Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Почвоведение Главные почвообразовательные процессы Процесс выветривания карбонатных пород

Процесс выветривания карбонатных пород

Было ясно показано (Чирич, 1967), что существует тесная зависимость между характером выветривания подстилающей карбонатной породы и типом формирующейся на ней почвы. Обычно встречаются три вида пород: 1) известковистые песчаники; они легко выщелачиваются от карбонатов, оставляя хорошо проницаемый песок, на котором быстро образуются песчанистые парарендзины, а затем бурые почвы; 2) мергелистые известняки; 3) плотные известняки, более или менее окристаллизованные, выветриваются медленно. Известковистые песчаники мы не будем рассматривать, но упомянем еще об одной разновидности интересующих нас пород — чистых, но рыхлых и быстро выветривающихся известняках (некоторые виды мела).

Выветривание мергелистых известняков. Для них характерно быстрое механическое выветривание, возникающее при гидратации и сопровождающееся, следовательно, разбуханием глин; создается рыхлая масса карбонатной глины с высоким содержанием активной извести.

Если гумус, привнесенный растительностью, содержится в достаточном количестве, то образуется зернистая, хорошо воздухопроницаемая структура рендзин; тогда почва будет достаточно хорошо фильтровать влагу и произойдет постепенное выщелачивание.

Но если гумуса недостаточно, то выветривающийся слой образует плохо проницаемую массу, недоступную для циркуляции воды; продуцирование СO2 сокращается, вследствие чего уменьшается и растворимость карбонатов с превращением их в форму бикарбонатов; в результате выщелачивание бикарбонатов из почвы происходить не будет. В сухой период бикарбонаты будут подниматься вверх и выпадать в верхних горизонтах почвы. Декарбонизация в этом случае медленная или же отсутствует (Ravikovitch et al., 1967). Следует согласиться, что на подобных материнских породах воздействие растительности на образование почв является определяющим.

Выветривание чистых рыхлых известняков. Процесс сходен с вышеописанным; отличается тем, что протекает медленнее, так как масса не разбухает из-за отсутствия глины. Это не допускает значительных изменений объема. Выветривание носит механический характер, но в этом случае изменения температуры, а именно замерзание и оттаивание, играют, по-видимому, главную роль. В результате выветривания образуется белая, пылеватая, вначале бесструктурная и, следовательно, малопроницаемая масса. Она состоит почти исключительно из карбонатов кальция (Jamagne, 1964). В случае поверхностного растворения карбонатов остаточных силикатов не обнаруживается. Пылеватая масса легко эродируется, поэтому часто наблюдается омоложение поверхности. Легко можно понять, что эта масса с трудом выщелачивается, какой бы ни была заселяющая ее растительность.

Выветривание твердых кристаллических известняков. Все авторы согласно утверждают, что в этом случае процесс выветривания своеобразен. Масса известняка не может пропитываться водой и сопротивляется воздействию переменчивой погоды, но выветривается в результате поверхностной коррозии. При растворении породы на ее поверхности появляется очень тонкая обескарбоначенная пленка, в пределах которой находятся в свободном состоянии силикатные примеси. Этот тип выветривания характерен для Средиземноморья (Lamouroux, 1965).

Поскольку количество силикатных примесей в таких известняках очень незначительно, то понятно, что требуется много времени для образования почвенного слоя. Развитые в этих условиях почвы обычно очень древние и почти всегда полицикличные. С другой стороны, эрозия особенно сильно свирепствует на корродированной поверхности известняков и приводит к выносу и переотложению рыхлого выветрелого материала. В этом случае заметную роль приобретает рельеф. Покровный силикатный слой легко сносится по склону, поэтому возникает контраст между денудированными высокими и пониженными участками рельефа. В депрессиях отлагаются глины, выщелоченные от карбонатов. На повышениях развиваются литосоли или маломощные почвы, а в пониженных участках — рыхлые бескарбонатные почвы. Последние сильно изменены по сравнению с первичными известняками. При этом медленном процессе выветривания твердых известняков наблюдаются и другие явления.

Особую роль играют силикатные аллохтонные покровы (эоловые суглинки, коллювиальные пески и т. п.) (Bonte, 1963). Эти покровы во влажный период действуют как водный резервуар, задерживая инфильтрацию и увеличивая таким образом содержание СO2 в водах и их коррозионное влияние. В то же время они ослабляют в некоторой степени эрозию и задерживают вынос силикатов, освобождающихся из известняков. Эти покровы играют значительную роль в почвообразовании, создавая гетерогенные профили из двух слоев: аллохтонного поверхностного и выветривающегося на глубине. Некоторое перемешивание может быть следствием перигляциальной криотурбации, поскольку почвы обычно бывают древними.

Подобные сложные почвы обладают обычно следующими особенностями: 1) они полицикличны и обнаруживают черты, унаследованные от воздействия различных климатов, часто даже от жаркого климата межледникового периода (терра-фуска); 2) состав почв, как правило, гетерогенный, но эта особенность обычно маскируется из-за полного перемешивания всей массы процессами солифлюкции или криотурбации.

Роль растительности и органического вещества. Известно, что свежее органическое вещество, разлагаясь, освобождает кислые растворимые вещества и углекислый газ, которые растворяют и переводят в подвижное состояние активную известь, удаляя ее из верхних горизонтов почвы.

В свою очередь активная известь оказывает двоякое влияние на органическое вещество: с одной стороны, активизирует разложение свежего органического вещества, с другой стороны, благоприятствует быстрой гумификации с образованием устойчивых комплексов. Конечный результат этого взаимодействия очень различен и зависит от относительных количеств присутствующих веществ.

Если кислое органическое вещество находится в изобилии, а резервы кальция в почве невелики, декарбонатизация и, следовательно, декальцификация насыщающего комплекса происходят быстро. Если же запасы извести значительны по сравнению с привносом растворенных кислых веществ, то органическое вещество стабилизируется, переходя в нерастворимое состояние.

Воздействие извести на формирование свежего органического вещества изучалось неоднократно. Вначале процесс формирования усиливается в присутствии извести, и происходит интенсивная минерализация азота; значительная часть этого азота затем реорганизуется в недрах несинтезированных нерастворимых гумусовых веществ.

Лигнин развивается быстро, не проходя, по-видимому, через стадию растворимых мономеров, и окисляется, образуя гумины, которые входят в тесные связи с карбонатной глиной, формируя очень устойчивые комплексы; карбонаты эффективно защищают полученные комплексы от микробиологической деградации. Напомним, что средний годовой показатель минерализации гумуса в карбонатных почвах значительно ниже, чем в некарбонатных (Studer et al., 1964; Dommergues et al., 1966).

Хотя рендзины по гумусности, морфологии и цвету сходны с изогумусовыми почвами, тем не менее они очень отличаются по составу гумуса: полимеризация менее развита, серые гуминовые кислоты присутствуют в небольших количествах, а фульвокислот много (Duchaufour, Jacquin, 1963—1966).

Устойчивость комплексов связана не с их составом и не с их внутренней структурой, а с влиянием внешнего по отношению к гумусу фактора — присутствия извести. Следовательно, речь идет о временном соотношении, которое нарушается при исчезновении извести. В последнем случае гумус образуется по типу лесного мюлля, и тогда возникает процесс брюнификации. Растительность играет очень важную роль в тех случаях, когда запасы извести невысоки: она аннулирует ее воздействие или создает буферность. Напомним в связи с этим уже цитированные работы Афанасьевой

(1967), которая показала, что в сходных условиях климата процесс удаления карбонатов протекает под лесом в четыре раза быстрее, чем под степью. Эти выводы правильны и для атлантического климата (Duchaufour, 1950): почвы под лугом, как и пахотные земли, всегда содержат больше активных карбонатов, чем почвы в соседних лесах. Действительно, в почве под лугом гумификация протекает быстрее, чем под лесом; биодеградация кислых растворимых веществ интенсивно развивается и у поверхности, так что их растворяющее воздействие тормозится.

Некоторые климатические факторы (низкие температуры и влажность) значительно усиливают воздействие растительности на почвы. Так, в горах карбонатные почвы обогащаются обильным, черным органическим веществом, но при этом выщелачивание карбонатов протекает быстро. Активные карбонаты обычно отсутствуют в горных почвах под лесом при условии, что материнская порода не подвергается эрозии.

 

Кто на сайте

Сейчас 39 гостей онлайн