Особенности формирования почв в области распространения многолетнемерзлых пород изучалось главным образом почвоведами (Сумгин, 1931; Цыплецкий, 1944; Золотников, 1954; Надеждин, 1961; Еловская и др., 1966).
Специфическое условие почвообразовательных процессов в области распространения мерзлоты представляет собой наличие многолетнемерзлых толщ, являющихся водоупором, ограничивающим глубину горизонта впитывания влаги. Поэтому почвообразующий процесс идет только в слое летнего протаивания.
Второй особенностью являются сравнительно низкие температуры почвы в вегетационный период, накладывающий отпечаток на процессы почвообразования и ослабляющие интенсивность биохимических реакций и жизнедеятельность микроорганизмов.
Обычно в слое летнего протаивания заканчивается слой впитывания (горизонт В), и многолетнемерзлая толща представляет собой горизонт С - материнскую породу, из которой образовалась почва.
Поэтому зимой по почвенному разрезу можно определить слой сезонного промерзания. Горизонт В обычно отличается более повышенным содержанием железа, придающего ему желтовато-коричневый или бурый цвет.
Это относится главным образом к подзолистым почвам, особенно распространенным в южной и средней частях области многолетней мерзлоты.
Этот признак можно использовать для установления максимальной многолетней мощности слоя летнего протаивания, если наблюдения ведутся при неполном протаивании в более холодные годы. Таким образом, почвенный разрез может дать представление о динамике слоя летнего протаивания даже в далеком прошлом.
Подзолистые почвы развиваются преимущественно при отсутствии подстилающего водоупора. При наличии последнего в виде толщи многолетнемерзлых пород часто происходи заболачивание территорий и образуются болотно-глеевые толщи, это видно на примере почв Западной Сибири.
В южных районах области распространения мерзлоты подзолистые почвы не отличаются по своему составу от почв вне области многолетней мерзлоты вследствие сходства в этих зонах температурного режима в вегетативный период.
Е. И. Цыпленкин, исследуя почвы тундры, отмечает относительно большое содержание углекислого газа и щелочную реакцию почв севера. Поэтому обычные приемы агромелиорации почв - внесение извести - для северных районов не рекомендуются. Большое содержание CO₂ в северных почвах по сравнению с южными объясняется также их низкой температурой вследствие увеличения растворимости углекислоты с понижением температуры.
Известно, что увеличение содержания CO₂ в почвенных растворах усиливает геохимические процессы выветривания минералов. Это обстоятельство в известной мере компенсирует ослабляющее влияние низких температур. Поэтому процессы почвообразования на севере идут более интенсивно, чем предполагалось ранее, но имеют тенденцию к образованию глеево-карбонатных почв (Тютюнов, 1957). Большое значение этого подчеркивал академик Б. Б. Полынов (1934).
Влияние многолетней мерзлоты на развитие растительности
Многолетнемерзлые породы понижают температуру корнеобитаемого слоя почвы значительно ниже оптимальной. Кроме того, являясь водоупором и способствуя заболачиванию почв, они ухудшают аэрацию почв и способствуют обеднению их питательными веществами вследствие ослабления деятельности микроорганизмов.
Низкая температура почвы замедляет рост корней, ослабляет ветвление и проникновение вглубь почвы (Дадыкин, 1952; Тыртиков 1959), при этом замедляется скорость синтеза белков, который осуществляется именно в корнях растений.
Различные растения неодинаково угнетаются неблагоприятными почвенными условиями. Так, лиственница значительно дальше продвигается на север и восток, чем ель, а северная граница кедра южнее, чем северная граница ели. Как известно, для каждой породы растений существует предельная температура почвы, ниже которой синтез белков в корнях настолько замедляется, что не покрывает потребностей роста. Эти предельные температуры, неодинаковые для различных растений, и определяют главным образом их неодинаковое продвижение на север и восток.
Вопросы питания растений на холодных почвах изучил биолог и физиолог растений В. П. Дадыкин (1952). В опытах этого исследователя корневая система растений разделялась на две части, помещавшиеся в двух различных сосудах. В один из этих сосудах какой-то один элемент питания из трех основных: калия(К), фосфора (Р) и азота (N). Один из сосудов находился при нормальной температуре (+15, +20⁰), а второй - при низкой температуре (от 0 до +5⁰).
Таким методом определялась возможность усвоения растениями К, Р и N. Рост подопытных растений сравнивался с ростом контрольных растений в нормальных условиях. Таким путем было доказано, что растения могут усваивать все необходимые для их роста питательные вещества из почвенного раствора даже при температуре, приближающейся к нулю градусов.
Дадыкин, пользуясь своей методикой, определил оптимальные условия питания растений на холодных почвах и показал, что при низких температурах нормы содержания К, Р и N в почве должны отличаться от норм для средних климатических условий. Отсюда стали понятны неудачи выращивание огородных и зерновых культур на севере с применением обычных норм удобрений.
Этот автор изучал также развитие корневых систем на холодных почвах. Было отмечено, что корни растений распространяются не только в слое почвы с летней температурой выше +5⁰, но и в более холодных горизонтах вплоть до поверхности многолетнемерзлой толщи. При этом были обнаружены корни растений, заглубляющиеся в многолетнемерзлую толщу на один метр.
Под микроскопом было установлено, что эти корни находятся в состоянии анабиоза, остаются живыми и способны к дальнейшему росту. Автор высказал мнение, что корни растений способны брать воду и питание из мерзлой почвы
Условия развития корневых систем и наземных частей растений, условия их питания и особенности процессов почвообразования зависят от теплового режима мерзлых пород. Поэтому, регулируя температуры мерзлой почвы и глубину ее оттаивания, можно управлять экологическими условиями развития растений.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему