Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Экологические проблемы объекта Всемирного природного наследия – оз. Байкал требуют экологически ориентированного использования экосистем самого объекта и его бассейна [1, 2]. Почва является составной частью экосистем. До настоящего времени отсутствовали карты почвенного покрова этой территории, созданные на едином методологической подходе и с использованием общих принципов классификации почв.

Имеющиеся почвенные карты по бассейну Байкала на территорию России [1, 3] и Монголии [4] отражают этап исследований 1960–1980 гг. При их создании использовались различные методы и номенклатура. Важным этапом в развитии почвенной науки России и Монголии явилось создание почвенной карты бассейна Байкала масштаба 1:5 000 000 [5]. Основой для составления карты послужили многолетние почвенные исследования, проведенные в 1990–2017 гг. в Бурятии, Иркутской области, Забайкальском крае и Монголии [6–9] с использованием современного картографического инструментария [10–12]. Географическое представление почвенного покрова с использованием новой классификации почв [13, 14] является одним из первых опытов в России. В данной работе рассматриваются основные закономерности пространственной организации почв Байкальского региона. Площади ассоциаций почв подсчитаны в программе MapInfo.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования является почвенный покров бассейна оз. Байкал (площадь 576,5 тыс. км², протяженность по меридиану ~13 000 км). В южной части бассейн обрамляют Большой Хангайский, Хэнтэйский хребты и Прихубсугульские горные сооружения, на севере – Становое нагорье и Прибайкальские хребты. Среднегорьем занято примерно 45 % территории бассейна [2]. В пределах Российской Федерации находится около половины (44,6 %) площади байкальского водосбора.

Фрагмент карты «Почвы бассейна оз. Байкал»

В связи с этим и наряду с данными многолетних исследований почв и почвенного покрова российских и монгольских ученых основой для составления почвенной карты бассейна оз. Байкал послужили различные картографические материалы, отражающие климат, рельеф, геологию, геоморфологическое строение и пространственную организацию почвенного и растительного покровов, использовались разные по масштабу и времени издания топографические карты, аэро- и космические снимки, а также результаты полевых маршрутных исследований авторов. При этом учитывались факторно-индикационные характеристики и почвенно-ландшафтные связи [15].

Главными факторами, определяющими пространственную организацию почвенного покрова в регионе на мегауровне, являются рельеф и климат. Указанные факторы и ландшафтные связи имеют отчетливую специфику в горной и равнинной частях бассейна. Влияние акватории озера Байкал также определяет особенности климата и, соответственно, почвенного и растительного покрова. В связи с этим отдельно рассматриваются почвы высокогорий, высоких равнин, межгорных понижений и Прибайкалья.

В условиях горного рельефа преобладающими типами СПП являются мозаики и сочетания. В днищах межгорных котловин встречаются комплексы. Однако такие черты рельефа, как выположенные вершины хребтов, щебнистые днища котловин и большой диапазон показателей крутизны склонов, значительно усложняют структуру почвенного покрова и нередко обусловливают одновременное чередование сочетаний и мозаик. В связи с этим на карте даны ассоциации почв, состоящие из трех групп: «основные», «сопутствующие» и «встречающиеся» (карта) без указания классов почвенных комбинаций [5] (рисунок, таблица). К основным относятся преобладающие почвы, занимающие 70–80 % территории, к сопутствующим – занимающие 15–20 % территории и к встречающимся – 5–10 %.

Результаты исследования и их обсуждение

Процессы почвообразования тесно связаны с корами выветривания. В Северной Монголии сочетаются грубообломочная ортоэлювиальная, карбонатная и хлоридно-сульфатная коры выветривания, в Селенгинском среднегорье на склонах хребтов выражена также обызвесткованная щебнистая кора, в Прибайкалье на склонах, обращенных к озеру, грубообломочный ортоэлювий сменяется кислой сиаллитной корой выветривания.

Почвы высокогорной, среднегорной, низкогорной и котловинной частей территории имеют свои особенности. Для Хангайского хребта характерна следующая смена почв от верхнего пояса к подножью: литоземы > торфяно-глееземы > криоземы > дерново-подбуры > черноземы дисперсно-карбонатные. Литоземы доминируют в водораздельной альпинотипной части с сопутствующими им петроземами, глееземами и подбурами. Ниже, в лесотундровом и таежном поясе со сглаженными формами рельефа и небольшими перепадами высот формируются торфяно-глееземы и насыщенные влагой неглубоко протаивающие криоземы на льдистой мерзлоте, с сопутствующими на повышениях сухо-мерзлотными подбурами и, локально по микропонижениям, – торфяно-литоземами. Завершается поясность дерново-подбурами с сопутствующими им серогумусовыми почвами и черноземами дисперсно-карбонатными. В горной тайге Хангая встречаются степные «острова» с почвами черноземного облика: литоземы перегнойно-темногумусовые и темногумусовые, иногда темногумусовые типичные почвы, а также каштановые и криоаридные почвы. Их можно встретить на крутых участках склонов южной экспозиции. По заболоченным понижениям формируются торфяные эутрофные почвы.

Горы Хэнтэйского нагорья имеют пологий рельеф с широким распространением останцов, скал и каменистых россыпей. В вертикальной поясности смена основных типов почв представлена рядом: криоземы > литоземы > дерново-подбуры > темногумусовые метаморфизированные. В водораздельной части криоземам сопутствуют сухо-мерзлотные подбуры. В подтаежном поясе на рыхлом элюво-делювии доминирующими типами почв являются дерново-подбуры и сопутствующие им серогумусовые почвы. Многочисленные выходы плотных пород с маломощным элювием обусловливают формирование литоземов серогумусовых и петроземов гумусовых. Локально встречаются торфяно-литоземы. В северной части Хэнтэйского нагорья на территории России (Чикойский хребет, максимальная высота 2519 м), смена почв по поясам более проста и состоит из двух типов: подбуры грубогумусированные > подбуры, грубогумусовые почвы > дерново-подбуры. Подбурам грубогумусированным сопутствуют буроземы и подбуры оподзоленные по долинам рек, дерново-подбуры образуют комбинации с серогумусовыми почвами. На высоких равнинах встречаются подзолы и темногумусовые типичные почвы.

В вертикальной структуре западной части Прихубсугулья отмечается следующая смена почв: литоземы > криоземы > дерново-подбуры, а восточнее, в пределах Джидино-Хамар-Дабанской части: карболитоземы > криоземы > подбуры > дерново-подбуры.

В водораздельной части хребтов Прибайкалья в пределах гольцового пояса под лишайниковыми и травянистыми сообществами среди каменистых россыпей доминируют петроземы и литоземы. В подгольцовом поясе под зарослями кедрового стланика самостоятельную полосу занимают литоземы и петроземы с подбурами и подзолами. В пределах горной тайги Северного Прибайкалья ниже гольцового пояса формируются альфегумусовые почвы с элювиально-иллювиальным дифференцированным, слабодифференцированным и недифференцированным профилями. На Байкальском, Баргузинском хребтах и в Северо-Байкальском нагорье господствуют подзолы и подбуры с участием торфяно-подбуров и дерново-подзолов. В вертикальной поясности образуются ряды, в нижней части которых имеются отличия на склонах разной экспозиции: литоземы и петроземы > подбуры и подзолы > дерново-подзолы глеевые (склон, обращенный к побережью Байкала), подбуры, грубогумусовые и дерново-подбуры (склон, обращенный к Баргузинской котловине).

В высокогорной части хребтов Хамар-Дабан, Улан-Бургасы и Икатский наибольшую площадь занимают подбуры и буроземы грубогумусовые. Под субальпийскими лугами формируются органо-аккумулятивные, прежде всего темногумусовые почвы. На склонах, обращенных к Байкалу, буроземы спускаются к основанию хребтов и смена почв в вертикальной поясности представлена рядом: темногумусовые > подбуры > буроземы. В нижней части склонов восточной экспозиции в предгорной тени последовательно располагаются пояса подбуров и грубогумусовых почв и дерново-подбуров, образуя ряд: темногумусовые > подбуры >подбуры и грубогумусовые > дерново-подбуры.

Межгорные котловины Прибайкалья характеризуются большой пестротой почвенного покрова от таежных и болотных до сухостепных, что обусловлено широтным положением, высотой, орографической барьерностью, экспозиционностью склонов окружающих горных хребтов и особенностями влияния акватории озера. В дельте р. Селенга, в долине рек Баргузин и Северная Ангара относительно крупные массивы заняты болотами, на которых развиваются преимущественно торфяные эутрофные и торфяные эутрофные глеевые почвы. В устьях рек Баргузин и Турка формируются дерново-подзолы, в устье р. Селенга – дерново-подбуры и дерново-серые почвы. Для побережья оз. Байкал одновременно с оподзоленными и болотными почвами, характерно формирование псаммоземов. В Приольхонье и на о. Ольхоне, а также в Баргузинской котловине в дождевой тени Приморского, Байкальского и Баргузинского хребтов формируются сухостепные каштановые, серо- и светлогумусовые почвы. В Баргузинской котловине широко распространены засоленные почвы, в том числе солончаки, временами встречаются солонцы и солонцеватые почвы.

Орхон-Селенгинское и Селенгинское среднегорья представляют собой вытянутые с юго-запада на северо-восток крупные межгорные понижения с отметками в днищах 500–1000 м, к окраинам 1000–1500 м, чередующиеся с останцами высотой до 1500–2000 м. Высокие гипсометрические отметки окружающих горных сооружений вызывают аридный котловинный эффект, благодаря которому в днищах котловин формируются сухостепные почвы. На территории Монголии значительные территории заняты каштановыми, криоаридными и светлогумусовыми почвами. Им сопутствуют и вместе с ними встречаются каштановые гидрометаморфизированные и криогумусовые почвы. По долинам рек формируются серо- и светлогумусовые почвы с относительно небольшими контурами засоленных почв. По окраинам среднегорья в подтаежном ландшафтном поясе (1650–1900 м) Хангайского, Хэнтэйского и прихубусугульских хребтов, ближе к обрамляющим его высокогорным хребтам, в почвенном покрове встречаются темногумусовые типичные и метаморфизированные почвы. Переходные к горной части территории занимают дерново-подбуры с сопутствующими им серогумусовыми почвами, а также дисперсно-карбонатные и гидрометаморфизированные черноземы. По пологим склонам солярной экспозиции каштановые и криоаридные почвы поднимаются в горы.

Ассоциации почв бассейна оз. Байкал и их площади

Преобладающими почвами российской части Селенгинского среднегорья являются дерново-серые и каштановые почвы. Дерново-серые доминируют в северо-восточной части среднегорья. По остепненным лугам на речных террасах значительные территории занимают почвы черноземного облика: черноземовидные, темногумусовые метаморфизованные и собственно черноземы текстурно-карбонатные квазиглеевые. На песчаных отложениях широко распространены комбинации дерново-подбуров и псаммоземов гумусовых. В сторону окружающих хребтов в почвенном покрове увеличивается доля дерново-подбуров и серогумусовых почв. Они занимают средние и нижние, преимущественно пологие, части склонов и днища котловин, покрытые сосновыми, смешанными и мелколиственными лесами.

В пределах Иволгино-Гусиноозерской части среднегорья и далее на юг увеличиваются площади, занятые каштановыми почвами и комбинациями дерново-подбуров и псаммоземов гумусовых. Сопутствующими почвами в пределах котловин являются серые метаморфические. Небольшие ареалы заняты черноземами квазиглеевыми. По долинам р. Хилок и ее притока – р. Тугнуй значительные площади занимают черноземы дисперсно-карбонатные и темногумусовые почвы. Для нижней части пологих склонов и приозерных понижений характерны обширные массивы засоленных почв, распространенные в Иволгинской, Тугнуйской и Бичурской котловинах и Боргойской степи. Занимают они понижения, в основном прилегающие к поймам рек. Наиболее распространенные типы засоления солонцов и солончаков – сульфатно-содовый, содово-сульфатный, сульфатный и хлоридно-сульфатный.

Пойменные почвы представлены в основном аллювиальными светло-, серо- и темногумусовыми почвами; на островах и в прибрежной части – слаборазвитыми аллювиальными слоистыми почвами. В степной и особенно в сухостепной зонах Забайкалья, в поймах рек также формируются солончаки и реже солонцы.

Пойма р. Баргузин занята аллювиальными серо- и темногумусовыми почвами, образующими комбинации с торфяно-глеевыми и торфяно-криоземами глееватыми. В дельте р. Селенга в пределах Усть-Селенгинской впадины в основном формируются аллювиальные серогумусовые, темногумусовые, слоистые и оторфованные почвы. Основные закономерности отражены в 47 ассоциациях почв (таблица).

Основные закономерности пространственного распределения почв бассейна оз. Байкал, имеющего протяженность 13000 км по меридиану, во многом связаны с широтной зональностью. Однако различия в поступлении солнечной радиации между параллелями 46 ° и 57 ° в значительной мере нивелируются горным характером рельефа с его вертикальной поясностью.

Почвенные контуры с подбурами в качестве основных компонентов ассоциаций занимают 47216 км2. Большие территории (62990 км2) подбуры занимают вместе с подзолами, буроземами и грубогумусовыми почвами. Преобладание подбуров в почвенном покрове северной части бассейна отражает зонально-фациальные закономерности распределения почв. Сложность почвенного покрова горно-таежных ландшафтов Прибайкальских хребтов, формирование в качестве основных типов наряду с подбурами подзолов и буроземов обусловлено влиянием оз. Байкал. В межгорных понижениях Прибайкалья отмечается большая пестрота почвенного покрова, обусловленная поступлением влаги с окружающих горных хребтов, сложный рельеф, включающий современные и древние русла рек, низины и террасы. Несмотря на это от северного Прибайкалья к южному все же прослеживается последовательная смена преобладания болотных торфяных эутрофных почв дерново-подзолами, подтаежными дерново-серыми почвами и дерново-подбурами.

Преобладающим типом почв таежного пояса гор южной части бассейна, Малого Хамар-Дабана, прихубсугульских хребтов, Хэнтэя и Хангая, являются льдисто-мерзлотные представители почв, ранее объединенных под названием мерзлотно-таежные – криоземы (S = 52148 км2). Вместе с криоземами здесь широко распространены почвы влажных экологических ниш – литоземы перегнойно-гумусовые и торфяно-глееземы. Большую роль в создании гумидного климата и накопления льдистой мерзлоты здесь играет большая высота (2500–3500 м над у.м.), огромные площади (> млн км2), занимаемые этими горными странами, и значительное поступление солнечной радиации.

Значительные площади на территории бассейна оз. Байкал занимают дерново-подбуры – почвы переходных от горно-таежных к степным ландшафтов. В качестве основных компонентов ассоциаций они распространены по всей территории бассейна и занимают территорию в 75925 км2. Дерново-подбуры в качестве основных типов образуют комбинации с дерново-серыми почвами (1145 км2) и с псаммоземами гумусовыми (4407 км2). В северной части бассейна дерново-подбуры формируются в основном на высотах 700–800 м, поднимаясь в горы в дождевой тени и по склонам солярных экспозиций до высоты 1000 м, а в южной – на высоте 1000–1500 м и поднимаются в горы до отметок 1750 м.

Почвенный покров Селенгинского и Орхон-Селенгинского среднегорья характеризуется следующей сменой доминирующих типов почв с севера на юг:

а) дерново-серые с участками черноземовидных почв;

б) каштановые;

в) горно-каштановые и криоаридные.

Контуры, где основным типом являются дерново-серые почвы, имеют площадь 9995 км2. На площади 1145 км2 они выступают фоном вместе с дерново-подбурами. Местоположение дерново-серых почв приурочено к северной части Селенгинского среднегорья, граничащей с областью распространения многолетней мерзлоты. Почвы формируются на песчано-пылеватых лессовидных отложениях в нижней части пологих склонов или на речных террасах под смешанными или мелколиственными лесами. Тип дерново-серые выделен Ц.Х. Цыбжитовым [16]. Генезис и классификационное положение этих почв окончательно не выяснено.

Доминирующими в среднегорье являются каштановые почвы. В качестве основных они входят в контуры общей площадью 87278 км2. Основные их массивы располагаются в южной части среднегорья, охватывая пенепленизированные поверхности древних хребтов и террасы рек Тугнуй, Хилок, Чикой, Джида, Селенга, Орхон, Хунуйн Гол, Шарын Гол и др. География каштановых почв включает также Баргузинскую котловину, о. Ольхон, Приольхонье. В верховьях рек Идэр и Дэлгэр-Мурэн на Хангае на высоте 2000 м развиваются неполнопрофильные светлогумусовые почвы. В степных ландшафтах формируются также криоаридные почвы, имеющие сходство с каштановыми почвами. Для их окончательной диагностики требуются специальные исследования.

География дерново-серых и каштановых почв свидетельствует о том, что эти почвы можно отнести к зональным. Доказательством служит строгая приуроченность дерново-серых почв к бореальной области в северной части Селенгинского среднегорья, где они являются фоновыми. Что касается каштановых почв, то они абсолютно доминируют в суббореальной области Селенгинского и Орхон-Селенгинского среднегорья. Формирование их в понижениях среди высокогорий объясняется спецификой горного почвообразования и демонстрирует экспансивный характер распространения засушливых почв на территории бассейна оз. Байкал.

Черноземы являются зональными почвами на территории Восточной Европы и Западной Сибири. На территории Забайкалья и Северной Монголии они не образуют крупных контуров. В Монголии эти почвы приурочены к предгорьям Хангая, где они поднимаются до высоты 1750 м и располагаются ниже пояса дерново-подбуров. На российской территории черноземы формируются отдельными участками, приуроченными к нижней части и подножиям склонов теневых экспозиций южной части Селенгинского среднегорья и примыкающим к ним днищах котловин. Распространение черноземов в бассейне оз. Байкал аналогично дерново-подбурам, которые образуют пояс в предгорьях Хангая, Прибайкальских хребтов, Хэнтэя и Чикоя. Площадь черноземов составляет 32575 км2, а география их определяется в первую очередь вертикальной поясностью и экспозиционностью, нежели широтной зональностью.

В поймах формируются различные типы почв, относящиеся к отделам слаборазвитых, аллювиальных, галоморфных почв. Специфика пойменного почвообразования связана с горным характером территории, региональными особенностями поемно-аллювиальных процессов, резко континентальным климатом и функционированием почв в условиях совместного проявления криодизации и аридизации. Почвенный покров континентальной дельты Селенги характеризуется неоднородностью. На песчаных плейстоценовых озерно-речных террасах развиваются дерново-подбуры и дерново-серые почвы, на пологонаклонных участках террас – серые метаморфические, на древней дельте – торфяные эутрофные почвы.

Заключение

На карте почвенного покрова бассейна оз. Байкал на территории России и Монголии отражены основные закономерности пространственного распределения почв. Составленная карта является документом, отражающим количество и качество почвенных ресурсов и необходима для учета и оценки биосферных функций почв этой территории, влияния почвенного покрова на оз. Байкал и имеет большое значение для планирования развития сельского хозяйства в России и в Монголии.

Территория бассейна оз. Байкал расположена выше 455 м над уровнем моря и состоит из высокогорий и среднегорий, имеющих отчетливые отличия и специфичность проявления широтной зональности. Наличие горных систем и их обширные пологонаклонные предгорья сглаживают контрасты в смене ландшафтов и почв в широтной зональности. При рассмотрении элементов вертикальной поясности отмечается преобладание в высокогорьях северной части сухомерзлотных почв, а южной – льдистомерзлотных, обусловленное более высокими температурами, обусловливающими накопление влаги в виде льда. Среди почв высокогорий северной части бассейна господствуют подбуры, а южной – криоземы.

В Северном Прибайкалье наряду с подбурами доминируют подзолы. В Восточном и Южном Прибайкалье формируются буроземы, что объясняется смягчающим влиянием оз. Байкал на климат этой территории. Дерново-подбуры являются элементом вертикальной поясности почв с самым крупным ареалом и представляют собой переходный тип почв от горно-таежных к степным. В северной российской части бассейна широко распространены комбинации подбуров с дерново-подбурами и буроземами. Их «зональность» заключается в том, что спорадически встречаясь на северной границе бассейна, они расширяют свой ареал к югу в соответствии с аридизацией климата и увеличением площадей горных областей. В среднегорье, пересекающем территорию бассейна оз. Байкал непрерывной полосой, расширяющейся от Витимского плоскогорья до Хангая, широтная зональность почв прослеживается более отчетливо и включает дерново-серые почвы, каштановые и криоаридные.

Исследования выполнены по теме проектов НИР № АААА–А17–117011810038–7 (ФАНО 0337–2017–0002); № АААА-А17117041910169-4 (ФАНО 0347-2016-0002).