49. Почвы влажных тропических и экваториальных лесов

Эти почвы образуются под покровом наиболее продуктивной формации суши– постоянно влажных тропических лесов. Они распространены на большей терри-ории Южной Америки, Африке, на Мадагаскаре, в Юго-Восточной Азии, Индонезии, на Филиппинах, в Новой Гвинее и Австралии.

Красные, красно-желтые и желтые ферраллитные почвы распространены в тропических и экваториальных областях под влажными тропическими и экваториальными лесами. В Южной Америке широтно вытянутая зона желтых и красножелтых ферраллитных почв протягивается через весь континент: от Анд до Атлантического побережья. Она охватывает всю Амазонскую низменность, Гвианское нагорье и северную часть Бразильского нагорья. В Африке зона желтых и красно-желтых ферраллитных почв охватывает Конго-гвинейскую почвенную область (впадина Конго и примыкающие с севера части плато Азанде, массив Камерун и побережье Гвинейского залива). Границы ее проходят почти симметрично

по 5-8 северной и южной широты.

Для образования почв влажных тропических и экваториальных лесов необходимы:

1. Влажный теплый или жаркий климат, при котором коэффициенты увлажнения 7-8 месяцев в году равны 1-2, а в остальные не опускаются ниже 0,6 и

температуры почвы большую часть года или в течении всего года превышают 20С.

2. Почвообразующие породы – продукты выветривания феррсиаллитноаллитного или ферраллитного состава, бедные основаниями, богатые полуторными окислами, и с глинными минералами каолинит-галлуазитовой группы.

3. Лесная растительность, большая емкость биологического круговорота веществ и обильный ежегодный опад.

4. Положение в рельефе, обеспечивающие свободный дренаж- вынос подвижных продуктов выветривания ( оснований и части кремнезема) и исключающие развитие сильной эрозии.

5. Возраст рельефа, достаточный для образования ферраллитных продуктов выветривания.

Ферраллитизация – стадия выветривания массивных пород или наносов, сопровождающаяся распадом большей части первичных минералов (за исключением кварца) и образованием вторичных минералов группы каолинита и галуазита с низким отношением SiO2/Al2O3 меньше 2. Выветривание идет в условиях свободного дренажа, поэтому подвижные продукты разрушения первичных и вторичных минералов – Са, Mg, K, Na, SiO2 выносятся из выветривающейся толщи. Освобождающиеся при выветривании гидраты окислов железа и алюминия малоподвижны и накапливаются в больших количествах (50-60% и более) в окислительной среде, бедной органическими кислотами. Гидроокислы железа накапливаются в форме гетита и гематита и равномерно прокрашивают массу каолинита, сообща выветривающейся толще охристо-желтый или красный цвет. Освобождающиеся

окислы алюминия кристаллизуются и образуют гиббсит или гидраргиллитAl2O3 .3H2O и бемитAl2O3 .H2O.

В феррсиаллитных корах выветривания отношение SiO2/Al2O3 равно 2-3. В составе глинистых минералов сохраняется несколько больше кремнезема и оснований.

Под пологом тропических влажных лесов с густой и разветвленной корневой системой, большим опадом, разнообразной почвенной мезофауной, среди которой особенно обильны различные виды термитов, почвообразованием захватывается значительная толща породы. Если почва образуется на коре выветривания, сохранившей структуру исходной породы (так называемом литомарже), нижняя граница почвы легко устанавливается: в сфере почвообразования вследствие воздействия корней и почвенной фауны, утрачивается первоначальная структура породы, изменяется макро и микроморфология.

Климатические условия их формирования характеризуются значительными атмосферными осадками на протяжении всего года: сухой сезона обычно не превышает 1-2 месяца. Годовая сумма осадков 1800-2000 мм, хотя в отдельных местах достигает 5000-8000, а в других уменьшается до 1600-1700 мм. Значительное количество выпадающей влаги не сопровождается пресыщением этих ландшафтов водой. Даже в наиболее сильно увлажняемых тропических лесах отсутствуют явления заболачивания.

Тропические ландшафты получают много тепла. Среднемесячные температуры более 20° С, колебания этих величин на протяжениигода 3-5є С.

Обилие тепла и влаги обуславливают самую большую среди биоценозов мира биомассу – в среднем 5000 ц/га, а иногда более 17000 ц/га сухого органического вещества. Для максимального использования световой энергии под покровом деревьев высотой 30-40 м расположено еще несколько ярусов деревьев, приспособленных к рассеянному свету. Для этих лесов характерна обильная эпифитная растительность. Эпифиты накапливают химические элементы не из почвы, а за счет других растений, животных и атмосферной воды, а затем, отмирая, обогащают почву этими элементами.

В почвы поступает большое количество органических остатков, но и гумификация и минерализация их идут очень быстро, чему способствуют высокие температуры (в тропиках свыше 20°С в течение всего года) и постоянная влажность почвы, оптимальная для развития микроорганизмов. Поэтому содержание гумуса в почвах невелико, состав гумуса ульматно-фульватный. Растворимые фракции фульвокислот в среде, бедной основаниями, глубоко проникают в почву и воздействуют на большую ее толщу. Они растворяют полуторные окислы, связывают их в органо-минеральные комплексы, обладающие благодаря большому количеству полуторных окислов и низкому отношению Фульвокислот: R2О3 малой подвижностью. Тем не менее, в результате растворения наблюдается перераспределение полуторных окислов, особенно окислов железа: в коре выветривания они локали-

зованы на отдельных участках (и образуют псевдоморфозы по выветрелым зернам железосодержащих минералов), а в почве рассеяны равномерно прокрашивают почвенную массу, образуя местами мелкие зернистые выделения и микроконкреции (диаметром от 0,05 до 1,5мм).

В дождевых лесах Африки на поверхность почвы в течении года поступает около 120-150 ц/га растительных остатков. Общий опад оценивается в 250 ц/га. Несмотря на столь значительный опад, большая его часть разрушается на протяжении года благодаря интенсивной деятельности почвенных животных и микроорганизмов. Сплошной лесной подстилки нет, тонкий слой мертвых листьевперемежается с участками оголенной земли. Вместе с опадом в год на 1 га почвы поступает около 100 кг кальция, 40-50 кг магния, от 50 до 100 кг калия и других элементов. Однако большая их часть захватывается сложной корневой системой многоярусного дождевого леса и вновь вовлекается в биологический круговорот. В связи с необходимостью захватывать элементы питания из продуктов опада корневая масса деревьев тропического дождевого леса расположена в приповерхностной части почвы (до 50-70 см).

Геохимическая особенность биоценозов заключается в том, что почти вся масса химических элементов, необходимых для питания растений, содержится в самих растениях и только благодаря этому не вымывается обильными атмосферными осадками. Если вырубить дождевой тропический лес, то вместе с гибелью деревьев нарушится вся тысячелетиями создаваемая природная система и под сведенным лесом останутся бесплодные земли.

Профиль почвы дождевого леса имеет маломощный (5-7см) гумусовый гори зонт А серого цвета, сменяющийся переходным горизонтом А/В (10-20 см), на протяжении которого полностью исчезает гумусовый оттенок. Структура верхней части профиля очень непрочная. В некоторых почвах этой группы, в которых развиты процессы лессиважа, выделяется иллювиальный горизонт В, отличающийся от почвообразующей породы слабой уплотненностью.

Итак, для почв характерно: интенсивное внутрипочвенное выветривание до феррсиаллитной или ферраллитной стадии, слабое или умеренное накопление гумуса ульматно-фульватного состава, накопление в илистой фракции каолинита, присутствие значительного количества гидратов окислов железа, а на ферраллитной стадии – и гидратов окислов алюминия.

Морфология почв варьирует в зависимости от характера почвообразующихпород. На основных породах почвы темно-красного цвета и хорошо оструктурены, на кислых породах светлые, кирпично-красные или красновато-желтые, с хуже выраженной структурой. Выделяются горизонты A0, Afu, Bmb, Cferal.

A0 – горизонт подстилки мощностью 1-2 см, состоит из сухих листьев, часто отсутствует

Afu – гумусовый горизонт, в верхней части (до глубины 5-7см) серый или коричневатой окраски, копролитовой или мелкокомковатой структуры, в нижней (до глубины 25-35 см) – бурый, желто-бурый или красновато-бурый, с комковатой структурой. Местами на гранях структурных отдельностей заметны глянцевитые коллоидные пленки.

Bmb – метаморфический горизонт буровато-красного или буровато-желтого цвета, рыхлый, с непрочно комковатой структурой, пронизан корнями, ходами насекомых. Мощность его 80-100 см. Окраска с глубиной становится более яркой, кирпично-красной или темно-красной. Часто в этом горизонте присутствуют округлые железистые конкреции. На глубине 150-180 см начинается почвообразующая порода СFeral. Переход к ней заметен по появлению признаков структуры исходной массивной породы или наноса.

Общее содержание гумуса в самом верхнем горизонте этих почв несколько процентов. В составе гумуса преобладают относительно подвижные бурые гуминовые и фульвокислоты. Эти соединения (особенно фульвокислоты) вмываются на всю глубину профиля. В нераспаханных почвах содержание гумуса в самом верхнем 3-5 сантиметровом слое часто достигает 10%. Однако уже на глубине 10-15 см оно падает до 2%, а в метаморфическом горизонте – до 1% и менее. В составе гумуса преобладает фракция фульвокислот, отношение Сг/Сф равно 0,5-0,6 в верхней части и 0,2-0,1 в нижней части гумусового горизонта. Фракция гуминовых кислот представлена бурыми гуминовыми или ульминовыми кислотами (первая фракция в групповом составе), связанными с фульвокислотами и подвижными формами окислов железа. Фракция гуминовых кислот, связанных с кальцием, отсутствует.

Реакция по всему профилю почвы кислая, рН 4-5,5. Емкость поглощения этих

почв очень небольшая, сумма поглощенных катионов обычно равна 2-3 мг-экв на 100г почвы. По отношению к катионам имеют очень малую емкость поглощения, но благодаря обилию гидроокислов железа они хорошо оструктурены, обладают хорошей водопроницаемостью. В кислой среде часть коллоидов гидроокислов железа и алюминия имеет положительныйзаряд, поэтому эти почвы способны поглощать анионы. В составе поглощенных оснований преобладает алюминий (60-80% от емкости поглощения), в небольшом количестве по всему профилю при сутствует поглощенный водород. Поглощенный водород и алюминий составляют около 85-90% от суммы поглощенных оснований.

В настоящее время особенно распространен термин ферральсоли, или ферраллитные почвы, предложенный французскими почвоведами. Название связано с присутствием в этих почвах свободных оксидов железа и алюминия. В действительности наличие свободных оксидов железа и алюминия, а также присутствие определенных глинистых минералов обусловлено развитием современных почв на продуктах древнего выветривания, обогащенных этими оксидами. Поэтому ферраллитные почвы местами распространены далеко за пределами постоянно влажных тропических лесов и встречаются не только в ландшафтах муссонных лесов и редколесий, но даже в условиях относительно сухих саванн.

Цвет почв зависит в значительной степени от содержания в почвообразующих породах окислов железа и от степени их гидратации. На породах основного состава, богатых железом, образуются красноземы, красные и темно-красные ферраллитные, хорошо оструктуренные почвы. На породах среднего и кислого состава, особенно в условиях расчлененного рельефа, почвы имеют признаки гидроморфизма, в них меньше окислов железа. Это - красно-желтые, желтые ферраллитные почвы и желтоземы, встречающиеся часто в сочетаниях с глеевоэлювиальными ферраллитными и латеритными почвами, обогащенными железистыми конкрециями. Местами железистые конкреции образуют сплошные плотносцементированные горизонты. При эрозии почв и выходе на поверхность такие горизонты выступают как бронирующие латеритные панцири.

Все почвы семейства недостаточно обеспечены азотом, калием и особенно фосфором, а также многими микроэлементами. Внесение удобрений, собенноорганических, дает существенное повышение урожайности.