Почвоведение, 2022, № 6, стр. 657-672

ВВЕДЕНИЕ

Почвенный покров рассматриваемого региона отличается специфичностью и резкой неоднородностью, отражая всю сложность природно-экологических условий. Здесь широко развиты почвы, профиль которых замыкается многолетнемерзлыми породами (ММП) в пределах 1 м от дневной поверхности. Сведений о генезисе и географии таких почв (особенно на бескарбонатых породах) крайне мало. Активное промышленное освоение территории вызвало большие, нередко катастрофические, нарушения почвенного покрова. Поэтому изучение криогенных почв Субарктики Центральной Сибири имеет важное теоретическое и практическое значение. Обобщен большой массив фактического материала многолетних исследований, что позволило установить, а для некоторых криогенных почв глубже понять генетические особенности и географические закономерности их распространения.

Криогенные почвы на основных породах в рассматриваемом регионе изучены очень неравномерно и недостаточно. Они описаны только на восточных макросклонах плато Путорана и Сыверма [2, 26, 27]. Фактически отсутствуют материалы по почвам западного макросклона плато Путорана и Мойеро-Котуйская равнины. Остается много неясностей и разночтений в генезисе и географии таких почв, в их диагностике, терминологии и классификации. Все эти проблемы требуют решения и обсуждения. Гидроморфное неглеевое почвообразование (криоземы) на бескарбонатных породах впервые описано И.А. Соколовым [26, 27], на карбонатных – Д.Е. Конюшковым [13].

В настоящей статье на основе многолетних полевых исследований обсуждаются генетико-географические и номенклатурно-классификационные аспекты современного криоземного почвообразования на бескарбонатных породах в условиях Субарктики Центральной Сибири.

Цель работы – на основе анализа массовых материалов попытаться сформулировать основные факторные и процессные закономерности, контролирующие генетико-географические особенности и разнообразие криоземов.

ОБЕКТЫ И МЕТОДЫ

Многолетние почвенные исследования проводили в малоизученных районах северо-запада Среднесибирского плоскогорья (координаты 63–69° N, 87–107° E): плато Путорана – горы Хаералах (69°28′ N, 88°30′ E), Усть-Эндэ (67° N, 91° E), Богадиль (68° N, 92° E), плато Сыверма, Норильская котловина, Мойеро-Котуйская равнина, бассейны рек Нижняя Тунгуска, Виви, Кочечум, Котуй, Мойеро (рис. 1).

Среднесибирское плоскогорье – крупный геоструктурный и орографический регион со сложным геологическим и геоморфологическим строением. Верхняя часть платформенного чехла Сибирской платформы сложена верхнепалеозойскими-нижнемезозойскими траппами, которые представлены интрузивными и эффузивными породами (базальтами, долеритами). Трапповый комплекс включает туфогенные образования: туфобрекчии, туфы базальтов, туффиты, туфопесчаники. Рельеф плоскогорья отличается значительным разнообразием и представлен трапповыми и лавовыми плато со столообразной поверхностью и ступенчатыми многоярусными склонами (Путорана, Сыверма, Тунгусское), немногими котловинами (Норильская и др.). В долинах рек и котловинах широко развиты флювиогляциальные, аллювиальные, делювиально-криосолифлюкционные и озерно-ледниковые террасовидные поверхности [15, 17]. Продукты выветривания трапповых пород выступают в качестве почвообразующих.

По климатическим показателям рассматриваемый регион разделяется на три меридиональных сектора [8, 29, 31]:

1. Западный умеренно континентальный гумидный (коэффициент увлажнения (КУ) по Иванову 1.33). Охватывает западные наветренные части плато Путорана, Тунгусского, Сыверма и Норильскую котловину (границы: правый берег р. Енисей, 98° Е). Территория сектора подвержена циклонической деятельности с внедрением влажных и сравнительно теплых атлантических воздушных масс. Характеризуется холодной морозной зимой (температура января –18…–26°С) и умеренно теплым летом (температура июля 14–17°С). Среднегодовое количество осадков 500–600 мм, с максимумом в горах.

2. Переходный континентальный слабогумидно-семигумидный (сбалансированный) КУ ≤ 1. Расположен в центральной части региона, включает подветренный восточный макросклон плато Путорана, Тунгусское плато, восточную часть плато Сыверма, и западную окраину Мойеро-Котуйской равнины (границы ~98–102° E). Характеризуется ярко выраженными инверсиями температур, суровой зимой и умеренно теплым летом. Годовое количество осадков 300–500 мм, температура июля 16°С, января –36°С. Среднегодовая температура воздуха –9°С.

3. Восточный резко континентальный семигумидный (КУ 0.73). Охватывает восточную часть Мойеро-Котуйской равнины (границы примерно 102–107° E). Характеризуется господством зимнего антициклона, с ярко выраженными инверсиями температур, суровой зимой и умеренно теплым летом, максимальной степенью континентальности климата, что связано с горно-котловинным рельефом, инверсией температур воздуха. Годовое количество осадков 300–350 мм, а температуры воздуха –9.2…–12°С.

Территория исследования расположена в криолитозоне с исключительно широким развитием криогенных явлений и сопутствующих им образований. Доминируют процессы криосолифлюкции, пучения, морозного растрескивания и сформированные ими делювиально-криосолифлюкционные террасы и бугорковый микрорельеф.

Растительность представлена притундровыми и северотаежными лесами. Почвы формируются под редкостойными лиственничниками с олиготрофным кустарничково-мохово-лишайниковым напочвенным покровом. Лиственничные леса представлены тремя основными группами ассоциаций: лиственничники лишайниковые, лиственничники зеленомошно-лишайниковые и лиственничники зеленомошные.

Объектами исследования были криоземы северо-западной части Среднесибирского плоскогорья, формирующиеся в условиях высокого залегания кровли ММП, которая располагается в пределах 1 м от дневной поверхности. Изучали торфяно-криоземы глееватые (гумидный сектор), криоземы грубогумусовые (слабогумидно-семигумидный сектор), криоземы серогумусовые и криоземы сорбировано-гумусовые (семигумидный сектор).

Исследование почв и почвенного покрова проводили маршрутно-катенарным методом. Наряду с этим использовали сравнительно-географический (экологический) и сравнительно-морфогенетический подходы в сочетании с лабораторно-аналитическими методиками, принятыми в химии почв: рН (водной и солевой вытяжек) – потенциометрически, содержание обменных катионов и водорода – по Гедройцу, гранулометрический состав методом пипетки – по Качинскому, валовой состав мелкозема и горных пород – разложение навески сплавлением с углекислыми солями калия и натрия, содержание углерода (гумус) – по Тюрину, углерода и азота – по Анстету в модификации Пономаревой и Николаевой, оксалаторастворимых форм соединений железа и алюминия – по Тамму и дитиониторастворимых – по Мера и Джексону. Анализы выполняли в лаборатории лесного почвоведения Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. В Центральной лаборатории КПГО “Красноярскгеология” исследовали петрографо-минералогический состав обломков почвообразующих пород из почвенных профилей в шлифах. Использовали классификацию и полевой определитель почв России [3, 4, 25].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Торфяно-криоземы глееватые гумидного сектора. Плато Путорана – горы Хаералах (координаты 69°28′ N, 88°30′ E), Усть-Эндэ (67° N, 91° E), Богадиль (68° N, 92° E), Норильская котловина, бассейны рек Горбиачин, Хантайка, Нералах, Котуй. Заложены две почвенные катены: “Кутарамакан” и “Эндэ”. Торфяно-криоземы глееватые распространены в котловинах, на делювиальных шлейфах, преимущественно на склонах северных румбов (занимают их нижние и средние части), нижних частях склонов южных экспозиций, речных и озерных террасах. Формируются на каменисто-мелкоземистых и мелкоземистых дериватах трапповых пород (базальтов, долеритов), под притундровыми и северотаежными лиственничникам кустарничково-мшистыми V–Vб классов бонитета. На поверхности нередко выражен бугорковый микрорельеф.

Разрез 7. Почвенная катена “Кутарамакан” (69°34′ N, 90°32′ E). Плато Путорана, горы Богадиль (северный склон), долина р. Иркингда (левобережье), надпойменная терраса, абсолютная высота 150 м, относительная 11 м. Присклоновое понижение террасы, шириной 20–30 (до 70) м, с мочажинами, заросшими хвощом, осоками, кустами ивы, сфагновыми и зелеными мхами. Притундровый лиственничник кустарничково-зеленомошно-лишайниковый. Почвообразующие породы – флювиогляциальные отложения (дериваты базальтов).

Т, О–12 см. Торфяный, темно-бурый, растительные остатки различной степени разложения, переплетен и уплотнен корнями кустарничков, мокрый. Легко отделяется от нижележащего горизонта.

CRg, 12–36 см. Криогенный, глееватый, серовато-бурый с зеленовато-серым оттенком и зеленовато-ржавыми пятнами оглеения, легкосуглинистый, мелкие валуны (до 20%), волокнистые растительные остатки, тонкие корни, плотный, переувлажнен. Переход постепенный по цвету.

CRg, 36–42 см. Надмерзлотный, криогенный, глееватый, буро-коричневый, ржавые пятна, легкосуглинистый, много растительных остатков (фрагменты полуразложившихся веток, корней) – результат криогенных процессов. Мокрый, разрез заполняется водой, мелкие валуны.

Сходное строение имеют следующие профили торфяно-криоземов глееватых. Разрез 6. Первая надпойменная терраса, абсолютная высота 148 м, относительная 9 м. Бугорковый микрорельеф. Разрез заложен в межбугорковой западине. Редкостойный кустарничково-зеленомошно-лишайниковый лиственничник. Почвообразующие породы – аллювиальные и моренные отложения (дериваты базальтов).

Почвенная катена “Энде” (67° N, 91° E), плато Путорана, горы Усть-Эндэ, склон северо-восточной экспозиции, притундровые лиственничники, почвообразующе породы – каменисто-мелкоземистые дериваты базальтов.

Разрез 18. Верхняя часть склона (нагорная терраса), крутизна 3°–5°, абсолютная высота 385 м, относительная 237 м. Небольшие кочки, образованные осокой. Обилие мелких ручьев, микропонижения переувлажнены. Лиственничник кустарничково-мелкотравно-зеленомошный, голубика, водяника, брусника, хвощ, осока.

Разрез 13. Средняя часть склона, абсолютная высота 246 м, относительная 98 м, крутизна склона 27°. Бугорково-западинный микрорельеф. Редкостойный лиственничник кустарничково-сфагново-лишайниковый. Разрез расположен на двух бугорках и межбугорковой западине.

Разрез 11. Средняя часть склона, абсолютная высота 227 м, относительная 128 м. Бугорково-западинный микрорельеф. Лиственничник осоково-кустарничково-зеленомошный.

Разрез 12. Плато Путорана, средняя часть склона, абсолютная высота 210 м, относительная 62 м, крутизна склона 3°. Бугорково-западинный микрорельеф. Лиственничник кустарничково-мшисто-лишайниковый.

Разрез 16. Нижняя часть склона (крутизна 4°), абсолютная высота 178 м, относительная 30 м. Бугорково-западинный микрорельеф. Лиственничник кустарничково-мшисто-лишайниковый.

Разрезы 15, 19 описаны в Норильской котловине: бассейны рек Горбиачин (координаты 67°29′ N, 87°50′ E), разрезы 25, 26 (Хантайки, 68°60′ N, 86°33′ E), разрезы 27, 34 (Нералах, 69°35′ N, 89°55′ E) под притундровыми лиственничниками осочково-кустарничково-зеленомошными, мшисто-хвощово-осоковыми и кустарничково-мохово-лишайниковыми, на дериватах базальтов.

В профиле торфяно-криоземов глееватых выделяются следующие горизонты: Т–┴CRg. Торфяный горизонт (мощность 10–20 см) состоит из органического материала разной степени разложения. Диагностический криогенный надмерзлотный глееватый горизонт ┴CRg [16] имеет буровато-зеленые, охристые, ржаво-охристые, зеленовато-коричневые, оливково-бурые, серовато-оливковые (зеленые) тона окраски, однородные или чередующиеся. Обычно это пятнистое оглеение, с максимальной выраженностью в надмерзлотной минеральной толще. Горизонт имеет плитчатую криогенную структуру или бесструктурный, уплотнен или плотный, с признаками механического передвижения минеральной массы во влажно-пластичном состоянии (может быть плывунным), сырой, холодный. Криотурбации нередко отражаются в образовании морозобойных трещин, которые заполнены органическим и органоминеральным материалом, засыпанным из вышележащих горизонтов. Мерзлота располагается на глубине 22–60 см и служит геохимическим барьером [9]. Надмерзлотное накопление органического вещества (ретинизация) ни в одном разрезе не обнаружено.

Цветовая гамма горизонта ┴CRg широка (по шкале Манселла тон 7.5YR или 10YR, светлота 5, насыщенность 4, 6). Глеевая окраска горизонта свидетельствует о проявлении в почвах как восстановленного, или редуцированного глея, с преобладанием холодных (оливковых, серовато-оливковых, серовато-зеленых), так и пятнистого, или окисленного глея с доминированием теплых (ржаво-охристые пятна, вкрапления, примазки) тонов окраски [12]. Оглеение почв обусловлено надмерзлотным переувлажнением, возникшим в условиях атмосферной увлажненности. Однако природа холодных тонов окраски в торфяно-криоземах глееватых может быть связана не только с железистыми соединениями, но и с цветовой имитацией, обусловленной хлоритом, глауконитом [30], а также пироксенами, оливином, имеющими желтовато-зеленый и оливковый цвет.

Гранулометрический состав почв варьирует от легкосуглинистого до среднеглинистого, что связано с характером почвообразующих пород (табл. 1). Почвы имеют кислую реакцию в торфяном горизонте и слабокислую до нейтральной в горизонте ┴CRg. Степень насыщенности основаниями варьирует в широких пределах, от низкой в органогенных горизонтах до высокой в минеральной толще (табл. 2). Профиль дифференцирован по содержанию органического вещества: потеря при прокаливании в подстилках составляет 62–94%, содержание гумуса в криогенном горизонте 0.6–5.6%.

Таким образом, торфяно-криоземы глееватые диагностируются по сочетанию органогенного горизонта с надмерзлотно-переувлажненной оглеенной минеральной толщей. При этом имеются заметные различия, связанные с характером (мощности, окраски, степени разложения) торфяных горизонтов. Нередко вариации этих горизонтов обнаруживаются в пределах небольших по площади участках. Различие по соотношению, сочетанию и степени распространения торфяных горизонтов во всех разрезах может быть связано с мощностью и сомкнутость растительного покрова, характером рельефа, экзогенных процессов (пожары, эрозия и др.).

Торфяно-криоземы глееватые имеют широкое распространение. По мере увеличения засушливости климата сменяются криоземами грубогумусовыми. В Классификации почв России [14] торфяно-криоземы глееватые выделены на правах подтипа в типе торфяно-криоземов.

Криоземы грубогумусовые слабогумидно-семигумидного сектора. Описаны на плато Путорана, Сыверма и Мойеро-Котуйской равнине. Распространены преимущественно на склонах северной ориентации и террасированных поверхностях речных долин. Формируются на каменисто-мелкоземистых и однородных дериватах базальтов и долеритов, под притундровыми и северотаежными лиственничниками кустарничково-зеленомошно-лишайниковым и кустарничково-зеленомошным V–Vб классов бонитета. На поверхности нередко выражен бугорковый микрорельеф.

Разрез 11-91. Плато Сыверма, средняя часть склона северо-восточной экспозиции (крутизна 5°–6°) с криогенным бугорковым нанорельефом, 1.3 км к северо-западу от устья р. Янгето, 600 м от р. Виви. Абсолютная высота 180 м, относительная 34 м. Северотаежный лиственничник багульниково-лишайниковый Vб класса бонитета. Почвообразующая порода – дериваты базальтов и долеритов.

АО, 0–13 см. Грубогумусовый, состоит из органической массы разной степени разложения, которая находится в механической смеси с минеральными компонентами горизонта и легко от них отделяется. Серовато-буро-коричневый, густо переплетен и уплотнен корнями, влажный. Переход резкий.

CR, 13–22 см. Криогенный, грязно-серый с буроватым оттенком, суглинистый, бесструктурный, мокрый, тонкие корни. В сухом состоянии рыхло-глыбистый. Переход слабо заметный по цвету.

┴CR, 22–40 см. Надмерзлотный, криогенный, грязно-серый, несколько темнее вышележащего, суглинистый, единичные тонкие корни, мокрый, в сухом состоянии рыхло глыбистый.

Разрез 14-90. Плато Сыверма, 2 км к юго-западу от устья р. Гиля (правый приток р. Виви), пологий шлейф северного склона с бугорковым микрорельефом. Северотаежный лиственничник кустарничково-лишайниково-зеленомошный Vа класса бонитета. Почвообразующая порода – каменисто-мелкоземистый делювий базальта.

Разрез 1-92. Плато Сыверма (район п. Тура), нижняя треть северо-западного горного склона (крутизна 5°–7°), абсолютная высота 270 м, относительная 140 м. Лиственничник кустарничково-зеленомошный Vа класса бонитета. Почвообразующая порода – каменисто-мелкоземистые дериваты базальта.

Разрез 2-92. Подножие склона, 350 м от разреза 1-92, абсолютная высота 230 м, относительная 100 м. Лиственничник кустарничково-зеленомошный Vа класса бонитета. Почвообразующая порода – каменисто-мелкоземистые дериваты базальта.

Разрез 4-92. Терраса р. Кочечум (левобережье, район п. Тура) бугорковый микрорельеф с подушками сфагнума, лиственничник кассандрово-багульниково-сфагновый Vб класса бонитета. Почвообразующая порода супесчано-суглинистый аллювий.

Близкое строение профиля имеют разрезы 1-89, 2-89, 3-89, 4-89, 6-89, 7-89. Долина нижнего течения р. Мойеро, надпойменные террасы, притундровые лиственничники голубично-лишайниковые, зеленомошно-лишайниковые, багульниково-зеленомошно-лишайниковые. Почвообразующие породы – супесчано-суглинистый аллювий.

Обобщенное строение профиля криоземов грубогумусовых выражено формулой (О)–АО–┴CR. Подстилочно-торфяный горизонт серовато-бурый, серовато-коричневый, буровато-коричневый, светло-бурый переплетен корнями, рыхлый мощностью до 10 см. Состоит в основном из не- и слаборазложившихся растительных остатков, почти полностью сохранивших главные черты своей исходной формы. Диагностический грубогумусовый горизонт АО мощностью 3–13 см темно-буро-коричневый, состоит преимущественно из полуразложившихся растительных остатков, находящихся в механической смеси с минеральной частью горизонта. Криогенный надмерзлотный горизонт ┴CR грязно-серый, буро-серый с буро-коричневыми и темно-коричневыми пятнами (в сухом состоянии по шкале Манселла тон 10YR, светлота 4–5, насыщенность 2–4). Иногда наблюдаются морозобойные трещины, заполненные органическим веществом, засыпавшимся из вышележащих горизонтов, и криогенная плитчатая структура. В сухом состоянии слабослитный. Морфологические признаки устойчивого надмерзлотного оглеения в профиле почв, как правило, отсутствуют. Главным фактором, ограничивающим оглеение в криоземах грубогумусовых, в первую очередь служит недостаточное атмосферное увлажнение (именно в слабогумидно-семигумидных условиях описано неглеевое криоземное почвообразование [26, 27]). При этом допускается переувлажнение профиля в период медленного оттаивания сезонной мерзлоты. Полагают, что холодные надмерзлотные воды, обогащенные кислородом, криотурбированная (разуплотненная) минеральная толща и низкая микробиологической активностью могут сдерживать глееобразование [18, 26, 27].

Гранулометрический состав почв варьирует от супесчаного до среднеглинистого и определяется составом материнских пород. Почвы имеют кислую реакцию, сильноненасыщенный и ненасыщенный поглощающий комплекс в горизонтах О и АО, слабокислую и близкую к нейтральной реакцию и насыщенный поглощающий комплекс минеральной толщи (табл. 3). Весь почвенный профиль характеризуется однотипным распределением органического вещества. Горизонт ┴CR содержит 1.8–6.9% гумуса, с уменьшением с глубиной. Исключение составляют разрезы 14-90, 1-92, в которых обнаруживается повышенное содержание его в нижней части профиля, что может быть связано с криогомогенизацией (перемещение минерального материала с органическими остатками) [26]. Валовой состав мелкозема почв (табл. 4) отражает состав материнских пород. Распределение в минеральной толще SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ однородное.

Почвы характеризуются повышенным абсолютным и относительным содержанием оксалаторастворимых форм желез и алюминия и дитиониторастворимых соединений железа, с максимумом в грубогумусовых горизонтах, что, вероятно, обусловлено биологической аккумуляцией (табл. 5). Наблюдается резкое доминирование окристаллизованных форм железа над оксалаторастворимыми, что может быть связано с внутрипочвенной кристаллизацией и дегидратацией оксалаторастворимых соединений железа в условиях зимнего промерзания и летнего иссушения почв.

Криоземы грубогумусовые занимают большие площади. В Классификации почв России [14] криоземы грубогумусовые выделены в качестве типа в отделе криогенных почв. В литературе эти почвы известны под термином гомогенные криоземы [26].

Криоземы семигумидного сектора. Описаны преимущественно в Сурингдинской межгорной котловине с холмисто-озерным ледниковым рельефом, на юго-восточной оконечности побережья оз. Сурингда (65°30′ N, 105°00′–105°15′ E). Территория котловины – это своеобразная часть “полюса холода” (пос. Ессей), обусловленная температурными инверсиями (стекание масс холодного воздуха по склонам гор и застаивание его в депрессиях, что приводит к выхолаживанию приземного воздуха) [20, 21, 32].

Криоземы серогумусовые описаны в Сурингдинской котловине (юго-восточная оконечность побережья оз. Сурингда) и долине р. Нижняя Тунгуска. Почвы формируются под северотаежными лиственничниками кустарничково-зеленомошно-лишайниково-сфагновыми V–Vб классов бонитета, на тиксотропных суглинисто-глинистых дериватах базальтов, долеритов, туфов, занимают делювиально-криосолифлюкционные и моренные плоскохолмистые террасовидные поверхности с ярко выраженным криогенным бугорково-западинным микрорельефом. Бугорки имеют разную форму (округлую, продолговатую), диаметр 0.8–1.5 м, относительную высоту над дном западины 40–80 см. Они заняты криоземами серогумусовыми под разреженным низкобонитетным лиственничником с зелеными мхами и лишайниками. Стволы лиственниц обычно наклонены (“пьяный лес”), что связано со смещением почвенно-грунтовых масс деятельного слоя в результате процессов пучения и криосолифлюкции. Бугорки хорошо прогреваются в теплый период и могут оттаивать до глубины 90 см (максимум для криогенных почв). Ширина межбугорковых пространств достигает 50 см. Они покрыты сфагновыми мхами и заняты своеобразными почвами, состоящими из торфяной толщи разной степени разложения мощностью 20–45 см, подпираемой ледяными линзами или льдисто-минеральной ММП. При этом поверхность ММП имеет обратный рельеф поверхности почвы, то есть основание минеральной толщи бугорка лежит как бы в чаше из льдистой мерзлоты, которая выходит к межбугорковому понижению. Криоземы серогумусовые бугорков и почвы межбугорковых западин образуют микрокомбинации (почвенно-мерзлотные комплексы).

Разрез 1-90. Сурингдинская котловина, юго-восточная оконечность побережья оз. Сурингда, 1.2 км от озера, абсолютная высота 411 м, относительная 6 м. Террасированная поверхность с бугорково-западинным микрорельефом. Лиственница, ерниковая береза, багульник, брусника зеленые мхи, голубика на бугорке, сфагнум в западине. Почвообразующая порода – тиксотропные суглинисто-глинистые дериваты базальтов, долеритов, туфов.

О, 0–7 см. Подстилочно-торфяный, состоит из не- и слаборазложившихся растительных остатков. Серовато-буро-коричневый, густо пронизан корнями, сухой. Переход ясный по цвету и составу.

АY, 7–18 см. Серогумусовый (дерновый), от буровато-серого до темно-серого. Тяжелосуглинистый, мелкокомковатый, в сухом состоянии структурные отдельности плотные и представляют собой сцементированные глинистым веществом минеральные зерна. Свежий, корни, дресва, галька. Переход постепенный по цвету.

CR, 18–26 см. Криогенный, тиксотропный, буровато-серый с фрагментами темно-серых (до черных) растительных остатков. Темная окраска обусловлена черными и темно-серыми мелкоземистыми продуктами выветривания базальта и долерита, а также унаследованным от переотложенной почвообразующей породы органическим веществом. При увеличении 1.25× обнаруживается тонкодисперсные органические остатки, перемешанные с минеральной массой. Тяжелосуглинистый, плотный, свежий, тонкие корни. В сухом состоянии слитно-глыбистый.

CR1, 26–39 см. Буровато-серый, темно-серый (до черного), окраска обусловлена преимущественно тонкодисперсным рассеянным органическим веществом и дериватами базальта и долерита, тяжелосуглинистый, с криогенно-плитчатой структурой. Тонкие единичные корни, дресва и окатанные обломки, влажноватый, плотный. В сухом состоянии слитно-глыбистый. Переход малозаметный по цвету.

┴CR2, 39–59 см. Криогенный, надмерзлотный, по окраске близкий к вышележащему. Тяжелосуглинистый, листовато-плитчатая криогенная структура, влажный; в верхней части тонкие единичные корни, плотный, обломки породы. В сухом состоянии слитно-глыбистый.

Сходное строение профиля имеют разрезы 2-90, 7-90, 7-91, описанные в тех же экологических условиях, что и разрез 1-90. Разрез 7-91 (среднее течение р. Нижняя Тунгуска, 2 км к юго-востоку от устья р. Ейка).

Профиль криоземов серогумусовых имеет следующее строение: (О)–АY–┴CR. Под слоем опада и мохово-лишайникового очеса обычно расположен маломощный (до 8 см) серовато-буро-коричневый подстилочно-торфяной горизонт, состоящий преимущественно из не- и слаборазложившихся органических остатков. Он сменяется диагностическим серогумусовым горизонтом АY (в сухом состоянии по шкале Манселла тон 7.5YR, светлота 5, насыщенность 2–4) мощностью 5–10 см, состоящим из гумифицированного органического материала, образованного in situ из продуктов разложения корневого опада, находящегося в тесной связи с минеральной частью почвы (дерновое гумусообразование), а также из живых частей растений и мелких полуразложившихся растительных остатков. Дерновый горизонт имеет зернисто-комковатую или рыхлокомковатую структуру, образованную органоминеральным веществом и тканями растительных остатков. Криогенный надмерзлотный горизонт ┴CR тиксотропный, имеет серую, грязно-бурую, серовато-бурую (до черного) минеральную массу, непрочную криогенную слоеватую структуру. Суглинисто-глинистый, вязкий, при высыхании слитный, очень плотный (напоминает застывший цемент). Минеральный скелет сцементирован глинистым веществом. Признаки оглеения и потечности гумуса не прослеживаются. На глубине 50–90 см горизонт замыкается льдистой жилой или льдисто-минеральной ММП.

Гранулометрический состав почв тяжелосуглинистый и среднеглинистый. Прежде всего, он определяется условиями древнего седиментогенеза (рельефом и скоростью водно-ледникового потока). Высокое содержание тонкодисперсных фракций унаследовано главным образом от почвообразующих пород. Допускается физическая (морозная) раздробленность почвенной минеральной массы и ее химическое измельчение. Распределение фракций сравнительно равномерное. Почвы имеют кислую реакцию в органогенных горизонтах, слабокислую и нейтральную в минеральных, не насыщены основаниями в горизонте О и насыщены в ┴CR. Характеризуются повышенным содержанием гумуса (2.4–12.7%) с максимумом в горизонте AY.

Валовой состав почв заметно различается по разрезам, что связано прежде всего с минералого-гранулометрическим составом исходных пород. Распределение SiO₂, Fe₂O₃ и Аl₂O₃ преимущественно равномерное. Обнаруживается биогенное накопление в органогенном и серогумусовом горизонтах МnО, Р₂О₅, K₂O и особенно СаО, МgO.

Почвы характеризуются преимущественно аккумулятивным распределением оксалаторастворимых форм соединений железа и алюминия и сравнительно высоким абсолютным и относительным содержанием дитиониторастворимых соединений Fe, с максимумом в горизонте AY, что, вероятно, связано с биологическим накоплением, которое осуществляется на фоне повышенного содержания несиликатного Fe в почвах в целом. В нижележащей минеральной толще все растворимые соединения Fe и Al распределены равномерно, а содержание оксалаторастворимого железа в отдельных горизонтах больше, чем оксалаторастворимого алюминия. Дитиониторастворимые формы Fe представлены главным образом окристаллизованными соединениями, что, вероятно, связано с обезвоживанием и закреплением железа в профиле почв в условиях недостаточного атмосферного увлажнения и господстве окислительной внутрипочвенной обстановки.

Криоземы серогумусовые в литературе не описаны. В классификации и полевом определителе почв России [14, 22] подобные почвы названы криоземами и выделены в ранге типа в отделе криогенных почв (криоземов). Ранее криоземы с тиксотропным горизонтом на силикатных породах рассматривались как криоземы тиксотропные [1, 27], палевокриоземы, переходные от криоземов к палевым почвам [28], палевые мерзлотные [23], палевые дерновые почвы [24].

Криоземы серогумусовые почвы формируются в комплексе с криоземами сорбировано-гумусовыми.

Криоземы сорбировано-гумусовые. Сурингдинская котловина (65°30′ N, 105°00′–105°15′ E). Почвы формируются на террасированных поверхностях без криогенного бугорково-западинного микрорельефа, сложенных моренными и флювиогляциальными галечно- гравийно-мелкоземистыми отложениями – смешанными дериватами базальтов, долеритов, вулканических туфов, под северотаежными лиственничниками кустарничково-зеленомошно-лишайниковыми V–Vб классов бонитета.

Разрез 5-90 (рис. 2). Сурингдинская котловина, юго-восточная оконечность побережья оз. Сурингда, выровненная террасовидная поверхность, абсолютная высота 414 м, относительная 9 м. Лиственничник кустарничково-зеленомошно-лишайниковый Vа класс бонитета, голубика, багульник, брусника, лишайники, ива, береза. Почвообразующие породы: галечно-гравийно-мелкоземистые дериваты базальтов, долеритов, туфов.

О, 0–6 см. Подстилочно-торфяный, растительные остатки разной степени разложения. Темно-коричневый с сероватым оттенком, обилие корней, сухой. Переход ясный по цвету и составу.

CRhs, 6–13 см. Криогенный cорбированно-гумусовый, неоднородной окраски (серо-буро-коричневый) – результат неравномерного покрытия мелкозема и обломков породы органоминеральными соединениями (в сухом состоянии по шкале Манселла тон 10YR, светлота 3–5, насыщенность 2–4). Наблюдаются тонкие корни и органические остатки разной степени разложения, перемешанные с минеральной массой, влажноватый. Каменисто-суглинистый, окатанные обломки базальтов и долеритов, дресва – продукт физического выветривания, состоящий из неокатанных обломков исходной породы размером 1–10 мм. Обломки пород и зерна мелкозема покрыты буро-коричневыми, темно-бурыми аллохтонными органоминеральными (железисто-гумусовыми) пленками. Нижняя сторона обломков, по сравнению с верхней, имеет более темную окраску. При этом наиболее интенсивно окрашены обломки базальтов и долеритов, обогащенных темноцветными минералами. Обломки туфов рыхлые, пористо-ноздреватые, различного цвета в зависимости от примесей. Пустоты верхней стороны обломков покрыты органоминеральным веществом. Переход заметный.

CR, 13–24 см. Криогенный, светлее предыдущего (меньше гумуса и гидроксидов железа), обломочно-суглинистый. Мелкие корни, влажноватый, уплотнен. Зерна мелкозема и обломки породы покрыта светло-бурыми, желто-серыми и светло-коричневыми органо-минеральными пленками. На поверхности обломков наблюдаются автохтонные корки, образованные при выветривании in situ, а также тонкие пылевато-глинистыми натеки (возможно, результат партлювации). Переход постепенный.

CR1, 24–33 см. Имеет качественно сходный набор морфологических особенностей с вышеописанным горизонтом. Каменисто-легкосуглинистый, влажноватый, тонкие корни. Переход ясный.

┴СR2, 33–41 см. Криогенный надмерзлотный, от бледно-бурого (обломки пород) до коричневого (мелкозем). Состоит преимущественно из обломочного материала.

Сходное строение имеют разрезы 8-90, 10-90.

Профиль криоземов сорбировано-гумусовых почв имеет следующие горизонты: O–CRhs–┴CR. На поверхности залегает подстилочно-торфяный горизонт (6–16 см) с разной степенью разложения органических остатков. Диагностический горизонт CR с признаком hs, определяющий морфогенетическую специфику почв, самый яркий в профиле, неоднородно окрашен – результат неравномерной пигментации минеральной толщи темноокрашенными органо-минеральными соединениями, привнесенными из органогенных горизонтов в виде растворов и осажденными на поверхности мелкоземистых частица и обломочного материала. Влажность этого горизонта в засушливые дни обусловлена конденсационно-капельной влагой. Образование его связываем с действием сорбционно-гумусового процесса, который относится к группе элементарных почвообразовательных процессов (ЭПП) иммобилизации гумуса и органо-минеральных соединений, описанных в литературе [12], и по сути является их частным вариантом. Сорбционно-гумусовый ЭПП – это процесс поступления из органогенных горизонтов преимущественно гумусово-железистых соединений в составе конденсационно-капельной атмосферной влаги и их иммобилизация в горизонте CRhs. Сорбентами гумусово-минеральных соединений являются гидрофильные глинистые минералы (монтмориллонит, нонтронит, хлорит-монтмориллонит, а также допочвенные минералы-контейнеры, обладающие повышенной емкостью поглощения) [6, 11]. Полагают, что механизмом осаждения органо-минеральных веществ осуществляется в условиях засушливого климата, слабокислой реакции среды, насыщенности основаниями почвенного раствора, обезвоживания и коагуляции коллоидных частиц [12].

Гранулометрический состав почв меняется от связно песчаного до легкоглинистого, что определяется в первую очередь исходной неоднородностью почвообразующих пород. Почвы имеют кислую реакцией в органогенных горизонтах, слабокислую в CRhs и близкую к нейтральной в ┴CR. Горизонты О сильноненасыщены и ненасыщены, а горизонты CRhs и ┴CR насыщены основаниями. Почвы характеризуются повышенным содержанием гумуса (4.9–9.5%) и углерода (43.7%) в горизонте CRhs. Главная масса гумуса здесь, очевидно, представлена поступившими из подстилочно-торфяных горизонтов органическими и органо-минеральными соединениями красно-коричнево-бурого цвета. С глубиной количество гумуса резко уменьшается (0.7–2.3%).

Валовой состав мелкозема почв отражает характер исходных пород. Распределение в минеральной толще SiO₂, Al₂O_3, Fe₂O₃ – сравнительно однородное, что свидетельствует об ограниченном и замедленном характере почвенного выветривания, поскольку оно идет на фоне выветрелого субстрата, прошедшего фазы древнего гипергенеза и седиментации. Современное выветривание, очевидно, сводится к дезинтеграции (растрескиванию, дроблению) грубообломочного материала (в основном туфов) на догипергенные минералы. В органогенных горизонтах наблюдается биологическая аккумуляция CаO, MgО, MnO, P₂O₅.

Почвы характеризуются равномерным распределением оксалато- и дитиониторастворимых форм соединений Fe_. и Al. Наблюдается лишь незначительно увеличение их количества в горизонте СRhs. Среди оксалаторастворимых соединений доминирует железо. В целом почвы обогащены несиликатными формами железа, с превалированием окристаллизованных форм, что характерно для почв, развитых в холодном засушливом климате [7, 28]. Основное количество Fe представлено силикатными формами, распределение их аналогично валовым. Некоторое повышение содержания оксалаторастворимых соединений Fe в горизонте CRhs связано с биогенной аккумуляцией (поступление железа из подстилок) [30], и, вероятно, с частичной гидратацией окристаллизованных форм и переходом их в оксалаторастворимые формы. В горизонте CRhs происходит нейтрализация кислых органических кислот основаниями и адсорбция органоминеральных веществ минеральной основой почвы. Локальное перераспределение оксалаторастворимых соединений Fe, их мобилизация на поверхности зерен минералов и обломков породы хорошо выявляются по морфологическим признакам. Основным источником несиликатных форм Fe в минеральные толще почвы являются, прежде всего, материнские породы. Современное почвенное выветривание в условиях реакции близкой к нейтральной и насыщенности основаниями сводятся преимущественно к физической раздробленности исходных пород.

Морфогенетическое своеобразие криоземов сорбировано-гумусовых определяется сочетанием и взаимодействием органогенного и сорбционно-гумусового процессов, осуществляющихся в конкретных экологических условиях. При этом загадочным остается проявление сорбционно-гумусового ЭПП только в одной разновидности криоземов и отсутствие его в криоземах серогумусовых и типичных палевых почвах. Полагаем, что такое несоответствие связано с конденсационно-капельной атмосферной влагой в криоземах сорбировано-гумусовых. Суть этой гипотезы сводится к следующему.

Как отмечалось, в Сурингдинской котловине проявляются температурные инверсии (стекание масс холодного воздуха по склонам гор и застаивание его на днище котловины, что приводит к выхолаживанию приземного воздуха). Наблюдения показали, что в течение июля на побережье озера (на котором описывались почвы) сохранялись высокая влажность и температура воздуха (29–33°С) в дневное время, а утром прохладные плотные туманы и обильные росы. При резком ночном снижении температур происходит конденсация атмосферной парообразной влаги в виде растворов на поверхности мелкозема и обломочного материала верхних горизонтов почв, образуются красящие пленки. При этом, если предположить, что конденсационно-капельное увлажнение, осуществлялось длительное время (вероятно, значительную часть голоцена [10]), то его результаты в генезисе и свойствах криоземов сорбировано-гумусовых не являются столь гипотетичными.

Существенное влияние конденсационной воды на влажность поверхностных горизонтов почв в засушливых условиях Забайкалья отмечает Ногина [19]. В криоземах серогумусовых на суглинисто-глинистых породах, контактирующих с криоземами сорбировано-гумусовыми, атмосферная парообразная влага поглощается суглинистым серогумусовым горизонтом.

Таким образом, основными факторами, создающими необходимую обстановку для реализации сорбционно-гумусового ЭПП, являются следующие: 1) конденсационно-капельное увлажнение на фоне засушливого климата; 2) основные породы и мелкоземисто-каменистый гранулометрический состав; 3) насыщенность основаниями горизонта CRsh, его слабокислая и близкая к нейтральной реакция; 4) гидрофильные минералы, способные осаждать органоминеральные коллоиды ионов кальция и оксидов алюминия и железа; 5) сорбционное накопление некоторого количества гумуса и гумусово-минеральных веществ.

Факторы, вызывающие сорбировано-гумусовый процесс, принципиально отличается от факторов, вызывающих иллювиально-гумусовой и потечно-гумусовый процессы, которые проявляются в альфегумусовых почвах и криоземах глееватых соответственно [22]. Протекание этих процессов обеспечивается избыточным атмосферным увлажнением.

Криоземы сорбировано-гумусовые в литературе не описаны. В следующей версии классификации почв России [5] они могут быть включены в отдел криогенных почв в качестве подтипа в типе криоземов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследований установлены и сформулированы основные факторные и процессные закономерности, контролирующие географическое распределение и генетическое разнообразие криогенных почв на бескарбонатных породах Субарктики Центральной Сибири. Переосмыслены результаты прежних исследований. Расширено и конкретизировано представление о некоторых аспектах криогенного почвообразования.

Впервые в рассматриваемом регионе описаны криоземы глееватые и новая разновидность криогенных почв – криоземы сорбировано-гумусовые. Ранее выделенные гомогенные криоземы переименованы в криоземы грубогумусовые, а тиксотропные криоземы – в криоземы серогумусовые. Полагаем, что полученные результаты важны для теоретического почвоведения, экологического мониторинга, связанного с экстремальными техногенными нагрузками, а также могут быть использованы в разработке очередного варианта классификации и диагностики почв России. Несомненно, номенклатура и классификационное положение рассмотренных почв носит условный характер и подлежит обсуждению.