Горно-луговые почвы
Го́рно-луговы́е по́чвы, почвы с хорошо развитым, насыщенным корнями растений гумусовым горизонтом, характеризующиеся высокой щебнистостью, выщелоченностью от оснований, накоплением грубого гумуса. Профиль горно-луговых почв состоит из дернового или оторфованного верхнего слоя и следующих за ним гумусово-аккумулятивного и постепенно переходящего в породу иллювиального горизонтов. В «Классификации и диагностике почв России» (2004) им соответствуют Тёмногумусовые / Перегнойно-тёмногумусовые почвы.
Название почв утвердилось в конце 19 в. и определено их формированием в зоне горных лугов. Ныне горно-луговые почвы принято считать самостоятельным, оригинальным типом горных почв, не имеющим аналогов на равнине. В Едином государственном реестре почвенных ресурсов России среди горно-луговых почв выделяют горно-луговые типичные дерновые почвы и горно-луговые дерново-торфянистые.
Условия формирования и генезис
Горно-луговые почвы формируются между верхним пределом леса и линией постоянного снежного покрова под среднетравными субальпийскими лугами (гераниевыми) и низкотравными (кобрезиевыми) альпийскими лугами в высокогорьях Центральной и Южной Европы, Кавказа, Гималаев, Восточного Тибета, Кордильер, Новозеландских Альп, Алтая, Саян, Среднего и Южного Урала, Крымской гряды и других горных систем преимущественно умеренного и субтропического климатических поясов Земли. Материнской породой для горно-луговых почв служит элюво-делювий различных коренных пород, реже – рыхлые наносы. Подстилающим субстратом выступают плотнокристаллические породы горных хребтов.
В России горно-луговые почвы занимают 0,31 % территории. Горно-луговые почвы формируются в условиях умеренно тёплого климата и большого количества осадков (800–1500 мм в год, осадки превышают испаряемость в 2–3 раза) на продуктах выветривания плотных пород или рыхлых наносах в верхних частях ледниковых долин, на террасах горных рек или на склонах горных хребтов. На карбонатных породах развиваются мощные и гумусированные горно-луговые почвы с нейтральной реакцией среды. На бескарбонатных породах профили почв менее гумусированы, реакция среды кислая. Растительный покров представлен луговой разнотравной растительностью альпийского и субальпийского типов.
Горно-луговые почвы субальпийской зоны формируются в нижнем поясе горных лугов с высокостебельным красивоцветущим разнотравьем. Субальпийские луга отличаются особым флористическим богатством: до 40–50 видов на 100 м2 и высотой травостоев до 1–4 м. Корни и корневища трав проникают в почву на глубину до 1 м. В Андах горные луга с преобладанием в составе растительного покрова зонтичных, бобовых, астровых и вересковых видов называют зоной «парамо».
Горно-луговые почвы альпийской зоны занимают верхний пояс (на абсолютной высоте 2800–3500 м на северном склоне Кавказа, Тянь-Шаня, в Альпах) низкотравных лугов и стелющихся кустарников. Различают 2 типа альпийских лугов. Первый тип отличается преобладанием злаков и осок, образующих плотнодерновые луга. В горах Центральной и Южной Европы к ним относят т. н. матты (от нем. Matte – горный луг, пастбище), в горах Средней Азии – кобрезиевые луга. Второй тип альпийских лугов – это альпийские лужайки, или альпийские ковры, в которых основную роль играет двудольное разнотравье, образующее плотную дернину. Многие травянистые растения остаются в зимнезелёном состоянии и осуществляют слабый рост под снегом. При этом 90 % фитомассы горных лугов сосредоточено в подземном ярусе.
Коэффициент увлажнения в зоне горных лугов достигает величин 1,33 и более, сумма активных температур меняется от 1700° до 3000° в зависимости от высоты над уровнем моря и расположения горной системы в природной зоне. Общим свойством луговых высокогорий являются:
увеличение ультрафиолетового и прямого солнечного излучения;
уменьшение плотности атмосферы;
уменьшение парциального давления углекислого газа и кислорода;
контраст суточных температур во времени (суточная амплитуда температур больше годовой амплитуды) и в пространстве (между склонами различных экспозиций, между долинами и склонами, между наветренными и подветренными сторонами гор).
Продолжительность вегетационного периода в горно-луговом поясе гор, расположенных в умеренном поясе (например, Кавказ, Альпы, Средний Урал), составляет около 4 месяцев, часто наблюдается переход температур воздуха через ноль. В орогенах, приуроченных к тёплому поясу (например, Анды, Памиро-Алай), продолжительность вегетационного периода в альпийском поясе достигает 12 месяцев, но через ноль температуры переходят почти ежедневно. Высокогорные луговые биомы считаются «эволюционно горячими точками» планеты и одними из самых быстроразвивающихся экосистем на Земле.
Ведущими почвообразовательными процессами в горно-луговых почвах являются дерновый и гумусово-аккумулятивный. На наветренных склонах гор с большим количеством осадков в профиле почв образуется верховодка и почвы приобретают отчётливо выраженные признаки гидроморфизма (оторфованность верхней части профиля, наличие «ржавых», буро-охристых пятен ожелезнения, примазок и конкреций, проявление морфохроматических признаков оглеения).
Из-за высокой скорости горных рек в их поймах не образуется речной аллювий, и горно-луговые почвы занимают нишу своих равнинных аналогов – аллювиальных почв, формируя своеобразные луговины на террасах.
Морфологическое строение профиля
Различают следующие типы горно-луговых почв: горно-луговые субальпийские и горно-луговые альпийские почвы.
Горно-луговые субальпийские почвы характеризуются мощным, хорошо развитым и слабо дифференцированным на горизонты профилем глубиной до 1 м у субальпийских горно-луговых почв и глубиной до 50 см у альпийских горно-луговых почв, а также наличием каменистых включений. Верхний горизонт профиля горно-луговых субальпийских почв представляет собой прочно скреплённую корнями травянистой растительности дернину Аv мощностью до 10–20 см и более. Формула профиля горно-луговых субальпийских почв: Аv – Ap – ABp – BCp – Cp(D).
Альпийские горно-луговые почвы имеют на поверхности своеобразный сухоторфянистый горизонт Тj мощностью 1–2 см. Под верхним горизонтом залегает гумусово-аккумулятивный горизонт А, отличающийся водопрочной зернисто-комковатой структурой, средне- и тяжёлосуглинистым гранулометрическим составом, наличием большого количества слаборазложившейся корневой массы, ходов почвенных животных. Формула профиля горно-луговых альпийских почв: Тj – Ap – ABp – BCp – Cp(D).
Профиль горно-луговых почв отличается скелетностью и выщелоченностью от карбонатов. Горно-луговые почвы, как правило, не имеют признаков оподзоленности в профиле, за исключением горно-луговых почв, развитых под зарослями рододендрона.
Свойства горно-луговых почв
Горно-луговые почвы имеют небольшую плотность верхних горизонтов, большую влагоёмкость и высокую водопроницаемость, обычно уменьшающиеся от верхних горизонтов к нижним. В средней или нижней частях профиля горно-луговых почв наблюдается тенденция к увеличению тонкодисперсных частиц (мелкая пыль, ил), что часто становится причиной формирования верховодки и застоя влаги поверхностного стока в верхних горизонтах почвенного профиля и на поверхности земли в виде «недолго живущих» (от нескольких часов до нескольких месяцев) горных озёр. Глинистые минералы горно-луговых почв представлены преимущественно гидрослюдами, также встречаются монтмориллонит, каолинит и др.
Горно-луговые альпийские почвы содержат большое количество гумуса, в составе которого много слабогумифицированных соединений, придающих ему «грубый» характер. Для минеральной части почвы характерно высокое содержание соединений железа, ненасыщенность основаниями, кислая реакция среды. Высокая гидролитическая кислотность горно-луговых почв обусловлена алюминием, который наравне с водородом преобладает в составе поглощающего комплекса.
Горно-луговые субальпийские почвы содержат значительное количество «мягкого» гумуса, в котором меньше слабогумифицированных соединений, обладают большей мощностью гумусового профиля, меньшей кислотностью и большей насыщенностью основаниями.
По мере продвижения от верхней границы леса к нивальному поясу снежных вершин процессы химического выветривания замещаются более интенсивными процессами физического дробления плотных пород, осыпания, морозного растрескивания, крипа и пр. Поэтому горно-луговые альпийские почвы более каменистые по сравнению с нижележащими субальпийскими почвами.
Таксономия и закономерности распространения
Разделение на фациальные подтипы не разработано. Однако по комплексу свойств, обусловленных особенностями почвообразующих пород и характером эволюции почв, выделяют:
обычные горно-луговые почвы (термин «обычные» опускается, т. к. свойства почв соответствуют характеристике тех подтипов, в рамках которых они выделены);
тёмноцветные горно-луговые почвы (от обычных отличаются тёмно-серой окраской, более прочной зернистой структурой, большей гумусированностью и насыщенностью основаниями);
вторичные (вторично одернованные) горно-луговые почвы (формируются под послелесной луговой растительностью после сведения леса и несут в профиле реликтовые признаки лесных почв) и вторично оподзоленные горно-луговые почвы (содержат в профиле кремнезёмистую присыпку или признаки подзолистого горизонта).
Разделение горно-луговых почв на виды выполняется по ряду признаков:
наличие оглеения – глееватые;
по степени одернованности (торфянисто-дерновые – более 80 % корней);
плотнодернинные – 80–50 %;
рыхлодернинные (50–20 %);
по мощности гумусового профиля (маломощные – менее 20 см; среднемощные – 20–40 см; мощные – 40–80 см; сверхмощные – более 80 см).
Горно-луговые почвы субальпийской зоны распространены на разной абсолютной высоте – в зависимости от расположения снеговой линии в разных горных системах. Например, на северном склоне Кавказа, в Восточных Карпатах, в Альпах, на Алтае, в Гиссаро-Алае они приурочены к абсолютным высотам 1800–2800 м, в Гималаях – 3600–4000 м, а на Крымской гряде и на Среднем Урале – к высотам 1100–1300 м. Горно-луговые почвы альпийской зоны занимают верхний пояс гор на абсолютной высоте 2800–3500 м на северном склоне Кавказа, Тянь-Шаня, в Альпах, в горах Восточной Африки; на Восточном Памире – 4500–5000 м.
Хозяйственное использование
Вследствие сложного рельефа, трудной доступности и высокой щебнистости профилей, затрудняющих выполнение механизированных работ, горно-луговые почвы слабо освоены под земледелие. Основными видами хозяйственной деятельности в высокогорьях являются пастбищное скотоводство, сенокосы и рекреационная деятельность.
По возможности использования горно-луговые почвы могут быть разделены на 3 группы: горно-склоновые – формирующиеся на склонах крутизной более 10 градусов; нагорно-равнинные – развитые на относительно выровненных участках с уклоном менее 10 градусов (горные плато); горно-долинные – развитые на склонах крутизной не более 4–5 градусов (речные террасы, луговины, троги, делювиальные шлейфы и пр.).
Ограниченное использование горно-луговых почв также связано с их высокой подверженностью водной эрозии. Особенно большой ущерб наносят селевые потоки. Поэтому при освоении горно-луговых почв очень важны почвозащитные мероприятия: закрепление и террасирование склонов, регулирование поверхностного стока путём устройства противоселевых сооружений, соблюдение пастбищеоборотов, нормирование выпаса и рекреационной нагрузки.
Распространение за рубежом
Горно-луговые почвы распространены в высокогорьях умеренного и тёплого климатических поясов на всех континентах и известны под названиями: Leptic Umbrisols, Umbric Leptosols, Umbric Leptosols Dystric.