Ґрунтознавство і географія ґрунтів - С.П. Позняк 2010

Розділ 2. Ґрунти арктичної зони
2.2. Арктичні ґрунти

Арктичні ґрунти є характерним типом ґрунтів для арктичної ландшафтно-географічної зони. Арктичні ґрунти - це добре дреновані ґрунти Арктики і Антарктики.

У розвитку арктичних ґрунтів важливу роль відіграє мерзлота, яка визначає інтенсивність вивітрювання, температурний і водний режими ґрунтів і підґрунтя. Сезонне відтаювання має короткий період — 1,5-2 місяці і поширюється на невелику глибину — до 30-50 см. При цьому температура діяльного шару ґрунту близька до 0°С. Тому біо- та геохімічні процеси сповільнені, а з кінця серпня і до початку липня практично відсутні (Михайлов, 1962).

Ґрунти арктичних пустель формуються переважно на ділянках з дрібноземом із дебільшого фрагментарно і комплексно, що зумовлено комплексністю рослинності, яка розвивається вибірково відповідно до умов рельєфу, експозиції, характеру материнських порід. Окрім комплексності, простежується тут і полігональність — ґрунти розбиті вертикальними морозобійними тріщинами шириною до 2 см. Ґрунтовий профіль арктичних ґрунтів вкорочений (40-50 см), при цьому потужність його часто змінюється з вклинюванням окремих горизонтів. У ґрунтах арктичних пустель відсутній горизонт кислої підстилки Но. Ілювіальний горизонт виражений слабо, інколи він зовсім відсутній. Для ґрунтів характерна значна скелетність, відсутність ознак оглеєння, накопичення оксидів феруму у верхніх горизонтах, слабо виражене переміщення речовини по профілю, інколи воно зовсім відсутнє.

Вперше тип ґрунтів арктичних пустель виокремлено Є. М. Івановою (1956). Вагомий внесок у дослідження ґрунтів арктичних пустель зробили Б. Н. Городкова (1939), Ю. А. Ліверовський (1964), І. С. Михайлов (1960, 1970), Л. С. Говоруха (1962), В. О. Таргульян, Н.А. Караваєва (1964), М. А. Глазовська (1958), Дж. Тедроу (1975).

Арктичні ґрунти поділяють на два підтипи: арктичні пустельні й арктичні типові гумусні. Сучасний рівень вивченості цих ґрунтів дає змогу в межах підтипу арктичних пустельних ґрунтів виокремити два роди: а) насичені; б) карбонатні та засолені.

Арктичні пустельні ґрунти (Leptic Cryosols) характерні для супераридної (до 100 мм опадів) і ультрахолодної частини Арктики. Формуються під сильно- розрідженим рослинним покривом (рослини на віддалі декількох метрів одна від одної) у вигляді куртин з мохів і лишайників з поодинокими екземплярами квіткових рослин. Значні площі тут займають щебенюваті елювіально- делювіальні відклади, кам’янисті розсипи, еолові піски. Поверхня арктичних пустельних ґрунтів покрита щебенювато-кам’янистим панциром. Ґрунтовий профіль ґрунтів має таку будову (Глазовська, 1973).

Н_СаСОз — гумусовий горизонт потужністю 12-15 см, світло-сірого кольору, без вираженої структури, легкого гранулометричного складу. Корінців рослин мало. На нижній поверхні щебеню, який трапляється в цьому горизонті, наявні карбонатні кірки.

І_СаСОз — ілювіальний карбонатний горизонт, сягає глибини 35 см, яскраво-коричневого забарвлення, насичений щебенем і гравієм, легкого гранулометричного складу, трохи ущільнений, з рясними карбонатними кірками на щебені і пухкими новоутвореннями карбонатів у дрібноземі. Корінці рослин у цьому горизонті трапляються дуже рідко. На глибині приблизно 40 см інтенсивність коричневого забарвлення послаблюється і горизонт І змінюється ґрунтотворною породою Р — гравійно-піщаним матеріалом сірувато-коричневого кольору.

Для арктичних пустельних ґрунтів характерна дискретність гумусових горизонтів (Говоруха, 1970), які розвиваються у вигляді гнізд або кишень під дерниною. На оголених ділянках породи практично не зазнають впливу процесів ґрунтотворення або покриті тонкою плівкою синьо-зелених водоростей.

Американський ґрунтознавець Д. Тедроу називає ці ґрунти полярно-пустельними. Вони трапляються на півночі Гренландії (Земля Пірі) і в північній частині Канадського архіпелагу.

Глибина сезонного відтаювання внаслідок легкого гранулометричного складу сягає 1 м. Вище 1 м ґрунти досить сухі. Це насичені арктичні пустельні ґрунти, незасолені, займають добре дреновані підвищені елементи рельєфу. На схилах з полігональною структурою поверхні сформувались карбонатні та засолені арктичні пустельні ґрунти.

У гранулометричному складі арктичних пустельних ґрунтів переважають піщані фракції. Вміст пилу малий — 10%, мулу — близько 5%. Вміст гумусу у верхньому горизонті коливається у межах 0,2-1,0%. Високий вміст гумусу в ґрунтах, сформованих на ділянках, непокритих вищими рослинами, Д. Тедроу пов’язує з багатою флорою водоростей, які поселяються на поверхні ґрунту і між щебенем.

Рис. 2.1. Будова профілю, склад і властивості арктичного ґрунту (за І. С. Михайловим, 1988)

Насиченість ґрунтів основами свідчить про слабкий ступінь дренованості (Тедроу, 1966; 1975). Ємність вбирання низька — до 10 ммоль на 100 г ґрунту. В літній період на поверхні з’являються вицвіти легкорозчинних солей.

Арктичні типові гумусні ґрунти (Umbric Cryosols, Ornithic Regosols) сформувались переважно на невисоких плато, плакорних вододільних височинах і абразійно-акумулятивних морських терасах під мохово-різнотравно-злаковою рослинністю (загальне покриття 10-30%) по морозобійних тріщинах і тріщинах висихання.

Фізичне вивітрювання призводить до переважання у гранулометричному складі ґрунтів полімінеральних піщаних фракцій. Кількість мулу невисока, в ньому переважають гідрослюди й аморфні гідрооксиди феруму.

Вміст гумусу у верхньому гумусовому горизонті (0-12 см) коливається від 3 до 6%, інколи може сягати 9%. З глибиною його вміст поступово зменшується, сягаючи в надмерзлотному горизонті 1,5-2%. Відношення Сгк:Сфк становить 0,3-0,7. У складі гумусу переважають малорухомі фульвокислоти і гумати кальцію, значний вміст також негідролізованого залишку (Лобова, Хабаров, 1983).

Реакція арктичних типових гумусних ґрунтів слабокисла і нейтральна, величина рН водного становить 6-7, зрідка слаболужна. Ємність вбирання коливається у межах 5-15 ммоль на 100 г ґрунту Ступінь насичення ґрунтів основами високий — 90-99%, що зумовлено незначним вилуговуванням катіонів кальцію і

магнію. Верхні горизонти ґрунтів містять багато рухомого заліза — до 1000 мг/100 г ґрунту, особливо у ґрунтах, сформованих на базальтах і діоритах.

Арктичні типові гумусні ґрунти мають більше поширення в євро-азійському секторі Арктики.

В арктичних пустелях, у пониженнях рельєфу,трапляються плями дрібно- горбкуватої тундри з арктично-тундровими ґрунтами. Поверхня ґрунтів покрита суцільним плащем рослинності — осока, дріада, карликова верба. Для арктично-тундрових ґрунтів характерний торф’янистий горизонт потужністю 5-15 см. Під ним залягає темно-бурий гумусовий горизонт потужністю 35 см. Глибше знаходиться перехідний малопотужний піщаний, насичений водою горизонт, без ознак оглеєння. З глибини 25-30 см починається постійно мерзла товща. Такі ґрунти Д. Тедроу називає горбкуватими.

Арктично-тундрові ґрунти незасолені, безкарбонатні, мають нейтральну або слабокислу реакцію, містять багато гумусу. Проте в зоні полярних пустель такі ґрунти займають незначні площі.

У межах арктичних пустель, у западинах рельєфу, сформувались ґрунти, подібні до тундрових. Однак, на відміну від типових тундрових, вони менш потужні, мають нейтральну або лужну реакцію. Поверхня цих ґрунтів покрита чорним лишайником.

Зрідка трапляються торф’янисті болотні ґрунти. На о. Прінс-Патрік є невеликі ділянки боліт з потужністю торфового горизонту до 60 см і кислою реакцією торфу. Утворення подібних потужних торф’яних ґрунтів Д. Тедроу пов’язує з теплішим кліматичним періодом у минулому. Товща торфу пронизана лінзами льоду, а поверхня покрита широкими, виповненими льодом тріщинами.

У гирлах рік, які затоплюються морськими водами, трапляються ділянки маршевих солончаків, а на пташиних базарах — біогенні акумуляції.

Ґрунти полярних пустель Антарктиди за літо відтаюють на 30-40 см. Для них характерне червонувато-коричневе або оранжеве забарвлення через наявність гідрооксидів феруму. Від соляної кислоти закипають з поверхні, що свідчить про наявність карбонатів кальцію. Поряд з кальцитом на поверхні скель спостерігаються вицвіти легкорозчинних солей: гіпсу, тенардиту, галіту. Сольові вицвіти в оазисах поширені повсюдно, а по берегах озер, в замкнутих депресіях рельєфу, сформувались солончакові ґрунти. Наприклад, вздовж берега гірко-солоного озера в оазисі Бангера, у водах якого міститься 17,3 г/л солей, утворилась смуга кіркових солончаків. Кількість легкорозчинних солей у верхньому горизонті цих ґрунтів становить 13,4%. У складі солей переважають хлориди натрію, магнію і кальцію, тобто солей, які легко розчиняються за низьких температур. У ґрунтах дрібноземних плям на підвищених поверхнях оазису вміст солей становить лише 0,3%. У складі солей, поряд з хлоридами,

багато сульфатів і бікарбонатів натрію, менш розчинних, ніж хлориди. Диференціація вмісту солей у ґрунтах різних елементів рельєфу засвідчує, що в літній період, під час танення льодовиків, в оазисах відбувається переміщення легкорозчинних продуктів вивітрювання і формування ґрунтово-геохімічної катени. Водночас засоленість антарктичних ґрунтів зумовлена не лише вивітрюванням і континентальним соленакопиченням, але й еоловим принесенням солей з океану.

Дослідженнями вчених (Д. Тедроу та ін.) в оазисах Землі Вікторії виявлено диференціація ґрунтів, зумовлену віком поверхні, положенням у ландшафті, ступенем зволоженості клімату і складом ґрунтотворних порід.

Для ґрунтів полярних пустель Антарктиди характерний грубий гранулометричний склад, дуже низький вміст мулуватих частинок (від сотих часток відсотка до 3-4%), низький вміст пилуватих частинок (до 6%), значна кам’янистість, слабка диференціація профілю. Усі ґрунти містять незначну кількість рухомого заліза. Вміст карбонатів кальцію, залежно від ґрунтотворних порід і геоморфологічного положення, коливається від 0,5-1,0% до 7-12%.

Отож у перигляціальних пустелях Антарктиди скрізь і чітко виражені ознаки пустельного вивітрювання і ґрунтотворення: дуже слабке глиноутворення, формування кірок «пустельного загару», окарбоначення продуктів вивітрювання, соленакопичення з диференціацією солей по профілю і в межах ґрунтово- геохімічних катен за елементами рельєфу. Низький вміст органічної речовини, домінуюча участь у процесах ґрунтотворення водоростей і лишайників наближає ґрунти пустель Антарктиди до ґрунтів високогірних пустель і ґрунтів жарких пустель світу.

Території Арктики й Антарктики знаходяться поза межами сільськогосподарської діяльності людини. В Арктиці райони полярних пустель можуть використовуватись як мисливські угіддя і резервати для збереження та підтримання численності різних видів тварин і птахів (білий ведмідь, вівцебик, біла канадська гуска тощо).