Лекции для студентов

Индикационная геоботаника — ИНДИКАЦИЯ ПОЧВ И ГОРНЫХ ПОРОД В ПУСТЫНЯХ

ИНДИКАЦИЯ ПОЧВ И ГОРНЫХ ПОРОД В ПУСТЫНЯХ

В типичных южных пустынях почвенный покров тесно связан с подстилающими его породами. Мощность почв часто незначительна, и переходы ее в нижележащие горизонты постепенны. Поэтому в пустынях индикация почв обычно неотделима от литоиндикации, и их целесообразно рассматривать совместно. В полупустынях, а отчасти и в северных пустынях почвенный покров развит значительно мощнее, и там индикация почв приобретает более самостоятельное значение. В приведенной выше классификации типов пустынь заметна зависимость их от литологических условий. На это указывают даже сами названия-песчаная, супесчано-суглинистая, щебнистая, меловая, солончаковая и др. Это свойство обусловлено подавленностью почвообразования в пустынях, и маломощностью почв, и значительной вследствие этого обнаженностью пород. Поэтому сами типы пустынь приобретают литоиндикационног значение, и дешифрирование их уже само по себе дает некоторую ориентировочную информацию о комплексе инженерно-геологических условий. Связь типов пустынь с почвенно-литологическими условиями их изучена в ряде случаев так полто, что могут быть указаны возможности их индикационной интерпретации. Например, для равнинной части Туркмении различные типы пустынь, выделяемые в соответствии с нашей классификацией (табл. 28),

Ландшафтно-индикационная схема для оценки инженерно-геологических условий равнинной части Туркмении

Щебнисто-галеччиковая предгорная пустыня с господством полыни туркменской и низкорослых кустарников нижне- и верхнечетвертичные про-лювиальные галечниковые отложения Гипсово-щебнистая предгорная пустыня (орофизиономичная, с разреженной гипсо-фильной растительностью) континентальные отложения неогена предгорий Копетдага (конгломераты, песчаники, глины) Лёссовая эфемеровая пустыня (с редкими бессточными солончаковыми впадинами). Формация мятлика, осочки, псоралеи, ми-мозки; заросли гигантских зонтичных (ферула, дорема Эчисона) континентальные верхненеогеновые и четвертичные отложения полового, местами пролювиального генезиса (лёссы) Бадхыза и Карабиля Песчаная пустыня в ее наиболее типичном выражении с господством псаммофильных деревьев и кустарников и коврами травянистых эфемеров и эфемероидов. Господствуют формации белого саксаула, эфедры шишконосной, кандымов (джузгунов) нижнечетвертичные аллювиальные отложения каракумской толщи Центральных Каракумов (пески мелкозернистые, тонкозернистые или раз-нозернистые с прослоями суглинков)

Супесчано-суглинистая пустыня с господством черносаксаульников, сообществ солянки восточной, белоземельнополынников верхне четвертичные аллювиальные отложения староречий Дпрьялыка и Даудана и Сарыкамышской дельты Амударьи Комплекс типичной песчаной, солончаковой и супесчано-суглинистой пустынь. Сочетание черносаксауловых рощ на такыро-видных поверхностях, зарослей солянки Рихтера на песках и поташника каспийского на солончаках верхнечетвертичные озерные отложения Сарыкамышского бассейна (в настоящее время испытывающие вторичное затопление) Комплекс песчаной пустыни с глинистой пустыней останцовых возвышенностей, покрытых реомюрией амударьинской, черным саксаулом, боялычем континентальные -отложения неогена Заунгузских Каракумов (пески, песчаники, глины) Тугаи и джангили с массивами солончаков и освоенных земель. Господствуют формации лоха, туранги, тамариксов современные аллювиальные отложения пойменной и тугайной террасы Амударьи (супеси, суглинки, пески)

Щебнисто-суглинистая пустыня (местами с участками каменистой пустыни) полынно-солянковая. Преобладают формации биюр-гуна солончакового, полыни белоземель-ной, ежовника усеченного, нанофитона ежевидного неогеновые толщи сармата, тортона (известняки, мергели) Красноводско-го плато и Устюрта могут быть индикаторами при мелкомасштабном инженерно-геологическом картировании.

В пределах отдельных типов пустынь растительные индикаторы могут быть использованы при решении задач, специфичных для того или иного типа. В песчаных пустынях геоботаническая индикация наиболее эффективна для определения механических разностей -песков и для оценки степени их закреплен-яости. Об этом свидетельствуют закономерности, выявленные Г. С. Каленовым (1973) для низменных Каракумов. Здесь системы барханов с глубокими котловинами выдувания при отсутствии травяного покрова, с равномерными, но рассеянными экземплярами песчаной акации и крупными дерновинами пес-колюбйвого злака седина указывают на наличие мощной толщи незакрепленных, рыхлых, сыпучих, хорошо аэрируемых, незасоленных, легкоподвижных песков. Системы гряд с глубокими межгрядовыми понижениями с густым ковром песчаной осоки и более или менее равномерно и часто распределенными эк-. земплярами белого саксаула и джузгунов характерны для закрепленных или полузакрепленных песков и мелких супесей, с поверхности рыхлых, незасоленных, но с глубины 2-3 м значительно уплотненных и слабозасоленрчх. Своеобразно сочетание среднебугристых, мелкобугристых, реже мелкобугристо-грядовых песков с ровными щебнистыми г ;.верхностями, часто ограниченными невысокими уступами. На песках густая (но не сомкнутая) заросль невысоких неравномерно ветвящихся кустарников — боялыча и реомюрии амударьинской. На щебнистых поверхностях растительный покров образован главным образом коврами лишайников. В котловинах выдувания среди песков также часты мохово-лишайниковые покровы. Этот комплексный индикатор свойствен гипсоносным пескам, подстилаемым гип-соносными суглинками, глинами или плотными, часто ожелез-ненными песчаниками. Индикатор типичен дл-я Заунгузских Каракумов.

На южной окраине Низменных Каракумов часты замкнутые понижения с солончаками, почти лишенными растительности (депизы); последняя сохранилась лишь небольшими пятнами по очень сглаженным, едва заметным оста'нцовым повышенным участкам и представлена тамариксом солончаковым, редким низкорослым черным саксаулом, угнетенным тростником. Эти понижения обозначают переслаивание сильно засоленных глин, алевритов, суглинков, супесей и заиленных песков при близком залегании рассолов (с содержанием солей 30-50 г/л). С повышением минерализации отмечается возрастание разреженности солелюбивых растений и фитогенных микробугорков. На аэрофотоснимках отчетливо заметен специфический густой и равномерный крап, создаваемый бугорками на светлом фоне солончака. Наиболее типично выражен этот индикатор по границе Низменных Каракумов и предгорной равнины Копетдага.

Равнины с такыровидными поверхностями и малозаметной приземистой растительностью из пустынных полукустарников и редкого низкорослого черного саксаула в сочетании с маломощными мелкобугристыми песками являются индикаторами древ-недельтовых отложений, образованных переслаиванием глин, суглинков и пылеватых песков. Встречающиеся среди песков понижения с густыми черносаксауловыми рощами и лесами- общеизвестный индикатор грунтовых вод различной минерализации, залегающих не глубже 25-30 м. Наконец, тугайно-со-лончаково-луговые комплексы в котловинах выдувания и меж-грядовьц-понижениях песков (с различными видами тамарик-сов, тростником, солодкой, карелинией каспийской, парнолист-ником амударьинским) обозначают понижения с засоленными заиленными песками, подвергающимися боковой фильтрации вод из близлежащих каналов. Эти комплексы встречаются и у самоизливающихся скважин.

Для супесчано-суглинистых пустынь древних аллювиальных равАт характерно однообразие растительности, представленной постоянным чередованием черносаксауловых лесов, рощ и редин (т. е. разреженных сообществ саксаула), такыров, лишенных растительности, и такыровидных поверхностей с немногими мелкими травянистыми галофитами. Оно несколько ограничивает возможности индикации. Однако здесь можно вести индикационное дешифрирование грунтов разного гранулометри-ческого состава, с большой точностью используя количественные методы анализа аэрофоторисунка, создаваемого черносак-саульниками. В ландшафте последних различаются два крупных обобщенных варианта: сомкнутые черносаксаульники, создающие леса или рощи, и черносаксауловые редины. Они хорошо различимы на крупномасштабных аэрофотоснимках по густоте крапа, отдельные точечные элементы которого отвечают кронам экземпляров саксаула. Производя на аэрофотоснимке измерение расстояний между элементами крапа (причем измеряются расстояния от какой-либо одной кроны до всех, с которыми ее можно соединить прямыми, не пересекающими прочих крон; такая операция повторяется, пока не будет получено 50- 100 измерений), можно с использованием полученного материала построить кривые распределения. На оси координат откладываются при этом классы расстояний, а на оси абсцисс-число измерений в каждом классе. Этим способом можно разделять площади с господством в верхней пятиметровой части разреза песков и супесей или суглинков и глин, не прибегая к бурению, так как вторым свойственны редины, характеризующиеся удлиненными многовершинными кривыми, а первым-одновершинными кривыми с максимумом в наивысших классах густоты, типичными для лесов и рощ. Часто черносаксаульники окаймляют в виде извилистых контуров древние, в настоящее время высохшие русла, типичные для древнеаллювиальных равнин.

В щебнисто-суглинистых и глинистых пустынях останцовыхплато (Устюрт, Шагырай) повсеместное развитие биюргуновых кочкарников (часто с коврами черных и желтых лишайников на поверхности почвы) является признаком, достоверно указывающим на наличие типичных, сильно засоленных (с содержанием солей от 1 до 3%) глинистых грунтов-.глин и суглинков с серо-бурыми почвами. Ковер лишайников индицирует высокую приповерхностную гипсоносность почвы. Полынные равнины с господством полыней белоземельной и кемрудской (местами с участием ковылей каспийского, Рихтера, Гогенаккера) являются индикаторами менее засоленных суглинистых и глинистых пород и выщелоченных почв с засолением не выше 0,5%.

В предгорных пустынях геоботаническая индикация используется главным образом для прослеживания путей геохимических потоков, движущихся от возвышенностей Средней Азии и Казахстана к Туранской и Прикаспийской низменностям. Пото-кцуэти следует, очевидно, представлять слагающимися из грунтовых потоков подземных вод, движущихся почвенных растворов и масс пролювиального материала. При этом идет известная дифференциация потока в зависимости от растворимости и подвижности солей и от характера переноса материала, имеющего разные механические характеристики. В результате возникает определенная поясность как механического состава, так

Распределение растительных сообществ и почв на подгорной равнине Копетдага

Индикаторы	Индикаты
Формация полыни туркменской с пет-рофитами на расчлененных предгорьях	скопления грубообломочного материала и галечники с примитивными скелетными почвами
Ассоциация полыни туркменской с мятликом в слаборасчлененных предгорьях	светлые маломощные сероземы на щеб-нисто-галечниковых отложениях
Эфемерово-плаково-мятликовая формация	светлые супесчано-суглинистые сероземы на лёссовидных суглинках
Галохарисово-мятликовая группа ассоциаций	такыровидные сероземы на засоленных суглинках
Мятликово-каргановая группа ассоциаций в комплексе с тетыровой	солончаковатые такыры на засоленных суглинках. Засоление 0,5-3,5%
Комплекс сарсазановых и карабарако-вых сообществ	солончаки, подстилаемые тяжелыми суглинками и глинами. Засоление более 5%

и засоления почв, которая отражается в распределении растительного покрова следующим образом (табл. 29).

В пределах отдельных групп сообществ растительность дает возможность оценить засоление более точно. Так, сообщество каргана развивается при засолении 0,5-3,7%, причем хлориды и сульфатны представлены в паритетном соотношении; тетыро-вое сообщество типично для сульфатно-натриевого засоления в интервале 0,7-3,0%; сообщество солянки восточной указывает на преобладание сульфатов кальция при общем содержании солей 06-2,0%.

В солончаковых пустынях общеизвестно тяготение формации сарсазана и солероса к хлоридному засолению, а формаций поташников, реомюрии кустарниковой, кермека полукустарникового, камфоросмы монпелийской — к сульфатному засолению. Однако наиболее надежными индикаторами господства хлоридов являются лишь так называемые куртинные сарсазанники (где сарсазан образует большие плоские, прижатые к субстрату куртины или круговины). Там же, где сарсазан образует приподнимающиеся кустики, около которых формируются микробугорки типичной эоловой формы (образуя микроландшафт бугристого сарсазанника), засоление крайне непостоянно, с частым чередованием преобладания в разных горизонтах одного и того же разреза то хлоридов натрия, то сульфатов кальция. Упомянутые физиономические варианты сарсазана не имеют систематического значения и, очевидно, являются формами роста, с помощью которых сарсазан приспособился в одном случае к вязкому влажному хлоридному субстрату, а в другом — к условиям пухлого сульфатного солончака.

В меловых пустынях геоботаническая индикация служит для оценки степени разрушенности мелов и мелоподобных мергелей выветриванием. Постепенное сгущение растительности указывает на увеличение мощности выветрелого слоя. Характер подобной индикации может пояснить табл. 30.

Большинство из перечисленных индикаторов хорошо дешифрируется на аэрофотоснимках среднего и крупного масштаба. Так, черносаксаульники выделяются на аэрофотоснимках в виде интенсивно-темных контуров с отчетливой зернистостью. Контуры эти или вытянуты и извилисты (саксаульники у староречий), или округлы и овальны (саксаульники замкнутых депрессий). Белосаксаульники дают более редкий (по сравнению с черно-саксаульниками) и более мелкий равномерный крап, для которого характерно развитие его на грядах или на буграх, так что здесь для дешифрирования необходимо совместное использование геоботанических и геоморфологических признаков. Сочетание биюргунников, серополынников, белоземельнополынников дешифрируется по характерному мозаичному аэрофоторисунку, заметному отчетливо лишь на крупномасштабных аэрофотоснимках. Солончаки распознаются по интенсивно светлому, почти белому фототону, а сарсазанники создают темную точечность, сгущающуюся к периферии солончаковых впадин и часто сливающуюся по самому их краю в сплошную кайму. Тугаи и джангили создают на мелкомасштабных аэрофотоснимках монотонные T-sw-iHbie контуры, а при увеличении масштаба обнаруживают густую, почти сливающуюся зернистость, создаваемую кронами деревьев и кустарников. Для меловых пустынь дешифрирование мало эффективно, так как растения мелов очень мелки, и по аэрофотоснимку можно лишь ориентировочно оценить степень ее сомкнутости, так как она резко контрастирует со светлым фототоном мелов. На крупномасштабных снимках удается заметить на мелах линейную исчерченность, создаваемую узкими полосами растений по трещинам, и по этому признаку оценить трещиноватость.