Влажные субтропические леса на красноземах и желтоземах

В России влажные субтропики распространены по черноморскому побережью Кавказа, от Туапсе до границ с Абхазией, на высотах до 300 м над уровнем моря. Далее субтропики простираются в Абхазии и Грузии до Батуми и Поти. В Колхиде субтропический пояс поднимается в горы до высоты 600-700 м. Особенно большие площади влажных субтропиков представлены в Юго-Восточной Азии, в Китае, Южной Корее, встречаются они также в южной части Северной Америки, на юге Австралии, в Предгималайских индийских джунглях.

Таблица 1

Природные зоны разного увлажнения в суббореальном, субтропическом

и тропическом биоклиматических поясах Земли

Основной климатический показатель в условиях субтропического биоклиматического пояса – высокое количество атмосферных осадков, 1500-5000 мм, а иногда и более. Коэффициент увлажнения более 1,0-1,5. Это предопределяет промывной водный режим в почвах и корах выветривания. Следовательно, все, что растворяется, выносится фильтрующимися водами за их пределы, в грунтовые воды, и далее в родники, ручьи, реки.

Вся кора выветривания, включая почвы, освобождается от легкорастворимых солей (NaCl, MgCl₂, CaCl₂, Na₂SO₄ и др.), карбонатов и гипса (CaCО₃ , MgCО₃ , СаSO₄). Углекислота, растворенная в воде, при отсутствии (Ca, Mg, K, Na) оснований создает условия к подкислению почв и почвообразующих пород.

В Юго-восточной Азии развиваются смешанные леса из листопадных и хвойных пород с примесью вечнозеленых форм. На месте вырубленных лесов растут высокие травы. Среди древесных пород наиболее обычны: земляничное дерево, японская береза, черная японская ольха, горное гинкго, клен, дуб, каштаны, ликвидамбра, грецкий орех и др.; из хвойных деревьев – юньнаньская сосна, горная китайская сосна, ель, криптомерия. Широко распространены заросли бамбука. В австралийских лесах господствуют эвкалипты и акации, а в Южной Америке хвойное дерево - араукарии и мате. На черноморском побережье в зоне влажных субтропиков представлен многопородный лиственный лес с вечнозеленым подлеском. Древесный ярус: бук, каштан, граб, дуб. В подлеске встречаются лавровишня, понтийский рододендрон, падуб, на опушках – колючие лианы, азалии, ежевики.

Животный мир влажных субтропических лесов в большинстве районов сильно пострадал от деятельности человека.

Особенности биологического круговорота веществ во влажном субтропическом лесу определяются интенсивной биологической активностью, которая замедляется только в зимний относительно прохладный сезон. Характерно обилие ежегодно синтезируемого органического вещества, количество которого уступает только постоянно влажным дождевым лесам тропиков. Практически весь растительный опад поступает на поверхность почвы. Однако органогенный горизонт (лесная подстилка) на поверхности почвы не образуется и носит фрагментарный характер. Коэффициент ее накопления составляет 0,2-0,3, т.е. мезофауна и микроорганизмы при их высокой жизнедеятельности могли бы переработать в 3-5 раз больший объем органики, чем ее поступает в биологический круговорот ежегодно.

Разложение органического опада субтропического леса происходит в основном при участии грибной микрофлоры. Быстрота преобразования растительной органики при активном участии грибов способствует образованию гумусовых веществ фульватного типа, растворимых в воде, не закрепляющихся в почвенной массе. Поэтому гумусовые горизонты в почвах субтропического леса не формируются. Почвы имеют низкое агрономическое плодородие, которое обусловлено, наряду с низким гумусовым потенциалом, еще и интенсивным выносом избыточными дождевыми водами растворимых зольных элементов, которые оказались вне сферы биологического круговорота.

При минерализации растительного опада, а минерализуется 80-90 % его объема, зольные элементы в большинстве своем вновь поглощаются корневыми системами и идут на формирование биомассы леса. Только избыточная, причем незначительная часть, выходит за пределы биологического круговорота и попадает в грунтовые воды. Невысокая насыщенность основаниями почвенных растворов стабилизирует слабокислую реакцию почвенной среды.

Почвы. Главные составляющие почвенного покрова – красноземы и желтоземы. Само название этих почв определяет их облик. Главный процесс, преобразующий кору выветривания, включая собственно почвы – аллитизация (фераллитизация). Это совокупность явлений почвообразования и выветривания, результатом которых является накопление в почвах и корах выветривания окисных минералов железа и алюминия (гетит, гидрогетит, лимонит, гидрогелит, гибсит), а также вторичного алюмосиликата каолинита и потеря кремнезема и всех остальных окислов. Накопление окислов железа и алюминия – главнейший результат. В литосфере после кислорода и кремния, преобладающим элементом является алюминий, и затем железо. В связи с этим, описываемые процессы чаще называют аллитизацией (Al-lito). Но употребляется также термин фераллитизация (Fe-Al-lito). Количественно явления определяют соединения алюминия. Однако внешний вид почв и кор выветривания зависит от окислов железа, которые имеют красную и желтую окраску. В желтоземах присутствуют гидратированные формы окислов железа (Fe₂O₃•nH₂O), имеющие желтую окраску. В красноземах же преобладают безводные минералы (Fe₂O₃), которым присущи красно-бурые тона. Обычно желтоземы развиваются в более умеренных условиях субтропиков, с более низкими температурами.

Основные условия аллитного процесса: высокая влажность почвенной массы при хорошей ее аэрации и дренаже, высокие температуры наиболее активного биологического периода (не менее 25-30С), слабокислая реакция среды, при которой высвобождающийся кремнезем переходит в подвижные коллоидные формы и выносится за пределы почвы и коры выветривания. Образующиеся свойства аллитности (фераллитности) включают красную и желтую окраску, прочную железистую микроструктуру, низкую поглотительную способность, слабую связность, пластичность и набухаемость.

Свободные окислы железа и алюминия и сопутствующие им вторичные алюмосиликаты (минералы каолиновой группы и гидрослюды) образуются в результате распада и преобразования первичных алюмосиликатов и силикатов. Полное преобразование этих минералов происходит только во влажных тропиках, где коры выветривания носят название аллитных. В субтропиках типичные аллитные коры выветривания и почвы не формируются. В гипергенных слоях, наряду с продуктами аллитизации, наблюдается и исходный материал – различные алюмосиликаты как первичные, так и вторичные, включая гидрослюды и монтмориллонит. Поэтому почвы и коры выветривания подобного типа называют сиаллиталлитными.

Красноземы и желтоземы имеют невысокое агрономическое плодородие. Они слабогумусированы и бедны важными для растений макроэлементами: кальцием, магнием, серой, фосфором, калием, азотом и многими микроэлементами и нуждаются в удобрениях, особенно органических.

Растительное богатство субтропического леса – результат не плодородия почвы, а биологической специфичности лесной растительности, аккумулирующей и сохраняющей в биомассе комплекс элементов-биофилов.

Влажные субтропики – территории интенсивного сельскохозяйственного использования. Богатейшие субтропические леса трансформировались в сельскохозяйственные угодья, где возделываются рис, чай, цитрусовые, табак и др.