокой степенью гумификации 60–79%, слабо дифференцированным почвенным профилем на слои 0–17 и 17–32 см, чисто гуматным типом гумуса (С_ГК/С_ФК > 2) и низким (в среднем 9.5% от С_орг), одинаковым по профилю количеством полисахаридов (рис. 4А, 4Б). В составе как гуминовых, так и фульвокислот преобладает фракция 1, экстрагируемая 0.1 н NaOH при комнатной температуре (рис. 5А).

Рис. 4.

Состояние органического вещества кластеров горных торфяных почв: степень гумификации, отношения С/N, С_ГК/С_ФК (А, В, Д, Ж) и содержание гемицеллюлоз и целлюлозы (Б, Г, Е, З).

Рис. 5.

Фракционный состав гуминовых кислот (А, В, Д, Ж) и фульвокислот (Б, Г, Е, З) кластеров горных торфяных почв.

Прослеживается явная аналогия процессов гумусообразования в высокогорных мерзлых торфяниках и минеральных тундровых почвах европейской части России. Особенности биоклиматической обстановки (продолжительное низкотемпературное состояние почвы, поверхностное избыточное увлажнение) приводят к вымораживанию влаги, вызывая коагуляцию, осаждение и переход в слаборастворимое состояние органоминеральных коллоидов, сопровождаясь ослаблением профильной дифференциации гумуса и формированием специфического пропитанно-мерзлотного тундрового типа гумусового профиля с высоким содержанием гуминовых кислот фракции 1 и низким количеством фульвокислот [2]. Почвы высокогорных каровых болот практически сходны по гумусному состоянию с верховыми почвами зоны тайги Западной Сибири, испытавшими воздействие торфяных пожаров. В пирогенных прослойках (в условиях избытка воды и недостатка кислорода) за счет термической преимущественно абиогенной деструкции наблюдается высокая степень гумификации 46.2–57.4% растительного субстрата, преимущественное увеличение фракции ГК1, расширение до 2–3 отношения С_ГК/С_ФК и выраженное снижение количества полисахаридов [43]. Следовательно, несмотря на очевидную разнородность комплекса физико-химических процессов пирогенного воздействия или промораживания, непрерывный ряд преобразований органических остатков, согласно теории гумификации Орлова [18], приостанавливается на стадии устойчивых продуктов трансформации – гуминовых веществ независимо от факторов среды и типа почвы.

Кластер торфяных почв олиго-мезотрофного подтипа субальпийского пояса. Гумусное состояние верхово-переходных почв отличается от мерзлых верховых значительно меньшей (в 1.5–2 раза) степенью гумификации, пропорциональным повышением содержания целлюлозы (исходных органических остатков) и фульватно-гуматным типом гумуса (рис. 4В, 4Г). Относительно олиготрофных почв глубокая перестройка наблюдается во фракционном составе гуминовых кислот (рис. 5В). Приближается к уровню доминирующей доля фракции 3, пептизируемой 0.02 н NaOH на водяной бане, которая типична для органогенно-аккумулятивного почвообразования [7]. В составе фульвокислот ведущая роль по-прежнему принадлежит первой фракции (рис. 5Г).

Кластер мезо-эутрофных подтипов торфяных почв горно-таежного пояса. Гумусовый профиль почв, занятых ельниками, отличается выраженной дифференциацией благодаря последовательно возрастающей степени гумификации с глубиной (рис. 4Д). Отношение С_ГК/С_ФК характеризует в верхних горизонтах 6–13 см фульватный тип гумуса, в нижних – гуматно-фульватный. Количество полисахаридов снижается сообразно росту гумусовых веществ (рис. 4Е). В группе гуминовых и фульвокислот доля фракции 3 явно доминирует, составляя 52–57% от ∑ГК и 39% от ∑ФК (рис. 5Д, 5Е).

Кластер эутрофных торфяных почв подтаежно-лесостепного пояса по гумусному состоянию наиболее близок к подтипу мезо-эутрофных. Почвенный профиль также отражает возрастающую степень гумификации с глубиной, отношение С_ГК/С_ФК характеризует близкий по типу состав гумуса: гуматно-фульватный верхних горизонтов 0–10(12) см и фульватно-гуматный нижних (рис. 4Ж). Эутрофные почвы своеобразны в большей мере составом полисахаридов: доля гемицеллюлоз в структуре углеводов заметно выше, чем в мезо-эутрофных почвах (рис. 4З).

В контексте изложенного повышение степени гумификации торфяных почв восточного макросклона Кузнецкого Алатау при переходе от лесного (500–800 м) к альпийско-тундровому поясу (1100–1500 м) характеризует общие признаки горного почвообразования – увеличение гумусированности с высотой, установленной прежде для горных почв минерального ряда [39, 46].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые на основе показателей состояния органического вещества торфяных почв восточного макросклона Кузнецкого Алатау выполнено их разделение на группы схожих между собой объектов (кластеров), которые соответствуют диагностике на типы и подтипы по принципу насыщенности основаниями и величине ${\text{р }}{{{\text{Н }}}_{{{{{\text{Н }}}_{2}}{\text{О }}}}}$, а также высотно-поясной структуре растительного покрова.

Систематизацию торфяных массивов в однородные группы выполнили методами многомерного статистического анализа (кластерного, дискриминантного и канонического). Выделено две дискриминирующие функции (комплекс информативных признаков), характеризующих различную степень трансформации растительной субстанции и гетерогенность кластеров торфяных почв по состоянию органического вещества. Первая функция (корень 1) характеризует гумусное состояние, то есть глубину преобразования растительного материала: наибольший вес в значение корня 1 вносят степень гумификации (∑ГК + ∑ФК), тип гумуса (С_ГК/С_ФК), отношения С/N и C_{0.02 н NaOH}/C_{0.1 н NaOH}. Корень 1 обладает наибольшими дискриминирующими возможностями объяснять долю изменчивости (80%) между олиготрофными торфяными почвами альпийско-тундрового пояса и олиго-мезотрофными почвами субальпийского пояса. Корень 2 отражает степень сохранности исходных растительных компонентов, в который наибольший совокупный вклад вносят гемицеллюлозы и целлюлоза. Дискриминирующие возможности корня 2 характеризуют меньшую долю различия (16%) между кластерами мезо-эутрофных торфяных почв горно-таежного пояса и эутрофных подтаежно-лесостепного.

Организация гумусного состояния горных торфяных почв отражает общие признаки горного почвообразования – увеличение гумусированности с высотой. Криогенные олиготрофные торфяные почвы альпийско-тундрового высотного пояса характеризуются самой высокой степенью гумификации 60–79%, чисто гуматным типом гумуса (С_ГК/С_ФК > 2), монотонным пропитанно-мерзлотным типом гумусового профиля и преобладанием фракции 1 в составе гумусовых кислот. Мезо-эутрофные почвы горно-таежного пояса выделяются четко дифференцированным, менее гумифицированным почвенным профилем (28–63%), в основном фульватным типом гумуса и доминированием в составе гумусовых кислот фракции 3. Кластер эутрофных типов торфяных почв подтаежно-лесостепного пояса слабее других гумифицирован (24–42%), характеризуется преимущественно фульватно-гуматным типом гумуса и самым высоким содержанием гемицеллюлоз в составе полисахаридов.