12.4.3. Типы почв

Как мы видели, почвы представляют собой продукт взаимодействия между биотическими и абиотическими компонентами экосистемы. Это необычайно сложные и разнообразные системы, поэтому их очень трудно классифицировать. Из множества описанных типов почв мы выбрали для примера три весьма различных типа, которые встречаются во влажных областях умеренной зоны, в том числе на Британских островах. Это подзолы, буроземы и рендзины. Почвы изучаются путем проходки шурфов и использования буров, как описано в разд. 13.1.1. При описании вертикального разреза для характеристики почвенных слоев, или горизонтов, применяются стандартные обозначения. Такие обозначения для хорошо дренируемых почв, в том числе трех выбранных для примера типов, представлены на рис. 12.19 (там же даны объяснения).

Рис. 12.19. Обобщенный профиль типичной легко дренируемой почвы с указанием почвенных горизонтов

Это название происходит от слова "зола". Типичный вертикальный профиль подзола показан на рис. 12.20.

Рис. 12.20. Профиль подзола

Подзолы обычно образуются на песчаниках, отложениях гравия (ледникового происхождения) и аллювиальных отложениях и характерны в основном для пустошей и хвойных лесов в областях с прохладным влажным климатом. Подстилка относительно мощная, так как ее материал (хвоя и т. п.) отличается высоким содержанием фенолов, устойчивых к микробному разложению. Кальция в таких почвах мало, поэтому они слишком кислые для того, чтобы в них могло обитать много дождевых червей и других животных, заглатывающих почву. В связи с этим главную роль в разложении подстилки играют грибы, и разложение идет относительно медленно; в результате образуется толстый слой кислого гумуса (мора), который резко отделен от нижележащих слоев.

Горизонт Е_а по цвету напоминает серую золу и ясно выделяется среди соседних слоев. Он состоит в основном из крупинок песка. Это сильно выщелоченный горизонт, содержание питательных веществ в нем невелико из-за очень большого количества осадков или высокой водопроницаемости подстилающей материнской породы (или по обеим этим причинам). Органические кислоты гумуса способствуют выщелачиванию путем переноса катионов вниз.

Под выщелоченным горизонтом накапливаются железо, гумус и другие вещества, которые вымываются из верхних горизонтов. Гумус и окись железа могут объединяться в "твердый подпочвенный пласт", или "ортштейн". Этот слой может быть настолько твердым и плотным, что препятствует проникновению корней в нижележащие слои. Между ортштейном и материнской породой расположен богатый питательными веществами слой, в котором накапливается выщелачиваемый материал.

Выщелоченный горизонт, в котором расположена большая часть корней, кислый (рН 3-4), содержит мало нитратов и других питательных веществ, необходимых растениям. Подзолы, таким образом, относительно неплодородны. Большая часть питательных веществ в хвойных лесах сохраняется в биомассе деревьев и подстилки, а не в почве; круговорот этих веществ и их разложение происходят медленно. Такие почвы часто бывают главным фактором, определяющим характер растительности данного района, так как они благоприятны для кислотолюбивых растений (кальцефобов). Существует сравнительно немного кальцефобных видов, к ним относятся многие типичные растения пустошей, такие как верески (Calluna vulgaris, Erica tetrali, E. cinerea), подмаренник скальный (Galium saxatile), щавель малый (Rumex acetosella) и Rhododendron.

Буроземы имеют сравнительно несложный профиль, образованный однородными коричневыми или темно-коричневыми горизонтами А и В, незаметно переходящими друг в друга (рис. 12.21). Они характерны для лиственных лесов умеренной зоны, расположенных, как правило, в более теплых районах южнее области хвойных лесов с их подзолистыми почвами. Скорость разложения здесь выше, чем в подзолах, из-за более высоких температур и меньшей устойчивости листьев к разложению у лиственных пород; поэтому подстилка обновляется, быстрее. Она обычно маломощная, так как почва достаточно богата кальцием (рН 4,5-8), чтобы обеспечить обилие организмов (например, дождевых червей), перемешивающих верхние слои почвы. Образующийся гумус относится к типу, известному под названием мулль. Содержание питательных веществ возрастает по направлению к горизонту В (как и в подзолах). В почве отсутствуют ортштейны, поэтому корни растений могут свободно проникать в глубокие, более богатые питательными веществами горизонты. Буроземы обычно весьма плодородны. Созревая, они приобретают суглинистую структуру.

Рис. 12.21. Профиль бурозема

Содержание элементов минерального питания в биомассе лиственных лесов и в их почве выше, чем в хвойных лесах. Круговорот этих веществ идет быстрее.

Название "рендзины" произошло от польского rzedzic - дрожать или опасаться, так как почвы маломощные и при их обработке сельскохозяйственные орудия задевают подстилающую породу.

Рендзины - это очень маломощные почвы, образующие тонкий темно-коричневый или черный слой, богатый кальцием, над известковой материнской породой (рис. 12.22). Формируются они, как правило, на известняках и меловых отложениях.

Рис. 12.22. Профиль рендзины

Климат мало влияет на развитие этих почв, поэтому они встречаются в разных климатических условиях. Мел и известняк обычно образуют холмы (такие, как Дауне и Котсуолдс в Англии). Поскольку эти породы очень проницаемы, вода быстро проходит сквозь них, не образуя потоков и не вызывая эрозию.

Рендзины формируются обычно на крутых склонах, где почва постоянно остается слаборазвитой, что обусловлено главным образом ее сползанием вниз. Из-за высокой водопроницаемости почвы легко растворимый известковый материал со временем вымывается, и в верхнем слое почвы остаются лишь кремнистые вещества. Рендзины не содержат горизонта В, слои почвы трудно различимы. С точки зрения биологии важны две особенности этих почв: высокое содержание карбоната кальция (до 80%), придающее почве щелочной характер (рН > 8), и быстрый дренаж, приводящий к высыханию. Поэтому растения, произрастающие на рендзинах, обычно имеют приспособления для уменьшения потерь воды и для максимального ее использования.

Они часто обладают длинными боковыми корнями или же глубинными корнями, нередко проникающими в материнскую породу. Некоторые растения, их называют кальцефильными, особенно пышно развиваются в условиях высоких рН. Таковы, например, Clematis (ломонос), истод (Polygala сalearea), душица обыкновенная (Origanum vulgare) и душевка чабрецевидная (Acinos arvensis). Флора рендзин относительно богата. Как и подзолы, рендзины служат примером почв, оказывающих особенно сильное влияние на биотический компонент экосистемы.