Почвы

В строении почвенного покрова на территории Кавказского заповедника отчетливо прослеживается вертикальная зональность, в целом соответствующая высотной поясности.

Почвы лесного пояса представлены бурыми лесными почвами, которые занимают более половины территории заповедника (161724,58 га). Распространены они и на сотнях тысяч гектаров прилегающих районов. Выделены следующие их подтипы: 1) кислые; 2) слабоненасыщенные; 3) типичные; 4) остаточно-карбонатные выщелоченные; 5) глееватые.

В горной лесной части Кавказского заповедника наиболее широко распространены горно-лесные бурые типичные или слабоненасыщенные почвы. Они характеризуются малой мощностью перегнойно-аккумулятивного горизонта, от серо-коричневых до черно-бурых тонов, преимущественно с мелкозернисто-порошистой структурой, рыхлым слоем, хорошо выраженным переходом в иллювиальный горизонт. Последний - бурой окраски, мелкозернисто-комковатой структуры, слабоуплотненного сложения. Рассматриваемым почвам свойственна щебнистость, увеличивающаяся сверху вниз по почвенному профилю. Наиболее распространенной почвообразующей породой является шиферный сланец с фрагментами песчаника. По мере подъема вверх по склону мощность почв становится меньше, что наряду с условиями увлажнения и температурным режимом является ограничивающим фактором лесорастительных условий.

В отрицательных формах рельефа, на нижних частях склонов, речных террасах за счет подтока вод с вышерасположенных склонов, грунтовых вод и атмосферных осадков создаются полугидроморфные условия, т.е. периодически избыточного переувлажнения. Здесь формируются горно-лесные бурые глееватые почвы. В отличие от слабоненасыщенных почв, они характеризуются более тяжелым гранулометрическим составом, сизоватыми и бурыми пятнами в иллювиальном горизонте, указывающими на почвообразование в анаэробных условиях (процесс глееобразования). Рассматриваемые почвы характеризуются среднесуглинистым и тяжелосуглинистым, в местах с избыточным увлажнением глинистым гранулометрическим составом. В них преобладают песчаная и пылеватая фракции. С глубиной количество физической глины и ила возрастает.

В соответствии с общепринятыми градациями (Гришина, Орлов, 1978), характерной чертой рассматриваемых горно-лесных бурых почв является очень высокое количество гумуса с резко убывающим его содержанием при переходе из верхней в нижнюю часть перегнойно-аккумулятивного горизонта. Такая же тенденция наблюдается и в отношении поглощенного кальция. Количество поглощенных оснований в почвах с глубиной убывает. Наибольшая гидролитическая кислотность чаще приурочена к средней части полуметрового слоя почв. Степень насыщенности поглощенными основаниями сокращается сверху вниз по почвенному профилю. В том же направлении возрастает величина активной кислотности. Обменная кислотность почв в основном обусловлена обменным алюминием. Ее величина сверху вниз по профилю согласуется с активной кислотностью. Более высокое значение гидролитической, активной кислотности, содержания органического вещества свойственны почвам букняков, чем пихтарников. Следовательно, каждая из основных реликтовых древесных пород (бук и пихта) оказывает определенное воздействие на ряд свойств почв и в конечном счете направление почвообразования.

Наибольшей гидролитической кислотностью и наименьшей величиной поглощенных оснований, степени насыщенности ими поглощающего комплекса характеризуются полугидроморфные почвы. Здесь помимо влияния конкретной древесной породы, накладывается и влияние условий увлажнения.

Почвы верхней границы леса, которая в Кавказском заповеднике проходит в пределах 1800-2200 м над уровнем моря и представлена преимущественно березовым и буковым криволесьем, кленовым редколесьем, рододендроном с обильным травяным покровом представлены переходными типами между горно-луговыми субальпийскими и горно-лесными бурыми, их площадь в Кавказском заповеднике составляет 4964,87 га. На их генезис и свойства существенное влияния оказывает как травянистая, так и древесно-кустарниковая растительность. Поэтому такие почвы большинство исследователей относит к лугово-лесным.

В разреженных буковых криволесьях лесная подстилка небольшой мощности (1-2 см), довольно быстро разлагается и сплошного покрова не образует. Почвы большей частью маломощны: глубина А1+В составляет в среднем 32 см, у среднемощных вариантов – 47 см. Гумусовый горизонт А1 хорошо выражен, темноокрашенный (темно-серый с коричневым оттенком), мелкозернистый, имеет ясный переход в иллювиальный горизонт бурого цвета, комковато-зернистой структуры. Далее профиль слабо дифференцирован.

В большинстве случаев горно-лугово-лесные почвы криволесий суглинистого гранулометрического состава. В них преобладает песчанистая фракция, в тяжелосуглинистых - пылеватая, а в глинистых - пылеватая и иловая.

Для этих почв характерно высокое содержание органического вещества, особенно в горизонте А1. Это объясняется обогащением поверхности почвы большим количеством органического вещества, поступающего с растительным опадом. Высокая гумусированность сохраняется до самых нижних горизонтов (1.48-5,42%). При переходе из перегнойно-аккумулятивного в иллювиальный горизонт происходит резкое уменьшение содержания гумуса и азота. Такое же явление наблюдается и в отношении фосфора и калия. Самая низкая величина валового гумуса, отношения С:N, подвижного фосфора и наибольшая – азота свойственны почвам кленовников. Отличительная особенность рассматриваемых почв – очень низкая обогащенность органического вещества азотом, о чем свидетельствует довольно широкое отношение С:N, наименьшая величина гумуса и наибольшая насыщенность им азота у почв кленовников. Горно-лугово-лесные почвы, по сравнению с горно-луговыми, более обеспечены подвижными фосфором и калием. Это обусловлено тем, что у горно-лугово-лесных почв выше величина массы растительности и ее метаболитов, активнее идет круговорот веществ и почвообразование.

Почвы криволесий характеризуются невысоким содержанием поглощенных оснований. Под березняками и кленовниками большая часть их приходится на кальций, а под букняками - на магний (за исключением горизонта АоА1). При переходе из верхней части перегнойно-аккумулятивного горизонта в нижнюю и в иллювиальный слой происходит резкое падение содержания поглощенных оснований (наименьший скачок в почвах кленовников). Рассматриваемым почвам свойственна высокая гидролитическая кислотность. С глубиной ее величина обычно понижается. Перегнойно-аккумулятивный горизонт этих почв характеризуется сравнительно невысоким количеством обменного алюминия и значительным увеличением его при переходе в иллювиальный горизонт, где на его долю приходится более 95% обменной кислотности (в кленовнике 64-81%). Реакция среди этих почв от слабокислой до кислой. Лесная подстилка обычно имеет менее кислую среду благодаря выщелачиванию из нее "кислых" продуктов.

Почвы высокогорных лугов на территории заповедника расположены в альпийском (2200-3000 м н.у.м.) и субальпийском (1800-2200 м н.у.м.) поясах. Эти почвы получили преимущественное развитие в центральной и восточной части заповедника. Меньше всего они встречаются в западном районе. Здесь они приурочены в основном к Армянскому хребту, горной цепи с вершинами Чихашка, Кут, Малая Чура и Большая Чура. В центральной части заповедника горно-луговые почвы сформированы по хребтам Тыбга, Джемарук, Пшекиш, Ассара, Аспидный, Дзитаку, Ацетука. В восточной части эти почвы расположены в районе хребтов Скирда, Магишо, Ачипста, Юха. Площадь высокогорных почв Кавказского заповедника составляет 70384,34 га.

Горно-луговые субальпийские почвы формируются между альпийским и лесным поясами (1800-2200 м н.у.м.). Они разделены на следующие подтипы: типичные (дерновые), торфянисто–глееватые, остаточно-карбонатные выщелоченные.

Остаточно-карбонатным выщелоченным субальпийским почвам в отличие от дерновых свойственны большая насыщенность поглощенными основаниями и меньшая активная кислотность, особенно в нижней части иллювиального горизонта, так как они формируются на кристаллических известняках (для остальных подтипов почвообразующей породой являются сланцы), характеризуются большей насыщенностью поглощенными основаниями и меньшей активной кислотностью, особенно в нижней части иллювиального горизонта, так как они формируются на кристаллических известняках (для остальных подтипов почвообразующей породой являются сланцы, песчаники, кристаллические породы). В морфологическом отношении они очень схожи с дерновыми почвами, особенно в районе массива Фишт-Оштен. В районе Трю-Ятыргварта, где почвообразующей породой являются кристаллические известняки розового цвета, почвенный профиль таких почв приобретает красноватый оттенок.

Торфянисто-глееватые почвы гидроморфные, приурочены к отрицательным формам рельефа с избыточным увлажнением. Слой торфа у этих почв может достигать 50-60 см.

Остаточно-карбонатные почвы субальпийского пояса сформированных на кристаллических известняках, в отличие от горно-луговых субальпийских почв на силикатных почвообразующих породах (аспидный сланец), имеют несколько большую мощность профиля. Эти почвы приурочены в западной части заповедника: горный массив Фишт-Оштен с прилегающим к нему плато Лагонаки и в восточном отделе заповедника: плато Скирда. Небольшими фрагментами они встречаются на выходах мрамора в верховье реки Холодной.

По гранулометрическому составу исследуемые почвы относятся к легко- и среднесуглинистым, встречаются так же тяжелосуглинистые разновидности. Преобладающими фракциями являются песчаная (0,25-0,05 мм) и крупнопылеватая (0,05-0,01 мм), причем увеличение по профилю фракции крупного песка полностью повторяет закономерности распространения степени щебнистости. При переходе из перегнойно-аккумулятивного горизонта в иллювиальный слой ясно прослеживается накопление физической глины и ила, что может быть объяснено внутрипочвенным выветриванием и переносом этих частиц промывными водами. В гранулометрическом составе субальпийских горно-луговых почв, прежде всего, отмечается высокая обогащенность толщи илистыми дисперсными частицами.

Все рассматриваемые почвы характеризуются хорошей структурностью. Плотность и плотность твердой фазы почвы зависят, прежде всего, от минералогического, гранулометрического состава и количества органического вещества. В перегнойно-аккумулятивном горизонте исследуемых почв наблюдается наименьшая величина их, которая колеблется в значительных пределах. Это обусловлено в основном наличием большого количества корней растений и органического вещества в мелкоземе.

Горно-луговые почвы характеризуются высоким содержанием органического вещества. Наибольшее количество гумуса характерно для верхнего горизонта (18,3-23,4%). По данным запасов гумуса по всему профилю содержится 289,7-390,9 т/га, из них 110,0-161,1 т/га сосредоточены в толще гумусового горизонта. Для этих почв характерно так же довольно резкое уменьшение гумуса, начиная с горизонта В1 и достаточно глубокое распространение гумуса в нижние горизонты (2-3%).

Аналогичным образом изменяется содержание и распределение азота, однако оно изменяется более плавно по профилю почв. У всех почв наблюдается общая тенденция уменьшения отношения C:N с глубиной.

В верхних горизонтах горно-луговых субальпийских почв тип гумуса гуматно-фульватный. Вниз по профилю отношение Сгк:Сфк сужается, в горизонте ВС тип гумуса фульватный. Вниз по профилю доля гуминовых кислот уменьшается, доля фульвокислот увеличивается.

Содержание поглощенных катионов Ca2+ и Mg2+ в субальпийских дерновых почвах высокое, особенно в верхних гумусовых горизонтах. В почвах на аспидных сланцах оно достигает 10-11 м-экв., а в почвах на элювии карбонатных пород – до 25-30 м-экв. на 100 г почвы и более. Книзу по профилю почв содержание поглощенных катионов уменьшается. В почвах на элювии карбонатных пород это уменьшение происходит постепенно и на некоторой глубине сменяется увеличением. Высокое содержание поглощенных оснований в верхней части гумусового горизонта объясняется, главным образом тем, что с глубиной интенсивность биологической аккумуляции и емкость поглощения уменьшается.

Типичные субальпийские дерновые почвы на некарбонатных породах, имея небольшое количество поглощенных оснований и большую величину гидролитической кислотности, обусловливают ненасыщенность почв основанием. Этим почвам свойственна кислая реакция среды (рН 4,4-4,8), что типично для горно-луговых почв, развивающихся на силикатных почвообразующих породах.

У почв на элювии карбонатных пород с высокой обменной способностью и сравнительно незначительной гидролитической кислотностью, степень насыщенности основаниями достигает 80-90%. В составе поглощенного комплекса нет или же содержится в весьма малых количествах водород и алюминий, что является одним из отличительных свойств почв на карбонатных породах. Реакция водной суспензии слабокислая (рН 5,8-6,0). Величина рН мало изменяется по профилю почв.

Валовой химический состав изученных почв тесно связан с почвообразующими породами. Почвы на известняках отличаются от почв на аспидных сланцах меньшим содержанием SiO2 и более высоким содержанием CaO (силикатов) и MgO. Анализируя распределение содержания окислов по профилю в пределах минеральной толщи исследуемых почв, следует отметить следующие закономерности. Все они содержат SiO2 в верхних горизонтах больше, чем в нижележащих. В перегнойно-аккумулятивном горизонте наблюдается биогенное накопление кальция и частично фосфора. Молекулярные отношения SiO2/R2O3 в верхних горизонтах шире, чем в нижних. Судя по более резким колебаниям по профилю SiO2/Fe2O3 по сравнению с SiO2/AI2O3 дифференциация происходит за счет частичной миграции железа по профилю.

Под альпийскими лугами формируются своеобразные бурые горно-луговые альпийские почвы. Нижняя граница этих почв проходит на высоте около 2200 м н.у.м. Однако, эта отметка не может являться абсолютной, так как наблюдаются значительные отклонения от этой высоты. По северным склонам нижняя граница распространения этих почв опускается, а по склонам южных экспозиций наблюдается ее повышение. Здесь выделяются следующие подтипы: неполноразвитые (недоразвитые, примитивные), типичные (дерновые), остаточно-карбонатные выщелоченные.

Неполноразвитые или примитивные почвы приурочены к гребням, осыпям, скалистым местам и формируются на элювии осадочных (сланцы, песчаники) или магматических (кристаллические и метаморфические) пород. Перегнойно-аккумулятивный горизонт сформирован непосредственно на почвообразующей породе, и почвенный профиль имеет строениеА1 – Д.

Мощность профиля горно-луговых альпийских почв четко отражает условия формирования этих почв в экстремальных климатических условиях высокогорья и склоновых процессов. Маломощные варианты имеют мощность почвенной толщи в среднем 27 см, а среднемощные – 35 см.

В своем развитии эти почвы взаимосвязаны с альпийской растительностью. Почвы характеризуются очень слабой степенью минерализации растительных остатков, что ведет к образованию на поверхности почв сухоторфянистого горизонта мощностью 1-2 см, который хорошо предохраняет почву от эрозии. В местах, где травянистый покров не сплошной, на поверхности почвы наблюдается выходы подстилающей породы.

Горно-луговые альпийские дерново-карбонатные выщелоченные почвы приурочены к выходам на дневную поверхность известняков, главным образом, в районе пастбища Лагонаки, Ачешбока и хребта Скирда. В отличие от остальных горно-луговых альпийских почв этот почвенный вариант имеет более темную окраску гумусового горизонта, охристо-буроватый оттенок горизонта В и наиболее темный, красновато-бурый оттенок горизонта ВС.

В гранулометрическом составе данных почв наблюдается преобладание легкосуглинистых и суглинистых разновидностей. Встречаются так же супесчаные разности. При этом суглинистые почвы приурочены к кристаллическим известнякам, тогда как супесчаные и песчаные к песчаникам и сланцам. У почв на аспидных сланцах отмечается увеличение частиц меньше 0,001 мм в горизонте Аd. Это увеличение, вероятно, происходит за счет интенсивного выветривания сланцев в верхнем горизонте и за счет приноса илистой фракции стекающими водами по склону.

Горно-луговые альпийские почвы характеризуются наименьшими величинами плотности твердой фазы и плотности почв, которые, как правило, с глубиной увеличиваются. По сравнению с субальпийскими почвами в альпийском поясе при переходе в иллювиальный горизонт резко возрастает плотность почвы и сокращается общая порозность.

Рассматриваемые почвы относятся к высокогумусным. Содержание гумуса в горизонте Аd около 20-25%. Данный гумус имеет грубодисперсный характер, то есть в верхних горизонтах основную его часть составляют полуразложенные растительные остатки наземной и корневой растительной массы. В соответствии с содержанием гумуса находится и количество азота. Общий запас органического вещества по всему профилю составляет 232,9-260,9 т/га, из них 43,5-76,0 т/га сосредоточены в толще дернового горизонта.

Поглощенные основания представлены исключительно катионами кальция и магния. При этом первые составляют более 70-75% от суммы. Наиболее насыщенными поглощенным кальцием являются дерново-карбонатные выщелоченные альпийские почвы. В гумусовом горизонте его количество составляет 18,0-23,6 м-экв/100 г почвы. При этом вниз по профилю их количество падает, а при подходе к материнской породе возрастает. Для остальных почв уменьшение поглощенных оснований по профилю отчетливо отражает общий характер распределения гумуса по вертикали.

У этих почв высокая гидролитическая кислотность, достигающая 21,0 м-экв/100 г почвы. Она обусловлена в основном обменным алюминием. Гидролитическая кислотность обычно с глубиной падает, увеличиваясь иногда в иллювиальном горизонте.

В соответствии с распределением кальция и гидролитической кислотности находится степень насыщенности поглощенными основаниями. У дерново-карбонатных выщелоченных почв, в связи с высокой обменной способностью и сравнительно незначительной гидролитической кислотностью, степень насыщенности основаниями достигает 60-70%. Тогда как почвы на аспидных сланцах, как правило, ненасыщенны ими.

Почвы альпийского пояса имеют кислую, слабокислую и близкую к нейтральной активную кислотность. На ее величину оказывает заметное влияние почвообразующая порода, растительность, промывной тип водного режима.

При рассмотрении валового состава отмечается четкий сиалитный характер почв. По профилю почв отмечается равномерное распределение кремнекислоты и полуторных окислов с некоторым накоплением их в иллювиальном горизонте. В связи с этим наблюдается сравнительно равномерное распределение молекулярных отношений SiO2:R2O3 по профилям.

Таким образом, горно-луговые почвы, сформированные под альпийскими лугами, характеризуются хорошо развитой дерниной, малой мощностью, большим содержанием гумуса в верхнем горизонте и резким его уменьшением с глубиной. В сильно увлажненных местах отмечается оторфование горизонта Аd.