Почвы, растительность и животный мир России

Почвы, растительность и животный мир России

В отличие от Северной Америки, где изменения в растительном покрове зависят в значительной степени от изменений температурных условий, в Южной Америке с ее высокими температурами характер растительности зависит главным образом от степени увлажнения. Большое количество солнечного тепла позволяет растениям южного материка ве-гетировать в течение всего года почти повсеместно. Как и в Африке, главным фактором, определяющим длительность вегетации, является степень увлажнения. Последняя в жарком поясе уменьшается не от океанов в глубь материка, а от экватора к тропикам, и лишь в субтропиках резко выступают различия между приокеаническими и внутриматерико-выми территориями. В связи с этим основные лесные массивы в Южной Америке одевают приэкваториальные области. Влажноэкваториальные леса (гилей), в том числе гилей с кратким засушливым периодом (листопадно-вечнозеленые леса), и муссонные леса покрывают Амазонию и прилегающие склоны Анд и нагорий. Климат этих областей не претерпел существенных изменений с конца мезозоя. И флора приэкваториальной Америки по своему составу, включающему саговники, плауновые и т. п., является остатком одной из древнейших флор на Земле. Она состоит из представителей неотропической флоры, формирование которой началось с мелового или с конца юрского периода, т. е. тогда, когда еще существовали непосредственные связи с Африкой и другими частями гипотетической Гондваны. Поэтому 12% родов двудольных растений являются общими для Неотропической и Палеотропической областей. Длительная изолированность Южной Америки в третичное время обусловила высокий эндемизм ее флоры. Эндемичны или имеют в Южной Америке центр своего видового распространения не только многие роды растений, но даже целые семейства (кувшинчатые -- Marcgraviaceae, бромелиевые -- Bromeliaceae и др. ). От неотропической гигрофильной флоры произошла, по-видимому, флора саванн, горнотропических лесов и даже отчасти ксерофильная флора полупустынь. Виды кактусов, агав и бромелиевых, например, первоначально возникли во влажноэкваториальных лесах; экологически приспособляясь и видоизменяясь, они проникли и на западное пустынное побережье, и в полупустыни Аргентины, и на межандийские плато. Преимущественно в виде эпифитов они широко распространены в Амазонии и в настоящее время. Приэкваториальные леса явились, таким образом, важнейшим центром формирования растительного покрова Южной Америки, большая часть которой входит в Неотропическую флористическую область. Почти столь же древней является флора саванн и редколесий. Они располагаются к северу и югу от влажноэкваториальных и муссонных лесов на равнинах и плоскогорьях востока материка до 30° ю. ш., а на западе -- между 0--5° ю. ш., занимая площадь примерно равную гилеям и муссонным лесам.

Саванны и редколесья вновь уступают место влажным лесным формациям на восточных, наветренных склонах нагорий и субтропическим вечнозеленым смешанным (хвойно-лиственным) лесам-- в более прохладных, высоких районах Бразильского нагорья между 24--30° ю. ш. Влажные леса покрывают и склоны южных Анд, к югу от 38° ю. ш. До 46° ю. ш. они состоят из вечнозеленых лиственных и хвойных пород (гемигилея). На западных, наветренных склонах леса более густые, на восточных -- разреженней и имеют примесь листопадных видов. На крайнем юге Патагонских Анд на западных склонах они переходят п смешанные, листопадно-вечнозеленые субантарктические леса, а на восточных-- в преимущественно листопадные. В связи с тем, что в четвертичное время южные Анды почти полностью перекрывались ледниками, заселение этого отрезка гор произошло сравнительно недавно. По-видимому, центром распространения флоры в южные Анды после оледенения явились субтропические Анды среднего Чили, где во время оледенения существовал ряд убежищ, позволивших сохраниться многим реликтам Там имеются ареалы реликтовой медовой пальмы (YaJaea specfatitfis], чилийской араукарии (Araucaria itnbricata var, araucana) и т. п., с Анд среднего Чили продвигались на юг южный бук (Nothofagus), алерце (Fitzroya cupressoides var. patagontca). К северу от 38° ю. ш. (до 32°), как и на других материках, на западе Южной Америки влажные леса сменяются жестколистными (средиземноморскими) лесами и кустарниками. Молодые типы лугово-степной, полупустынной и пустынной растительности преобладают в субтропиках на востоке материка, в том числе на восточных склонах Анд. Распространены кустарниковые полупустыни и в Патагонии, лежащей еще южнее в дождевой тени Анд; растительный покров Патагонии также сформировался лишь в послеледниковое время из антарктической флоры. Патагония и юг Чили относятся к Антарктической флористической области. Очень молодым является растительный покров межгорных плато и западных склонов Центральных Анд. Недавние поднятия этого участка и четвертичные оледенения вызвали значительные изменения климата и растительного покрова. В третичное время там существовала мезо-фильная тропическая флора, а сейчас господствуют горно-степные, полупустынные и пустынные типы растительности. В связи с положением Южной Америки преимущественно в низких широтах, в ней преобладают различные типы латеритных почв. Жарким лесным областям с постоянными и обильными осадками свойственны оподзоленные латеритные почвы, которые трудно отделить от очень мощной коры выветривания. В областях с сезонным увлажнением типичны красные, коричнево-красные и красно-бурые почвы.

Значительное распространение имеют древние железистые коры. Процессы латеритизации еще проявляются во влажных субтропиках на востоке материка, где характерны красноземы и красновато-черные почвы прерий. Далее к западу, как и в Северной Америке, они последовательно сменяются серо-коричневыми почвами и сероземами, а на крайнем западе--коричневыми почвами. Типы почв прохладных умеренных широт представлены бурыми лесными почвами -- на западе, каштановыми и бурыми, пустынно-степными -- на востоке. В Андах четко выражена высотная поясность с горными типами зональных почв. Контрасты природных условий и особенности палеогеографического развития Южной Америки обусловили богатство и своеобразие животного мира. Фауна материка также отличается большим эндемизмом, что позволило четко выделить Неотропическое зоогеографическое царство с единственной Неотропической областью. Эндемичны три семейства отряда неполнозубых (броненосцы, муравьеды и ленивцы), широконосые обезьяны, рукокрылые (вампиры), грызуны (морские свинки, агути, шиншиллы), целые отряды птиц (страусы-нанду, тинаму и гоацины, а также грифы, туканы, 500 видов колибри, многие роды попугаев и др. ) Из пресмыкающихся характерны эндемичные кайманы, ящерицы-игуаны и удавы-боа, среди рыб -- электрический угорь, двоякоды-шащая сирена и прочие. Особым разнообразием и эндемизмом (3400 видов из 5600) отличаются насекомые. Лишь в плейстоцене в Южную Америку из Северной переселились и широко распространились ягуар и пума, скунсы, выдры, тапиры, пекари и ламы. В Южной Америке отсутствует целый ряд животных, широко распространенных на других материках (узконосые обезьяны, почти нет насекомоядных, мало копытных). Экологические условия пустынно-степных пространств и прохладных лесов южных Анд резко отличны от жарких саванн и лесов более северных частей материка. Поэтому существенно отличается и животный мир этих территорий. Южные районы объединяются в Чилийско-Патагонскую зоогеографическую подобласть, северные -- в Бразильскую.

Общие закономерности размещения почв, растительности и животного мира

Биогенные компоненты -- растительность и животный мир и биокосный компонент -- почвы отличаются от ранее рассмотренных компонентов природы тем, что черты их в значительной мере определяются такими особенностями живых организмов, как способностью воспроизводить себе подобных, перемещаться в пространстве, приспосабливаться к условиям существования, образовывать сообщества.

Живые организмы чутко реагируют на изменение условий своего существования, т.е. экологических условии, прежде всего на изменения климата.

Теплый и достаточно влажный климат палеогена и начала неогена способствовал существованию в Северной Евразии пышной и богатой лесной растительности. На большей части территории нашей страны были распространены бореальные листопадные широколиственные леса с участками вечнозеленых растений (господствовала тургайская флора) с соответствующим комплексом животных и типами почв. Юг европейской части (примерно до широты Волгограда) занимали субтропические леса (полтавская флора), в составе которых преобладали вечнозеленые растения (болотный кипарис, мирт, вечнозеленый дуб, магнолия и др.); среди них встречались и листопадные деревья (грецкий орех и др.). В состав животного населения входили субтропические и тропические виды (тапиры, саблезубый тигр и др.).

В течение неогена усиливалась дифференциация климатических условий, что отразилось на почвах, растительности и животном мире. Усиление сухости климата во внутренних районах материка в связи с поднятием горных сооружений Альпийско-Гималайского пояса обусловило появление степной растительности и ее распространение на север, так как травы испаряют и потребляют меньше влаги, чем древесная растительность. Под степной растительностью формируются почвы, в образовании которых ведущую роль играет дерновый процесс, а населяли степи животные открытых пространств.

Дальнейшее похолодание климата в плиоцен-четвертичное время, повлекшее за собой образование ледниковых покровов, вызвало выпадение теплолюбивых растений из тургайского комплекса, в котором участвовали и хвойные. Это привело к образованию типичных таежных лесов, близких к современным. Центром формирования темнохвойной тайги явились южные районы Сибири. Позднее сибирские хвойные древесные породы распространились на запад в пределы Восточно-Европейской равнины и на юг Дальнего Востока, а вместе с ними -- и комплекс животных, связанных с хвойными лесами.

К началу четвертичного периода на территории России уже существовали аналоги всех основных природных зон, кроме тундр и арктических пустынь.

Продолжавшееся в четвертичное время похолодание климата повлекло за собой образование ледниковых покровов. Однако находки ископаемой флоры и фауны, а также спорово-пыльцевой анализ отложений показывают, что на протяжении всего четвертичного периода в Центральной Якутии произрастали таежные леса с характерным для них комплексом животных. В относительной близости от края ледника были распространены участки хвойных и даже смешанных лесов и на территории Восточно-Европейской равнины. Это свидетельствует о том, что представление о резком похолодании вряд ли соответствует действительности. Похолодание было достаточно постепенным (плавным), поэтому даже при большом диапазоне снижения температур многие растения и животные сумели (успели) приспособиться к изменившимся условиям существования и не покинули своих мест обитания либо переместились на небольшие расстояния.

Похолодание климата в высоких широтах привело к появлению и здесь в начале четвертичного периода травянистой растительности. Травы не только довольствуются меньшим количеством влаги, чем деревья, но и лучше переносят зимние холода, вегетация их протекает в меньший отрезок времени, а отсюда и при меньшем количестве тепла за весь период вегетации. В то же время травы дают много семян. В ледниковые периоды травянистые пространства ("холодные степи") располагались вблизи границ ледника.

Важным центром распространения и сохранения обширных травянистых пространств (степей или тундро-степей) была Берингия -- огромная, лишенная льда суша, существовавшая в ледниковые эпохи на месте шельфов морей Берингова, Чукотского и Бофорта, а также приморских низменностей Якутии и Аляски. Она имела сухой и холодный климат: средняя температура января была ниже -40°С, июля -- не выше 10°С, а годовая сумма осадков -- не менее 150 мм. Здесь господствовала травянистая растительность и холодолюбивая фауна -- бизоны и верблюды, овцебыки и сайгаки, северные олени и яки, лемминги и узкочерепные полевки, песцы и арктические суслики.

Ледниковые эпохи -- время формирования тундр. По мнению А.И. Толмачева (1927, 1954), родиной флоры тундр следует считать горы Северо-Востока. Зоологи тоже считают этот район родиной тундровой фауны. В периоды отступания ледников в приморских районах достаточно низкие температуры воздуха сочетались с более значительным увлажнением, что обусловило смену травянистых сообществ мохово-лишайниковыми и кустарничковыми тундрами.

С периодами наступания и сокращения ледника, с эпохами оледенений и межледниковий, отражающими климатические изменения, связаны миграции живых организмов, обусловившие горизонтальные перемещения границ различных сообществ, в том числе и сообществ высокого ранга (типов растительности и связанных с ними комплексов животных), а также смешение представителей различных флор и фаун, сохранение реликтов и новое видообразование. Шла миграция видов не только в меридиональном направлении, но и с запада на восток, либо с востока на запад. Живые организмы постепенно осваивали новые, освободившиеся от ледников или во время регрессии морей участки.

Все это обусловило достаточно большое разнообразие и пестроту почв, растительного покрова и животного мира нашей страны.

Уже говорилось о реакции живых организмов на изменение условий обитания, или экологических условий. Они же определяются климатом, прежде всего соотношением тепла и влаги, меньше -- степенью континентальности, а также литогенной основой, т.е. субстратом, характером рельефа. Литогенная основа перераспределяет тепло и влагу, кроме того, она служит источником минеральных элементов питания живых организмов. Следовательно, на размещение почв, растительности и живых организмов в наибольшей степени влияют климатические условия, изменение которых подчинено широтной зональности, а в горах -- высотной поясности.

В связи с этим основной закономерностью размещения почв, растительного покрова и животного мира по территории России является широтная зональность, а в горах -- высотная поясность.

В то же время изменение континентальности климата при движении с запада на восток, а также различная геологическая история (в том числе четвертичная история) крупных тектонических структур привели к секторности (провинциальности) в размещении почвенно-растительного покрова и животного мира.

Зональность и секторность (провинциальность) -- две основные закономерности в размещении этих компонентов. Все три рассматриваемых компонента тесно связаны между собой, все три в чрезвычайно сильной степени зависят от климата. Они нередко рассматриваются вместе, как это сделано и в данном разделе при обзоре их изменения в неоген-четвертичное время. Часто мы говорим о почвенно-растительном покрове, при этом называя лишь растительность, но подразумевая и сформировавшийся под ней тип почв, и соответствующий ей комплекс животных. Однако между ними есть и весьма существенные различия: животный мир -- наиболее подвижный компонент, в наибольшей степени связанный с растительностью и, в основном, через нее и с другими компонентами; почвы -- наиболее зависимы от литогенной основы; растительность -- самый яркий индикатор всего комплекса природных условий, создающий его зрительный образ.

Каждый из трех компонентов имеет и свои особенности, свои индивидуальные черты, каждый является самостоятельным компонентом природы.

Почвы

Условия почвообразования. Образование и развитие почв тесно связано со всеми остальными компонентами природы. В.В. Докучаев назвал почву "зеркалом и произведением ландшафта", подчеркнув тем самым, что она является результатом взаимодействия всех компонентов и, как в зеркале, отражает это взаимодействие. Все компоненты природы участвуют в формировании почв, поэтому все они были названы В.В. Докучаевым в качестве факторов почвообразования; к ним же были добавлены фактор времени и деятельность человека. Неудивительно поэтому, что основатель генетического почвоведения В.В. Докучаев является одновременно и одним из основоположников учения о ландшафте (ландшафтоведения). Учение о почвах России В.В. Докучаев впервые изложил в своем классическом труде "Русский чернозем" (1883).

Изучение почв нашей страны продолжили многочисленные ученики и последователи Докучаева: Н.М. Сибирцев, С.С. Неуструев, П.А. Костычев, К.Д. Глинка, Л.И. Прасолов, Г.Н. Высоцкий, Б.Б. Полынов, И.П. Герасимов, М.А. Глазовская, В.А. Ковда, В.М. Фридланд и др.

Трудами почвоведов установлено, что почвенный покров России удивительно пестр. Это обусловлено тем, что нет ни одного компонента природы, который бы не влиял на почвы, а каждый из них весьма изменчив в пространстве. Особенно сильное влияние на почвообразование оказывают климат, растительность и горные (материнские) породы, а на размещение почв очень велико влияние рельефа. Отсюда и огромная пестрота почвенного покрова.

Направленность и интенсивность почвообразовательных процессов, а следовательно, и типы почв зависят от энергетических ресурсов (затрат тепла на почвообразование), водного режима почв, поступления органики в почву и скорости ее разложения, количества микроорганизмов, участвующих в процессах почвообразования. Все эти характеристики в той или иной степени зависят от климата, поэтому все они в самых общих чертах обнаруживают зональность.

В северной части страны развитие почвообразовательных процессов лимитируется прежде всего энергетическими ресурсами. Нарастание тепла при движении с севера на юг влечет за собой увеличение органики, поступающей с ежегодным спадом в почву, и количества микроорганизмов, участвующих в ее переработке; поэтому возрастает интенсивность почвообразовательных процессов и количество гумуса в почвах. Оптимальные условия для почвообразования создаются в полосе нейтрального баланса тепла и влаги, поэтому здесь формируются самые плодородные, богатые гумусом почвы -- черноземы.

При дальнейшем продвижении к югу процессы почвообразования уже лимитируются недостатком влаги. Именно с этим связано уменьшение прироста биомассы и, как следствие, все меньшее поступление органики, а отсюда и сокращение количества микроорганизмов, питательной средой для которых служит органическое вещество. Сокращается и суммарная затрата энергетических ресурсов на почвообразовательные процессы, так как основная их часть (до 95%) расходуется на испарение почвенной влаги, а влаги в почвах при продвижении к югу становится все меньше и меньше. Уменьшение количества влаги при возрастании температур обусловливает небольшую глубину промачивания грунта и, следовательно, малую мощность почвенного профиля.

Термодинамические условия в совокупности с количеством микроорганизмов определяют интенсивность биохимических процессов, а их направленность в значительной степени зависит от типов водного режима почв.

Промывной режим обусловливает вынос большинства химических элементов из почвенного профиля, т.е. преобладание выщелачивания; при непромывном режиме выносятся лишь наиболее подвижные элементы и происходит накопление гумуса; выпотной режим способствует накоплению подвижных соединений, т.е. засолению почв. Эти основные типы водного режима почв сменяют друг друга при движении с севера на юг, т.е. обнаруживают зональность в своем распространении.

Застойный режим, как и промывной, характерен для гумидного климата, но при этом он чаще обнаруживает приуроченность к депрессиям рельефа. Особенно широко этот режим распространен на низких равнинах с близким залеганием грунтовых вод. Мерзлотный режим типичен для тундр, но за Енисеем очень широко распространен и в тайге. Таким образом, два последних типа, сохраняя в своем распространении зональность как основную закономерность, обнаруживают и определенные черты секторности.

Зональность в развитии почвообразовательных процессов определяет размещение типов почв по территории России. В целом зональность почв выражена достаточно отчетливо, что обусловлено большой площадью страны, значительной протяженностью территории с севера на юг, компактностью суши и преобладанием равнинного рельефа. Особенно ярко она проявляется в почвенном покрове Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. В то же время в восточных районах, где преобладают более значительные высоты, а часто и горный рельеф, где распространена многолетняя мерзлота, зональность несколько затушевывается.

Основные типы почв России. Все разнообразие типов почв определяется соотношением основных почвообразовательных процессов: глеевого, подзолообразования, дернового (гумусонакопления), оглинения (образования вторичных глинистых минералов), соленакопления (засоления), торфонакопления (болотного). На равнинах при движении с севера на юг сменяют друг друга следующие типы почв.

Арктические почвы формируются на невысоких плато и низких берегах арктических островов, на участках, лишенных льда. Они очень молоды, слабо развиты и распространены фрагментарно. Значительные пространства лишены даже примитивных почв. Арктические почвы характеризуются слабодифференцированным укороченным профилем и высокой скелетностью. Верхние горизонты содержат много подвижного железа. Характерна весьма малая интенсивность выщелачивания Са и Мд, образующихся при выветривании первичных минералов. Выщелачиванию препятствует малое количество осадков и близкое залегание мерзлоты, поэтому почвы ожелезнены с поверхности, а местами даже солончаковаты. Оглеение для них не типично, видимо, не столько из-за малого количества осадков и скелетности, сколько из-за отсутствия заметных количеств органического вещества (М.А. Глазовская, И.П. Герасимов, 1960).

Южнее арктических почвы сменяются тундровыми, которые представлены четырьмя подтипами: арктотундровыми гумусовыми глееватыми, тундровыми глеевыми типичными, тундровыми иллювиально-гумусовыми оподзоленными (тундровые подбуры), торфянисто- и торфяно-глеевыми тундровыми. Наиболее распространен здесь тундрово-глеевый тип почвообразования, проявляющийся на глинистых и суглинистых породах под сомкнутой растительностью. Криогенные явления, способствующие развитию процессов пучения, пятнообразования, солифлюкции, образованию трещин, нарушают правильность в распределении генетических горизонтов, вплоть до включения одних в другие и погребения, поэтому почвенный профиль слабо дифференцирован.

Для типичных тундровых почв характерно яркое проявление глеевого процесса и замедленное разложение растительного опада с образованием грубого гумуса. Формирующиеся севернее арктотундровые гумусовые глееватые почвы обычно в минимальной степени переувлажнены и оглеены. Для почвенного покрова характерна комплексность, связанная с полигональными образованиями, возникающими в результате мерзлотных процессов. В условиях затрудненного оттока влаги образуются торфянисто-глеевые, а в южных районах, где выше температуры и: происходит более быстрый прирост мха, формируются торфяно-глеевые почвы. В местах, где условия дренажа лучше (на песчаных породах или в условиях расчлененного рельефа), в южной тундре и лесотундре формируются иллювиально-гумусовые оподзоленные почвы. На щебнистом субстрате при глубоком залегании мерзлоты или при ее отсутствии они могут вовсе не иметь признаков переувлажнения и оглеения.

Тундровые почвы маломощны, отличаются малым содержанием гумуса (2-5%), в составе которого резко преобладают фульвокислоты (до 70%), и повышенной кислотностью, выще-лоченностью от легкорастворимых солей и карбонатов.

Подзолистые почвы -- самый распространенный в России тип почв. Они формируются под хвойными и смешанными лесами в условиях положительного баланса влаги (К_увл = 1,1-1,3). Преобладание осадков над испарением обеспечивает промывной режим почв в течение значительной части вегетационного периода. Происходит интенсивный вынос химических элементов из верхних горизонтов почвы, поэтому для подзолистых почв характерен горизонт вымывания (A2). Легкорастворимые соединения выносятся за пределы почвенного профиля, а менее подвижные полуторные окислы накапливаются в нижней части профиля, где формируется горизонт вмывания (иллювиальный). Подзолообразовательный процесс в чистом виде протекает под пологом темнохвойных лесов с моховым напочвенным покровом или мертвопокровных. Возникающие в этих условиях подзолистые почвы и подзолы наиболее характерны для средней тайги. Для них типичны четкая дифференциация на горизонты, малая мощность гумусового горизонта (1-3 см) или его отсутствие (в подзолах), малое количество гумуса, в составе которого преобладают фульвокислоты, и кислая реакция почвенного раствора.

При временном избыточном поверхностном увлажнении процесс подзолообразования осложняется глеевым процессом. В таких условиях образуются глеево-подзолистые почвы, наиболее характерные для северной тайги с ее более суровым климатом или для низин с неглубоким залеганием грунтовых вод.

Подзолистые иллювиально-гумусовые и иллювиально-железисто-гумусовые почвы встречаются главным образом в северной тайге и приурочены к щебнистым, песчаным породам. На этом бедном основаниями субстрате обладающие повышенной подвижностью фульвокислоты образуют преимущественно органо-алюминиевые и органо-железистые соединения, которые перемещаются в иллювиальный горизонт, окрашивая его в охристо-ржавый или темно-коричневый цвет. Таким образом, в распределении органического вещества в этих почвах отмечаются два максимума -- в верхней части и в иллювиальном горизонте.

В южной тайге и смешанных лесах, где увеличивается поступление растительного спада в почву и все большую роль играет опад трав, а не мхов, растущих под пологом леса, распространены дерново-подзолистые почвы. При их формировании на подзолистый процесс накладывается дерновый (гумусонакопление). Увеличиваются запасы гумуса и мощность гумусового горизонта.

В тайге распространены подзолисто-болотные почвы, связанные со сменой промывного режима застойным и наоборот, что обусловливает постоянное сочетание подзолистого и болотного процессов. В профиле этих почв не только проявляется оглеение, как в глеево-подзолистых, но и образуется в верхней части профиля торфянисто-гумусовый горизонт. В условиях постоянного избыточного увлажнения формируются болотные почвы: торфяные и торфяно-глеевые (торфяно-болотные), широко распространенные в лесных зонах.

В районах распространения многолетней мерзлоты под лесами развиваются своеобразные таежно-мерзлотные почвы. Особенности почвообразования здесь связаны с низкими температурами грунтов, чем обусловлено замедление процессов химического выветривания и разложения органики. Поэтому в верхнем горизонте почв накапливается плохо разложившееся органическое вещество -- грубый гумус. Многолетняя мерзлота служит водоупором, поэтому при ее неглубоком залегании сквозного промывания почвенной толщи не происходит. В периоды таяния снега и выпадения осадков почва промывается, но вынесенные соединения аккумулируются в надмерзлотном слое, а в бездождные периоды они вместе с почвенной влагой подтягиваются к поверхности, поэтому здесь нет горизонта вымывания (подзолистого). Ежегодное промерзание почв приводит к перемешиванию почвенной массы (как известно, вода при замерзании расширяется). По этим причинам таежно-мерзлотные почвы характеризуются слабо дифференцированным почвенным профилем. Таяние мерзлоты обусловливает более или менее продолжительное переувлажнение почвенного профиля или его нижней части, с чем связано наличие в таежно-мерзлотных почвах признаков оглеения.

Таежно-мерзлотные почвы подразделяются на несколько подтипов. Наиболее ярко черты данного почвенного типа проявляются в таежно-мерзлотных кислых почвах. Там, где наблюдается более продолжительное переувлажнение, развиты глеетаежно-мерзлотные почвы. Наиболее характерны они для северных районов, где мощность деятельного слоя мала и переувлажненным оказывается весь почвенный профиль. Встречаются эти почвы и в более южных районах на влагонасыщенных грунтах тяжелого механического состава, в озерно-термокарстовых понижениях. На почвообразующих породах, богатых основаниями (лессовидных суглинках, известняках), формируются таежно-мерзлотные нейтральные (палевые) почвы. Особенно типичны они для Центральной Якутии.

В условиях хорошего дренажа на легких и каменисто-щебнистых грунтах, влагонасыщенность которых невелика, формируются подбуры. От других подтипов таежно-мерзлотных почв они отличаются отсутствием признаков оглеения. Подбуры развиваются на породах, богатых первичными слабо выветрелыми минералами, прежде всего на гранитах или породах, богатых железосодержащими минералами. Особенно большие площади подбуры занимают под лесами в горах Южной Сибири и Северо-Востока, а также в наиболее расчлененных районах Среднесибирского плоскогорья.

На более или менее плотных известняках (а в безмерзлотных районах и на рыхлых карбонатных отложениях) под лесами развиваются дерново-карбонатные (дерново-перегнойные) и дерново-глеевые почвы. Карбонатная материнская порода даже в условиях промывного режима обеспечивает наличие кальция в почве, что обусловливает нейтральную (слабокислую) реакцию почвенного раствора, слабую подвижность гумуса и преобладание в его составе гуминовых кислот. Происходит накопление гумуса в верхней части почвенного профиля, поэтому дерновые почвы имеют хорошо развитый гумусовый горизонт. Весьма часто дерновые почвы обладают слабо выраженными признаками оподзоливания. При близком залегании грунтовых вод под влажными разнотравно-злаковыми лугами формируются дерново-глеевые (темноцветные глеевые) почвы.

Под широколиственными и хвойно-широколиственными лесами юга Дальнего Востока, в южной части Калининградской области, на Кавказе появляются бурые лесные почвы. Они формируются в условиях промывного водного режима, теплого и влажного лета. Такие условия благоприятны для быстрого выветривания первичных минералов, входящих в состав почвы, в результате которого происходит высвобождение большого количества железа, играющего активную роль в формировании почвенного поглощающего комплекса и придающего бурый оттенок почвенному профилю. Характерным признаком формирования бурых лесных почв является оглинение, т.е. процесс образования вторичных глинистых минералов, протекающий наиболее активно в средней части почвенного профиля. Вторичные минералы образуются как из продуктов выветривания первичных минералов, так и из продуктов минерализации органических остатков. Профиль бурых лесных почв слабо дифференцирован на генетические горизонты. На породах тяжелого механического состава эти почвы сильно переувлажнены, поэтому в них нередко наблюдаются явления поверхностного оглеения.

В горах юга Дальнего Востока, Южной Сибири и Урала под южно-таежными лесами с участием лиственных деревьев и травяным покровом распространены буро-таежные почвы, переходные между дерново-подзолистыми и бурыми лесными.

В лесостепной зоне, где баланс влаги близок к нейтральному, распространены серые лесные почвы, образование которых связано с широколиственными, а в азиатской части -- с мелколиственными лесами. Здесь ослабевают процессы выноса соединений, характерные для подзолистых почв, и усиливается дерновый процесс. От дерново-подзолистых почв серые лесные отличаются большей мощностью гумусового горизонта, большим количеством гумуса и более равномерным его распределением по профилю, имеющему признаки оподзоливания. Они являются переходными между дерново-подзолистыми почвами и черноземами. В северной части, где коэффициент увлажнения близок к единице, они больше несут черты, свойственные почвам леса (светло-серые и собственно серые), в южной -- черты степных почв (темно-серые).

Такая двойственность в природе серых лесных почв породила гипотезу С.И. Коржинского (80-е годы XIX в.), согласно которой серые лесные почвы есть продукт деградации черноземов под лесами. Эта гипотеза долгое время была господствующей, однако сейчас большинство исследователей поддерживает точку зрения В.В. Докучаева о первичном происхождении серых лесных почв, являющихся зональными образованиями лесостепи. Доказательством этого положения служат современные процессы почвообразования под дубовыми лесами в южной лесостепи, ведущие к формированию темно-серых лесных почв, близких по строению и свойствам к выщелоченным черноземам.

Под степной растительностью в лесостепной зоне и в степях господствуют черноземы. Они тянутся сплошной полосой от западных границ страны до предгорий Алтая (восточнее встречаются лишь отдельными массивами). В формировании черноземов ведущую роль играет дерновый процесс. Водный режим черноземных почв непромывной, а богатая степная растительность ежегодно поставляет в почву большое количество органического вещества, поэтому черноземы отличаются высоким содержанием гумуса. Профиль черноземов характеризуется хорошо развитым темным гумусовым слоем комковато-зернистой структуры и наличием карбонатного горизонта.

Тип черноземных почв подразделяется на пять подтипов: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные черноземы, которые сменяют друг друга с севера на юг по мере нарастания дефицита влаги. Первые три подтипа развиты в лесостепной зоне, два последних -- в северной части степи. Если в оподзоленных и выщелоченных черноземах еще присутствуют некоторые признаки промывания, выражающиеся в наличии горизонта вмывания илистой фракции и полуторных окислов, слабокислой реакции гумусового слоя и отсутствием в нем карбонатов, то в типичных черноземах наиболее полно проявляется дерновый процесс и наиболее высок процент гумуса (8- 12%). Черноземы обыкновенные и южные формируются в условиях меньшего увлажнения, они содержат больше карбонатов, горизонт их накопления лежит на меньшей глубине, а в южных черноземах в более глубоких частях профиля обнаруживается присутствие гипса. Запасы гумуса в метровом слое постепенно возрастают от оподзоленных черноземов к типичным, а от них к южным уменьшаются в два раза.

При неглубоком залегании грунтовых вод (до 3-5 м) в условиях слабого дренажа поверхности, либо в понижениях рельефа, формируются лугово-черноземные почвы. Их водный режим в некоторые периоды (например, при весеннем снеготаянии, когда уровень грунтовых вод повышается или образуется верховодка) временно приобретает черты застойного или выпотного, что находит свое отражение в специфических особенностях почв. По гумусовому профилю они близки к черноземам, хотя могут содержать несколько больше гумуса, но, подобно луговым почвам, имеют в нижней части профиля признаки оглеения. В средней и даже в верхней части профиля нередко прослеживается воздействие процессов засоления -- рассоления. Поэтому лугово-черноземные почвы часто бывают солонцеватыми, осолоделыми или реже -- солончаковатыми. Значительную роль в черноземной зоне начинают играть засоленные почвы. Они представлены солодями и солонцами, значительно реже -- солончаками.

В сухих степях и полупустынях распространены каштановые почвы. Они занимают в России небольшие площади и распространены на юго-востоке Восточно-Европейской равнины, в Среднем и Восточном Предкавказье, на Кулундинской равнине и в некоторых межгорных котловинах Южной Сибири. Каштановые почвы формируются в условиях дефицита влаги и разреженного злакового и полынно-злакового травостоя. Поступление растительных остатков в эти почвы меньше, чем в черноземах, а в условиях более теплого весеннего периода происходит интенсивная гумификация и минерализация органического вещества. Поэтому каштановые почвы содержат намного меньше гумуса, чем черноземы, и имеют меньшую мощность. Вынос легкорастворимых солей происходит на меньшую глубину, чем в черноземах. Карбонатный горизонт находится на глубине 30-60 см от поверхности и содержит обильные скопления карбонатов. Глубокие горизонты каштановых почв содержат некоторое количество легкорастворимых солей. Во многих местах каштановые почвы солонцеваты. Каштановые почвы делятся на три подтипа: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые.

В южной части Прикаспия, где аридность климата еще выше, распространены бурые пустынно-степные почвы. Их профиль еще более укорочен. Они очень бедны гумусом (менее 2%), обычно вскипают с поверхности, но максимум карбонатов содержится в подгумусовом горизонте; почти постоянно обнаруживают признаки солонцеватости при неглубоком залегании гипсового горизонта. Все это свидетельствует о слабой выщелоченности почв, что соответствует сухости климата этих районов.

Среди каштановых и бурых пустынно-степных почв широко распространены солонцы, реже -- солончаки, а в плоских депрессиях -- западинах, или лиманах, в условиях повышенного грунтового или поверхностного увлажнения -- лугово-каштановые почвы.

Таким образом, основные типы почв обнаруживают в своем размещении по территории России хорошо выраженную зональность. Но наряду с этим достаточно отчетливо прослеживаются и секторные различия почвенного покрова, связанные с изменением климата, растительности, почвообразующих пород и других факторов почвообразования с запада на восток. Так, в тайге Восточно-Европейской равнины прекрасно прослеживается смена по подзонам глееподзолистых и подзолисто-болотных почв подзолистыми и далее дерново-подзолистыми. В Западной Сибири во всех подзонах большие площади занимают болотные почвы, широко представлены глееподзолистые и подзолисто-болотные почвы, а на долю дренированных зональных подзолистых и дерново-подзолистых почв приходится лишь около четверти территории. В Средней Сибири резко доминируют таежно-мерзлотные почвы, представленные разными подтипами. Лишь на крайнем юго-западе распространены дерново-подзолистые почвы.

В лесостепной зоне Восточно-Европейской равнины сочетаются серые лесные почвы с оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами. В лесостепи Западной Сибири все эти почвы переходят на подчиненное положение, а доминируют лугово-черноземные почвы в сочетании с почвами засоленного ряда: солодями, солонцами и солончаками. Причина этого кроется в малых относительных высотах, слабой дренированности территории и засоленности материнских пород.

Провинциальность хорошо выражена и в черноземных почвах. Уже на Восточно-Европейской равнине прослеживается уменьшение мощности гумусового горизонта и увеличение содержания гумуса в черноземах от западных границ России к Предуралью, что связано с усилением континентальности, уменьшением глубины промачивания грунта и сокращением периода активной гумификации. В Западной Сибири к малой мощности и повышенному содержанию гумуса добавляется широко развитая здесь солонцеватость и осолоделость черноземов.

Почвы гор. По своим генетическим свойствам горные почвы соответствуют почвенным типам равнин. Однако все горные почвы имеют некоторые общие черты, отличающие их от соответствующих типов равнин: все они маломощны, каменистощебнистые, богаты первичными, слабо выветрелыми минералами. Не имеют аналогов на равнинах лишь почвы субальпийских и альпийских лугов.

Горно-луговые почвы образуются в холодном и влажном климате высокогорий при повышенной солнечной радиации под лугами и зарослями кустарников. Для горно-луговых почв характерны хорошо выраженный темный гумусовый горизонт (иногда торфянистый), кислая реакция почвенного раствора, общая выщелоченность почвенной толщи, скелетность и небольшая мощность. Встречаются горно-луговые почвы в горах Кавказа, Алтая и очень небольшими участками на Южном Урале.

Основной закономерностью изменения почвенного покрова в горах является высотная поясность. Она выражена тем лучше, чем больше высота гор. Однако и широтное положение гор влияет на разнообразие почв. Чем севернее расположены горы, тем однообразнее почвенный покров в их пределах, так как набор почвенных поясов начинается с того зонального типа почв, который развит на равнинах у подножия гор. Поэтому как бы ни были высоки горы Северо-Востока, ничего иного, кроме горных таежно-мерзлотных и горно-тундровых почв, в их пределах не встретишь. Чем южнее расположены горы и чем они выше, тем полнее и разнообразнее набор почв на их склонах.

Наиболее разнообразны горные почвы Кавказа -- самой высокой и самой южной горной системы России. В западной части от подножий гор сменяют друг друга следующие высотные почвенные пояса: предкавказские карбонатные слабовыщелоченные черноземы уступают место оподзоленным черноземам и серым лесным почвам и затем бурым горно-лесным с пятнами горно-подзолистых в темнохвойных лесах, еще выше развиты горно-луговые почвы. В менее увлажненной восточной части гор бурые пустынно-степные почвы сменяются горными каштановыми, затем горными коричневыми под ксерофитными лесами и кустарниками, выше -- бурыми горно-лесными, горными лугово-степными и, наконец, горно-луговыми.

Существенные различия в почвенном покрове наблюдаются в сорных системах, расположенных на близких широтах, но в разных частях страны, т.е. в структуре высотной поясности почв прослеживается влияние секторности. Так, в Сихотэ-Алине, расположенном на широтах Кавказа, но в области дальневосточного муссона, во всех высотных поясах обнаруживается ожелезнение почв: бурые горно-лесные почвы здесь сменяются буро-таежными почвами, а выше -- горными подбурами таежно-мерзлотными.

Почвенные ресурсы. Наиболее важное свойство, которое человек ценит в почвах и стремится использовать, -- плодородие, т.е. способность почвы создавать урожай растений. Плодородие обусловлено наличием в почвах органического вещества -- гумуса, или перегноя. Благодаря плодородию, почвы являются величайшим природным богатством.

Самыми плодородными почвами являются черноземы, формирующиеся в оптимальных условиях для гумусонакопления. Именно в этих почвах запасы гумуса в метровом слое почвы особенно велики. В типичных черноземах они достигают 709 ц/га (Кононова М.М., 1963). В выщелоченных черноземах запасы гумуса уменьшаются (512 ц/га), еще заметнее они снижаются в серых лесных почвах (215 ц/га), а в подзолистых не достигают и 100 ц/га. Таким образом, к северу запасы гумуса уменьшаются, снижается и плодородие почв вследствие возрастания их выщелоченности и увеличения заболоченности, т.е. переувлажнения.

К югу от типичных черноземов запасы гумуса также уменьшаются: в черноземах обыкновенных они составляют 426 ц/га, в южных -- 391 ц/га, темно-каштановых -- 229 ц/га. В светло-каштановых почвах запасы гумуса сокращаются до 116 ц/га, в бурых пустынно-степных -- до 62 ц/га. Снижение плодородия почв в сухих степях и полупустынях обусловлено не только уменьшением запасов гумуса, но и засолением почв.

С запасами гумуса тесно связана естественная продуктивность почв, которая может быть выражена величиной годового прироста биомассы на единицу площади. На подзолистых и дерново-подзолистых почвах биомасса составляет 45-85 ц/га, на черноземах -- 90-137 ц/га, на каштановых снижается до 40 ц/га. Естественно, что обладающие высоким естественным плодородием черноземы уже давно распаханы. Ныне свыше 50% пашни России размещено на черноземах. Около 15% пашни приходится на серые и бурые лесные почвы и примерно столько же -- на дерново-подзолистые и подзолистые. Чуть более 10% пашни приурочено к каштановым, главным образом темно-каштановым почвам.

Под влиянием длительной обработки почвы постепенно теряют запасы питательных веществ, структура их разрушается. Стремясь поднять продуктивность земледелия, человек вкладывает определенный труд в обработку почвы, вносит в нее удобрения, использует специальные агротехнические приемы, при помощи которых стремится изменить многие важные свойства почв в нужном для него направлении. Благодаря этому многие окультуренные почвы стали более плодородными, чем их девственные аналоги.

Естественные ресурсы расширения пашни в России почти исчерпаны, поэтому необходимо повышать эффективное плодородие почв.

Растительность

Для территории России, обладающей большим разнообразием климатических условий и почвенного покрова, характерны сложные сочетания различных фитоценозов, образующих разные типы растительности. Однако невозможно объяснить все разнообразие растительного покрова и сложность флористического состава только современными природными условиями.

Свою роль в этом сыграли и природные условия прошлых эпох, когда на территории господствовали иные растительные формации, от которых сохранились различные виды растений и даже целые группировки. Необходимо учитывать также влияние деятельности человека, хотя его тоже не всегда удается установить достаточно надежно.

Флора. В составе флоры России насчитывается более 11 тыс. сосудистых растений, свыше 10 тыс. видов водорослей и около 5 тыс. видов лишайников. Особенно много грибов, их видовое разнообразие выше всех перечисленных групп растений, вместе взятых. Из цветковых растений на территории нашей страны наиболее многочисленны сложноцветные, бобовые, злаки. Каждое из этих семейств насчитывает свыше тысячи видов. По несколько сотен видов включают такие семейства, как крестоцветные, розоцветные, лютиковые, гвоздичные, осоковые. Представителей всех этих семейств можно встретить от тундры до пустыни, от западных границ страны до восточных, от низких равнин до высокогорий.

Флористическая насыщенность (видовое разнообразие) территории возрастает с севера на юг, но в пустынях несколько снижается из-за аридности. Увеличивается она и от равнин к горам. Богатство флоры горных областей объясняется разнообразием экологических условий (экологических ниш) и многократной их сменой на коротких расстояниях. Благодаря этому растительность гор более устойчива к резким изменениям условий внешней среды. В периоды различных катаклизмов горы являются "убежищами жизни", поэтому их флора насыщена реликтами -- древними видами, сохранившимися до нашего времени с более или менее отдаленных геологических эпох. Наиболее "старыми" реликтами в нашей стране являются растения, сохранившиеся с неогена и даже с палеогена. К их числу относятся: древовидная корейская ива чозения, папоротники чистоус коричневый и оноклея чувствительная в Приамурье и Приморье, тис ягодный на Кавказе, кустарник волчеягодник Софии в меловых борах Среднерусской возвышенности.

Географическое распространение отдельных видов растений очень различно. Есть виды, которые растут почти повсеместно или встречаются на большей части территории страны, как например осина, береза бородавчатая, сосна обыкновенная или злак типчак, встречающийся вплоть до "степных островов" в тундрах Северо-Востока. Другие виды имеют более ограниченное распространение, например лиственница сибирская или кедровый стланник. Некоторые виды встречаются только на определенной территории, иногда очень маленькой; это -- эндемики. Есть эндемики среди реликтовых растений, но есть и молодые эндемики четвертичного возраста. Они встречаются там, где на изолированной территории, отличающейся от соседних по своим природным условиям, в настоящее время идет видообразование. Во флоре нашей страны встречается немало эндемиков. Наиболее богаты ими горные районы, особенно высокогорный Кавказ.

Эндемики, как и реликтовые растения, представляют большую научную ценность. Многие из них являются редкими растениями и нуждаются в охране.

Каждый вид растений предъявляет определенные требования к внешним условиям (условиям среды) и может нормально развиваться только там, где эти условия находит. Растения, близкие по своим требованиям к условиям среды либо сами влияющие на создание подходящих для других растений условий, обитают на одной территории, приспосабливаются друг к другу и образуют сообщества, или фитоценозы. Флора является тем материалом, из которого на фоне конкретных природных условий образуются сообщества растений, создающих все разнообразие растительного покрова нашей страны.

В изучении растительного покрова России большая заслуга принадлежит Г.И. Танфильеву, А.Н. Краснову, В.Л. Комарову, А.И. Толмачеву, М.И. Нейштадту, Б.Н. Городкову, В.В. Алехину, В.Н. Сукачеву, Е.М. Лавренко, В.Б. Сочаве и др.

Растительность, или растительный покров, -- важнейший компонент природы, прекрасный индикатор природных условий. Она часто определяет внешний облик территории, поэтому многие природные зоны получили название по растительному покрову: тундра, тайга, смешанные леса, лесостепь, степь и т.д. Наиболее тесную связь растительность обнаруживает с климатом, почвами и рельефом, перераспределяющим тепло и влагу, поэтому для ее размещения, как и для почв, характерна широтная зональность, провинциальность и высотная поясность в горах.

Типы растительности. Рассмотрим главнейшие типы растительности, наиболее характерные для России; тундровый, лесной, степной, пустынный, луговой и болотный.

Каждый из типов формируется при определенных температуре и увлажнении, поэтому он состоит из растений, приспособившихся именно к этим условиям. Для него характерно преобладание определенных жизненных форм (деревьев, кустарников, мхов, трав) или систематических групп растений (гипновых или сфагновых мхов, кустистых или накипных лишайников, хвойных или широколиственных деревьев, полыней или осок, корневищных или дерновинных злаков и т.д.).

В процессе приспособления к условиям существования у растений выработались только им присущие морфологические признаки или физиологические особенности. Недаром выделяют такие группы растений, как криофиты (растения сухих и холодных местообитаний), мезофиты (растения, обитающие в условиях достаточного, но не избыточного увлажнения), гигрофиты (растения, приспособленные к обитанию в условиях избыточного увлажнения), гидрофиты (водные растения) и т.д.

Тундровый тип растительности формируется в условиях короткого и прохладного лета, высокой влажности воздуха и низкой температуры почв. Именно малым количеством тепла определяются основные особенности этого типа: безлесие, мозаичность (пятнистость), преобладание мхов, лишайников, кустарничков и, отчасти, кустарников, низкорослость, господство многолетников.

Тундровый тип растительности -- образование молодое. Многие исследователи связывают его появление с древним оледенением, поэтому считают плейстоценовым образованием, но существует также мнение, что возникновение тундровых флористических комплексов относится к плиоцену. Численность видов тундровой флоры России не превышает 300-400. Бедность видового состава тундрового типа растительности связана как с его молодостью, так и с суровостью условий, в которых он формируется.

Из многих неблагоприятных для жизни растений факторов одним из наиболее важных является недостаток тепла, вследствие чего здесь господствуют криофиты. Стремясь использовать тепло самого верхнего горизонта почвы и приземного слоя воздуха, каждый их которых измеряется всего несколькими сантиметрами, растения прижимаются к земле. Неудивительно поэтому, что многие тундровые растения очень низкорослы. Они распластаны по земле, а их корни разрастаются в основном в горизонтальном направлении и почти не идут в глубину. Широко распространены стелющиеся и подушкообразные формы. Многие растения имеют листья, собранные в прикорневую розетку.