Причины и признаки переувлажнения и заболачивания почв

В зоне избыточного увлажнения широко распространены почвы, испытывающие периодическое или постоянное переувлажнение. Переувлажнение и заболачивание происходят под влиянием двух процессов: 1) заболачивания суши и 2) зарастания водоемов.

Заболачивание суши связано с действием атмосферных, намывных склоновых, намывных русловых, грунтовых и напорных вод (рис. 16) Зарастание водоемов обусловлено поселением различных групп растений-торфообразователей на акватории водоема и его постепенным заполнением торфом (рис. 17).

В первом случае возникают переувлажненные и заболоченные, минеральные и торфяные почвы. Во втором — только торфяные почвы, причем их отличительной особенностью является наличие под слоем торфяной залежи горизонта сапропеля различной мощности.

Заболачивание в значительной мере связано с почвенным покровом территории и его гранулометрическим составом. Так, легкие болотно-подзолистые почвы обычно заболочены грунтовыми пресными или железистыми водами. В последнем случае в профиле почв возникают ортзандовые и иные ожелезненные горизонты Болотно-подзолистые, дерново-глеевые, черноземно-луговые почвы тяжелого гранулометрического состава формируются под влиянием преимущественно поверхностных намывных склоновых (поверхностных) вод. Дерновые зернистые глеевые пойменные почвы на глинистом аллювии возникают в результате заболачивания намывными русловыми водами. Торфяные почвы, постилаемые мергелевыми или известковыми отложениями, образуются в результате заболачивания жесткими грунтовыми или напорными водами и т.д. Почвы легкого гранулометрического состава, как правило, подвержены заболачиванию грунтовыми, а тяжелые — поверхностными водами. В последнем случае в профиле почв возникает верховодка, которая весьма нестабильна во времени. В межень возможно полное исчезновение верховодки из профиля тяжелых почв.

Причины заболачивания определяют принципиальную направленность проектируемых мелиоративных мероприятий по оптимизации их водного режима. Например, при заболачивании легких почв грунтовыми водами необходимо понижение уровня грунтовых вод; в поймах при заболачивании почв паводковыми водами — их защита от затопления в период вегетации и уборки и понижение уровня верховодки; при переувлажнении тяжелых болотноподзолистых почв намывными склоновыми водами — перехват поверхностных вод и ускорение их стока и т. д.

Причины заболачивания вызывают появление в почвенном профиле ряда характерных легко различимых признаков. Некоторые из них — оглеение, формирование глея, торфообразование, ожелезнение — были подробно рассмотрены при характеристике генетических горизонтов. Но есть ряд других признаков, имеющих важное диагностическое значение, не упомянутых нами ранее. Так. если болотно-подзолистые почвы формируются на суглинистых и глинистых отложениях, то в их горизонтах А1 и, особенно, А2 возникает большое количество мелких (0,5...2,0 мм) конкреций (ортштейны), в состав которых входят железо и марганец. При заболачивании почв нередко в верхнем слое 0-40; 50 см они встречаются гнездами, т.е. группами по несколько десятков штук конкреций вместе. Такие ортштейны обычно окрашены в-бурый цвет, имеют угловатую форму и являются непременным признаком переувлажнения (см. рис. 11, 12). Отметим, что такие конкреции указывают на заболачивание почв на суглинистых и глинистых породах, но они не встречаются в почвах легкого (песчаного и супесчаного) состава в условиях грунтового заболачивания, в том числе и при заболачивании ожелезненными грунтовыми водами.

Еще одним важным признаком заболачивания является потемнение поверхности почвы, гумусового горизонта и накопление в нем перегноя.

Таким образом, в пределах почвенного профиля существует целая система признаков, которая указывает на переувлажнение и заболачивание горизонтов почвенного профиля — оглеение, возникновение в профиле различных новообразований железистой природы (ортзанды, рудяки, железистые коры, бурые ортштейны), накопление грубого гумуса, перегноя, оторфование и др. Одним из наиболее ярких признаков переувлажнения является оглеение.

Что такое оглеение? При изложении сведений о почвах неоднократно подчеркивалась важность процесса оглеения. Теперь рассмотрим этот вопрос более детально.

Оглеение проявляется, прежде всего, характерной холодной окраской горизонта (голубой, сизой, белесой, синеватой) в тех слоях профиля, которые подвержены длительному или постоянному переувлажнению. В чем причина такой, а не иной окраски? Почему возникают именно холодные цвета, хотя сами почвообразующие породы, как хорошо известно, окрашены в теплые цвета — желтоватый, красноватый, коричневый? Дело заключается в том, что если застой влаги на кислых или нейтральных породах (а такие преобладают) происходит в присутствии органического вещества, то в почве возникает брожение, в ходе которого исчезает кислород. Возникает бескислородная среда (анаэробные условия). В этом случае неподвижное трехвалентное железо, определяющее теплый Цвет пород, переходит в двухвалентную подвижную форму. Минеральное зерно породы, ранее окрашенное в желтоватый или коричневатый цвет адсорбированной на его поверхности пленкой оксида железа, освобождается от нее. Собственный же цвет минеральных зерен, образующих породу, холодный. Так, кварц принимает белую окраску; глинные минералы — зеленоватую, голубоватую, сизую; слюды — черную, темно-бурую и белесую; шпаты — голубоватую, синеватую и т. д. Таким образом, сущность оглеения заключается в обезжелезнении минеральной массы почвообразующих пород. Чем продолжительнее застой влаги, тем интенсивнее и ярче оглеение. При постоянном застое воды в почвах формируются сплошные глеевые горизонты.

Процесс оглеения распространен почти повсеместно на земном шаре, но наиболее часто он проявляется в зоне избыточного увлажнения в почвах на кислых и нейтральных породах. Однако, если порода обогащена карбонатами, то оглеение при одной и той же продолжительности увлажнения проявляется слабее или практически не выражено. Развитие оглеения опасно еще и потому, что оксиды железа являются важнейшим природным клеем, который соединяет отдельные минеральные зерна породы в агрегаты. С ними связана стабильность почвенной структуры. Если при оглеении железо переходит в подвижное, растворимое состояние, то это, в свою очередь, вызывает распад агрегатов, обесструктуривание почв. Следствием является резкое снижение водопроницаемости, увеличение липкости, набухаемости, водоудерживающей способности. В таких условиях возможна ускоренная деградация почв.