Лекции для студентов

Индикационная геоботаника — Индикация механического состава аллювиальных почв и подстилающих пород

Индикация механического состава аллювиальных почв и подстилающих пород

Индикация механического состава почв и подстилающих пород имеет значение для указания физических свойств аллювиальных почв — аэрации, температурного и водного режимов, подверженности эрозии и других особенностей. Она способствует познанию генезиса аллювиальных почв, указывая на путь их эволюции — от поселения растительности на песчаном аллювии прирусловий к развитию почв на подстилающих породах легкого механического состава или от зарастания травянистыми гидрофитами старичных пойменных водоемов, что ведет к развитию почв на породах тяжелого механического состава. Нами установлено (Ремезова, Дургарьян, 1976), что для поймы р. Оби в качестве индикаторов тяжелого механического состава почв — суглинистого, но легкого механического состава подстилающего аллювия — песчано-супесчаного можно использовать луговые формации. Так, их указывают формации белополевицевая и болотномятликовая.

Несколько более легкий механический состав почв — легкосуглинистый, но также легкий — песчано-супесчаный и слоистый песчано-суглинистый механический состав подстилающего аллювия индицируют разнотравные формации — подмаренниковая (с Galium boreale), верониковая (с Veronica longifolia) и крупнозлаковая — канареечниковая.

Лангсдорфовейниковая формация может индицировать песчано-супесчаный состав подстилающих пород, но индикатором механического состава почв быть не может, так как встречается на почвах разного механического состава. Все эти формации косвенно указывают на особенности развития и эволюции пойменных почв, в данном случае эволюция идет от прирусловий рек, от его песчаного аллювия.

Верным индикатором тяжелого механического состава пойменных почв и тяжелого механического состава подстилающих пород — глинистого и суглинистого — служит дернистоосоковая формация. Развитие этой формации может косвенно указывать на второй путь эволюции пойменных почв от зарастания старичных озер.

Остроосоковая формация — верный индикатор наиболее тяжелого механического состава почв — глинистого и тяжело-суглинистого, но не может быть индикатором подстилающих пород, так как в местах ее развития они меняются от глинистых до слоистых песчано-суглинистых

Индикация механического состава аллювиальных почв и подстилающих пород в пойме р. Оби

'Индикатор — формации лугов	Индикат
Белополевицевая Болотномятликовая	почвы — глинистые и суглинистые, подстилающие породы — песчано-супесчаные
Верониковая Подмаренникевая Канареечниковая	почвы — легкосуглинистые и суглинистые подстилающие породы — песчано-супесчаные, слоистые, песчано-суглинистые
Лангсдорфовейниковая	почвы не индицирует подстилающие породы — песчано-супесчаные
.Дер нистоосоковая	почвы — глинистые и суглинистые подстилающие породы-глинистые и суглинистые
•Остроосоковая	почвы — глинистые, тяжелосуглинистые подстилающие породы не индицирует
Костровая -Луговомятликовая	почвы — песчаные и супесчаные подстилающие породы не индицируют

.

Костровая формация служит индикатором песчаного и супесчаного механического состава почв, легкий механический состав почв указывает также луговомятликовая формация. Подстилающий почвы аллювий о.ни не индицируют (табл. 17).

Индикация особенностей оглеенности пойменных почв. Проявление важного признака оглеенности пойменных почв весьма различно. Исследования в пойме р. Оби, где половодье чрезвычайно длительно и может составлять 2-2,5 месяца, обнаружили оглеение, происходящее по всему профилю почвы. Это дало основание выделить профильноглеевые почвы, развитые главным образом на плоских и широких гривах центральной поймы. Индикаторами аллювиальных луговых профильноглее-вых суглинистых почв здесь будут канареечниковая и изящно-осоковая формации. В тех же условиях развитие на плоских гривах центральной лоймы болотномятликовой формации служит указателем слабого оглеения в луговых суглинистых почвах. Индикаторами близкого к поверхности глеевого горизонта служат сообщества с доминированием таволги вязолистной, вербейника обыкновенного, обильное разрастание белозора.

Индикация питательных элементов в почвах лугов. Индикация количества питательных элементов в луговых почвах имеет значение для суждения о ценности почв, их плодородии. Содержание питательных элементов важно знать для составления рекомендаций по применению мероприятий по улучшению луговых биогеоценозов. Для получения высокого травостоя лугов с большой его биомассой, для нормального плодоношения луговых видов особенно важно достаточное количество в почках азота, фосфора и калия. Так, для разных типов почв поймы р. Оби были получены данные о содержании этих элементов под различными формациями лугов. Таким образом, по различным луговым формациям можно, до некоторой степени, судить о содержании азота, фосфора и калия в верхних горизонтах пойменных почв. Указателем большего количества азота в горизонтах Ад и а) служит канареечниковая формация, а бо-лотномятликовая, изящноосоковая и дернистоосоковая показывают его небольшое количество и примерно равное содержание. Показателем большего количества фосфора и калия в почвах служит изящноосоковая формация. К наименьшему содержанию фосфора была приурочена болотномятликовая формация, а калия — дернистоосоковая (табл. 18). Эти данные применимы к почвам поймы р. Оби, и их индикационное значение еще требует уточнения.

Индикация содержания азота в почвах. От обеспеченности почв азотом зависят состав и продуктивность зеленой массы фитоценозов. Значительные количества азота отлагаются в почвах пойм с наилком. Можно различать «аммонийные» д «нитратные» растения, т. е. виды, синэкологический оптимум которых приурочен к условиям преимущественного обеспечения аммонийным и нитратным азотом. К. А. Куркин подчеркивал, то луговые биогеоценозы обладают саморегулируемой замкнутостью биологического круговорота азота, обусловленной особенностями бактерий-нитрификаторов и трав-нитрофилов. Чем больше образуется в почве нитратов, тем сильнее разрастаются растения-нитрофилы, потребляющие азот и исключающие тем самым возможность вымывания нитратов. В по.чвах лугов широко распространена нитрификация. Однако некоторая часть азота теряется из системы растительность — почва. Причем нитратный азот теряется больше, чем аммонийный, что связано с хорошей растворимостью нитратов, их вымываемостью и денитрификацией.

Показателем достаточного количества азота на лугах служит разрастание таких растений-нитрофилов, как гусиная лапчатка, пырей ползучий, борщевик, птичья гречишка, купырь лесной, крестовник, гравилат речной. Значительное участие бобовых в травостое — клеверов и других — также указывает на обогащение почв азотом. Кроме того, они указывают и его повышенное содержание в надземных частях растущих с ними злаков. Однако слишком обильное развитое на лугах бобовых при небольшом участии в травостое злаков индицирует обедненность почв азотом. О недостатке азота в почвах также свидетельствует большое количество растений-нитрофобов, таких, как виды люпина, клевер темноцветный, дрок красильный.

Индикация содержания фосфора и калия в почвах. После азота фосфор самый дефицитный из необходимых для растений элементов лугов. Злаки получают больше не только азота, но и фосфора, когда растут вместе с бобовыми. Фосфор .необходим для нормального плодоношения растений, закладки и созревания плодов и семян. Низкий рост бобовых и отсутствие плодоношения растений индицируют недостаток фосфора в почвах.

Калий обычно бывает в достаточном количестве, но часто в плохоусвояемых соединениях. Мало обеспечены калием песчаные почвы. Хорошее развитие картофеля и свеклы ("калийных" растений) указывает на достаточное его количество в почве.

Индикация содержания кальция в почвах. Кальций находится в почве в виде главным образом углекислого кальция, в виде солей фосфорной, кремневой и органических кислот. Его источники — минералы почвы: доломит, кальций, гипс и материнские породы (мел, мергель, карбонатная морена), богатые известью «жесткие» грунтовые воды. При содержании более 3% кальция почвы считаются богатыми кальцием и имеют щелочную реакцию. Растениями кальций усваивается в виде двууглекислого кальция.

Глубокоукореняющиеся растения служат накопителями кальция. Кальций накапливают и бобовые. Он необходим растениям для нейтрализации вредных кислот при внутриклеточном обмене веществ, входит как элемент пищи растений. Недостаток кальция — причина кислотности почв, а избыток — щелочности. Богатство и разнообразный состав флоры индицируют ландшафты с известковыми почвами. Растения-кальциефилы — некоторые орхидные (венерин башмачок), анемона, степная астра, костер береговой, люцерна желтая — служат индикаторами богатых кальцием почв. Растения, избегающие кальциевых почв (кальциефобы), сфагновые мхи, кукушкин лен, вереск, белоус, щавелек, люпины индицируют кислые, бедные кальцием почвы. Имеются так называемые «безразличные» растения, которые индикаторами содержания кальция быть не могут, это пупавка красильная и некоторые другие.

Можно говорить не только о конкретном содержании в почвах элементов питания растений, но давать и их общую оценку по присутствию видов определенных экологических групп — показателей плодородия почв. Так, растения-олиготрофы будут указывать бедные элементами питания почвы. Группу олиготрофов составляют главным образом растения, имеющие на корнях микоризу,- белоус, ситник нитевидный, кошачья лапка, душистый колосок, вейник наземный, овсяница овечья, ястребинка волосистая, клевер пашенный, сивец луговой, щавелек, дивала и др. Развитие на лугах полупаразитов — погремков, очанок, зубчаток — также служит индикатором обеднения почв питательными веществами. Растения-мезотрофы приурочены к почвам среднего богатства элементами питания. Об этих почвах можно судить по развитию таких растений, как полевица обыкновенная, овсяница луговая, лисохвост луговой, мятлик болотный, тмин, девясил британский, калужница, купальница, донник белый и лекарственный, клевер средний, бедренец-камнеломка, василек шероховатый, вероника длинно-листная, колокольчик скученный и др. Почвы с большим содержанием элементов питания индицируют растения-мегатрофы или эвтрофы. К ним относятся: лютик болотный, василист-ник водосборолистный, таволга вязолистная, осока лисья, чина луговая и лесная. Некоторые растения безразличны к содержанию элементов питания в почвах и могут расти на почвах и бедных и богатых. В эту группу эвритрофов входят: лютик едкий, лютик ползучий, лапчатка серебристая, горошек мышиный, гречишка птичья, пастушья сумка, льнянка обыкновенная, тысячелистник обыкновенный, мятлик луговой, скерда кровельная, черноголовка, ежа сборная, трясунка средняя. Эти растения в качестве индикаторов использованы быть не могут.

Индикация кислотности почв. Тесно связаны с содержанием питательных элементов в луговых почвах особенности их кислотности. По отношению растений к степени кислотности почв (рН) составлены четкие группы, показывающие приуроченность отдельных видов к определенным значениям рН. Самые кислые почвы при рН 3,0-4,5 указывает группа крайних ацидофилов. В нее входят белоус, скерда тупоконечная, ситник тощий, щучка, луговик извилистый, марьянник луговой, а также развивающиеся на вырождающихся лугах зеленые и сфагновые мхи. Также кислые почвы, но с рН 4,5-6,0 и до 6,5 можно определить по развитию умеренных ацидофилов — калужницы болотной, лютиков ядовитого и жгучего, белозора болотного, фиалки собачьей, сердечника лугового, пырея собачьего, полевицы тонкой, осоки пузырчатой, вейников ланцетного и наземного. Несильнокислые почвы с рН 5,0-6,7, иногда до 7,2 указывают слабые ацидофилы, такие, как василистник светлый и простой, бутень душистый, вероника длиннолистная, осока ранняя, а из кустарников — смородина черная. К группе ацидофил-нейтральных эвритрофов, растущих при рН от 4,5 до 7,0, иногда 7,5, можно отнести чину луговую, смолку обыкновенную, душицу обыкновенную, нивяник, василек шероховатый, осоку заячью.

Особую группу составляют растения околонейтральных почв, хорошо развивающиеся при рН 6,0-7,3,- лисохвост луговой, клевера горный и луговой, астрагал датский, мыльнянка лекарственная, аистник, синеголовник, борщевик сибирский, змееголовник, горчак ястребинколистный, мятлик сплюснутый. Нейтробазифилы указывают значения рН 6,7-7,8, иногда до 8,5. Это такие виды, как люцерна серповидная, пупавка красильная, мать-и-мачеха, типчак, тимьян Маршалла.

Слабые щелочные почвы с рН 6,7-8,5 и более служат местообитанием базифильных растений. Растений этой группы очень мало в средней полосе, они обычны в южных степях, полупустынях и пустынях, это растения засоленных почв: кермеки, камфоросма, астра солончаковая, солерос, сарсазан, прутняк.

Имеются виды, безразличные к кислотности почв,- эври-топы, живущие на разных местообитаниях с почвами при рН 3,0-7,7; 5-9,5; 4-8,0. Эти виды как индикаторы не используют: береза, сосна, лютик ползучий, земляника, горошек мышиный, осока лисья, звездчатка злаколистная, вьюнок полевой, мята полевая, тысячелистник, ястребинка зонтичная. Таким бразом, кислые почвы можно опознать по массовому развитию белоуса, колоска душистого, щучки, осоки дернистой, щавелька, а нейтральные — по ассоциациям с господством лисохвоста лугового.

Амплитуды значений рН у различных видов разные. Узкие пределы рН имеет, например, лисохвост луговой, а клевера луговой и горный живут в пределах значительно больших — это растения нейтральных почв. Среди группы ацидофилов осока пузырчатая имеет очень узкую амплитуду, как и вейник ланцетный, в то время как белоус и вейник наземный — достаточно широкую.