Влияние климата на почвенные характеристики 2.1. Зависимость физико-химических свойств почв от климата
Увлажнение почвы усиливает влияние температуры на теплофизические свойства. Чем выше влажность, тем больше темп возрастания объемной теплоемкости (Макарычев, 2010). Высушивание почвы может увеличить подвижность фосфора и калия (Савченко, 2004).
С увеличением среднегодового количества осадков увеличиваются содержание азота, емкость поглощения, возрастает глубина залегания карбонатов (Раменский, 1938, 1950; Возбуцкая, 1964; Соколов, Иваницкая, 1971; Титлянова и др., 1996; Розанов, 2004; Уткаева, 2005)..
Климатический фактор (режим выпадения осадков) определяет характер перераспределения солей в профиле почв. Зимне-весенние осадки способствуют более активному выносу легкорастворимых солей. Этот процесс наблюдается в среднеазиатском регионе, где верхняя часть профиля отмыта от солей. Континентальность климата на соленакопление в автоморфных условиях особого влияния не оказывает, хотя очевидно, что она тормозит процесс выветривания и биогенной аккумуляции солей (Панкова, 2013). Иная ситуация наблюдается в почвах гидроморфных ландшафтов пустынь, в которых такие показатели, как степень засоления поверхностных горизонтов, распределение солей по профилю почв и площадь распространения засоленных почв напрямую связаны с современными климатическими условиями (Панкова, 2013).
Участие засоленных почв в почвенном покрове округа возрастает с запада на восток, от лесостепной к полупустынной зоне по мере увеличения аридности и континентальности климата. Также меняется химизм засоления: сульфатный и содово-сульфатный в лесостепной зоне, сульфатный, в том числе с участием соды в степной, хлоридно-сульфатный и сульфатно-хлоридный в сухостепной и преимущественно хлоридный в почвах полупустынной зоны (Новикова, 2011).
Изменение климатических условий в связи с потеплением климата и повышением аридности будет способствовать усилению процессов засоления, в первую очередь, в гидроморфных почвах. В автоморфных почвах потепление климата будет благоприятствовать лишь сохранению солевых запасов, унаследованных от предыдущих этапов развития территории (Панкова, 2013).
С усилением засушливости климата возрастает доля процессов опустынивания, проявляющихся в сильной и очень сильной степенях. Примером может служить территория республики Калмыкия, где распространены очаги развеваемых песков (Андреева, 2006).
С 70-х годов прошлого столетия, увеличение температуры холодного периода на 1,8°, а коэффициента увлажнения до 0,8–1,2 на территории Центральной чернозёмной области активизировало два разнонаправленных процесса, протекающих в чернозёмах, - карбонатизацию и выщелачивание. Эти процессы проявляются во всех исследованных почвах, но с разной интенсивностью. Например, выщелачивание более интенсивно протекает в черноземах с режимом абсолютного заповедования, а карбонатизация в чернозёмах с режимом ежегодного кошения. Выщелачивание проявляется: 1) в понижении уровня залегания карбонатов; 2) в смещении вниз зон карбонатных выделений; 3) в преобладании формирования карбонатных выделений из нисходящих токов. С процессами карбонатизации почвенного профиля связано: 1) формирование большого количества лабильных форм выделений, ранее не встречавшихся в профиле лесостепных чернозёмов; 2) расширение границ за счёт смещения вглубь профиля, пространства формирования характерных для этих черноземов форм карбонатных новообразований (Овечкин, 1979).
2.2. Зависимоть содержания гумуса от климата
Следовательно, от осадков напрямую и косвенно связан процесс гумусообразования и возникновение верхнего биогенного гумусо-аккумулятивного горизонта почвы. Показано, что при повышении влажности интенсивность минерализации органического вещества оподзоленного чернозема и темно-каштановой почвы увеличивалась, а серой лесной почвы не менялась, что было связано с низким содержанием в структуре ее активного органического вещества легкоминерализуемой фракции (Тулина и др., 2009).
В зависимости от географических условий имеет место закономерное изменение количества гумуса в зональных типах почв. Содержание гумуса увеличивается от таежных подзолистых почв (2-3%) на юг к дерново-подзолистым, серым лесным (4-6%) и далее к черноземам (в среднем около 10%), а потом также закономерно уменьшается до 2-4% в каштановых почвах сухих степей и до 1-2% в почвах пустынь. Одновременно меняется соотношение компонентов почвенного гумуса — гуминовых кислот и фульвокислот (Кононова,1951).
Более разительным примером непосредственной связи климатических и погодных условий с плодородием и гумусовым состоянием черноземных почв, не имеющих негативные для сельскохозяйственных растений родовые признаки (солонцеватость, засоленность, эродированность и др.), дает анализ их бонитета, рассчитанного по запасам гумуса и количеству выпадающих осадков. Получается совпадение бальной оценки земель по гумусовому состоянию и климатическим условиям увлажнения при исключительной однородности почвенного покрова (Вальков и др., 2002). Климатические факторы и, в первую очередь количество выпадающих осадков в зоне степей определяет интенсивность биологических процессов, а, следовательно, запасы органического вещества, их количественный бонитет, уровень плодородия черноземов.
Установлено, что содержание органического углерода в почве обратно пропорционально температуре окружающей среды. Содержание органического углерода в почвах, сформированных в более холодных климатических областях выше, чем в теплых (Ершов, 2004).
Но, в то же время, при изучении влияния температуры на содержание органического вещества в лесных почвах, такой закономерности не обнаружено. При увеличении температуры в лесных почвах Западного Орегона увеличивается запас органического углерода (Homann and al., 1995).
Отмечена тесная корреляционная связь между среднегодовым количеством осадков и содержанием в почве органического углерода (Jobbagy, Jackson, 2000).
Содержание органического углерода в верхнем слое почвы (0-30 см) определяется, в основном, климатическим фактором, в частности, среднегодовым количеством осадков. В более глубоких слоях почвы (30-100 см) в большей степени зависит от гранулометрического состава (Wang, 2013).
С усилением континентальности климата снижается не только запас гумуса в почвах, соотношение основных групп гумусовых кислот, но и один из основных показатель структурного состояния ГК – степень ароматичности (Чимитдоржива, 2011, Кленов, 2011).
Климат играет важную роль в регулировании баланса между атмосферным и почвенным углеродом (Epstein, 2002).
Процессы прогрева поверхности почвы под влиянием солнечной радиации, проникая внутрь почвенной массы, оказывают существенное влияние на преобразование органической и минеральной части почв (Залибеков, 2005).
|
