Под ландшафтом понимается конкретная территория, однородная по происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим основанием, однотипным рельефом, единообразным сочетанием почв и растительности и отличающаяся от других территорий структурой, характером взаимосвязи и взаимодействия между отдельными компонентами этой территории. По определению А. И. Перельмана, ландшафт – это сложная неравновесная система, в которой происходит взаимодействие и взаимопроникновение элементов между породой, почвой, водами, воздухом, живыми организмами.
В основе всякой классификации лежат признаки изучаемых объектов. В первую очередь необходимо установить таксономическое значение отдельных геохимических признаков ландшафта. Так как геохимические особенности ландшафтов определяются миграцией атомов, то в основу классификации следует положить особенности миграции химических элементов, а также понятие об элементарном ландшафте, введенное в науку Б. Б. Полыновым в 1926 г.
Элементарный ландшафт приурочен к определенному элементу рельефа, однородной породе, почве и одному типу растительности. Например, вершина холма с дерново-подзолистой песчаной почвой, на которой произрастает лишайниковый бор, может быть выделена как элементарный ландшафт.
При геохимическом изучении ландшафтов необходимо различать признаки систематические и несистематические (индивидуальные). Систематические признаки – это признаки, общие для многих ландшафтов.
Классификация элементарных ландшафтов. Согласно Б. Б. Полынову, все элементарные ландшафты суши по условиям миграции химических элементов можно объединить в три группы:
1. Элювиальные ландшафты располагаются на повышенных элементах рельефа, характеризуются хорошим дренажем и глубоким залеганием грунтовых вод, выносом вещества нисходящими токами влаги. М. А. Глазовская выделяет 4 подтипа элювиальных ландшафтов: собственно элювиальные, трансэлювиальные, трансэлювиально-аккумулятивные, элювиально-аккумулятивные.
2. Супераквальные (надводные) ландшафты – приурочены к пониженным элементам рельефа с близким залеганием грунтовых вод. Здесь наблюдается частичная аккумуляция химических элементов, привнесенных как грунтовыми водами, так и из элювиальных ландшафтов.
3. Субаквальные (подводные) ландшафты – образуются на дне водоемов и представляют собой зону аккумуляции веществ.
Парагенетическая ассоциация элементарных ландшафтов, которые сопряжены в пределах той или иной территории, по определению А. И. Перельмана, образуют геохимический ландшафт. Элементарные ландшафты связаны в геохимическом ландшафте миграционными потоками вещества.
Наиболее крупными единицами классификации элементарных ландшафтов, разработанной А. И. Перельманом, являются ряды ландшафтов, выделяемые по виду миграции. Это абиогенные, биогенные и культурные ландшафты. Биогенным называется такой ландшафт, в котором живое вещество, поглощая и трансформируя солнечную энергию, обусловливает важнейшие черты миграции химических элементов, определяет характер связи между атмосферой, гидросферой и литосферой.
По соотношению важнейших параметров биологического круговорота – биомассы (Б) и ежегодной продукции (П) выделяются – 5 групп ландшафтов: лесная, степная-луговая-саванновая, тундровая, пустынная и примитивно-пустынная.
Следующий таксон – класс элементарного ландшафта – выделяется по особенностям водной миграции и доминирующим типоморфным элементам в горизонте А почв. Классы расчленяются по особенностям механической миграции, определяемым рельефом, на роды. Выделяются три основных рода – элювиальный (автономный), супераквальный и субаквальный. Различия в пределах родов связаны с горными породами или формациями. Поэтому выделяют большое число видов элементарных ландшафтов по условиям и особенностям миграции химических элементов.
Классификация геохимических ландшафтов. В основу классификации положен характер геохимического сопряжения между автономными и подчиненными элементарными ландшафтами. Полное геохимическое сопряжение (катена) включает в себя автономный, супераквальный и субаквальный ландшафты. Неполное не содержит одного из них. Полное геохимическое сопряжение в условиях однородного геологического строения называется основным. Выделяются восемь таксонов: ряд, группа, тип, отдел, семейство, класс, род, вид.
Абиогенные ландшафты
Природные условия некоторых районов Земли (Антарктида, Гренландия) исключают возможность биологического круговорота веществ (бик). Эти ландшафты относятся к абиогенному ряду. В них наблюдается важнейшая особенность всех земных ландшафтов – взаимопроникновение атмо-, лито- и гидросферы. Главнейшими процессами являются агрегатные преобразования воды: водяной пар – жидкая вода – лед.
Выделяют следующие группы абиогенных ландшафтов: абиогенные ландшафты с окислительной атмосферой (современные земные), абиогенные
ландшафты с восстановительной атмосферой (вымершие земные), абиогенные ландшафты без атмосферы и гидросферы (лунные). Абиогенные ландшафты Земли относятся к весьма примитивным системам.
Тундровые ландшафты
Тундровые ландшафты занимают крайнюю северную полосу материковой суши, контактирующую с морями арктического бассейна. На равнинах Евразии и Северной Америки они образуют самостоятельную ландшафтную
зону, в горах – особый высотный пояс. Формируются они в условиях холодного климата, когда уменьшаются биомасса и ежегодная продукция живого вещества, замедляется скорость разложения остатков организмов, происходит накопление органического вещества на поверхности и в почве, возникает тундровый бик с участием Al, Fe, Mn. Низкие температуры воздуха и почвы лимитируют бик.
В тундровом типе выделяют 5 отделов, а в них – 3 основных семейства. В наиболее северных и холодных условиях развивается арктическая тундра, среднее положение занимает мохово-лишайниковая и южное – кустарниковая тундра. В пределах семейств выделяются классы, роды и виды. В равнинной тундре преобладают ландшафты кислого глеевого класса, в горной – кислого. Особым типом тундровых ландшафтов являются верховые болота. На них преобладают сфагновые мхи, растут кустарнички и немногочисленные виды трав. Верховые болота не связаны с минеральным грунтом и находятся вне зоны влияния грунтовых вод. Эти болота образуются в результате зарастания озер (наиболее мощные торфяники) и заболачивания водоразделов. Источником их минерального питания служат только атмосферная пыль и осадки, что определяет минеральное голодание растений.
Разложение органических остатков в верховых болотах протекает в сильнокислой среде. Отмершие органические остатки сохраняют органоморфную структуру. В ходе оторфования увеличивается количество углерода и уменьшается – кислорода. Болотные воды – наименее минерализованные воды на Земле.
4. Лесные ландшафты
Лесные ландшафты холодного и умеренного климата образуют обширный пояс в северной части материков Северного полушария. В растительности суббореальных и бореальных лесов сосредоточена значительная часть живого вещества планеты. Микробиологическая деятельность в почвах лесов
протекает весьма напряженно. Из-за длительного холодного сезона, подавляющего микробиологическую деятельность, полного разрушения растительного опада не происходит. По мере увеличения длительности холодного зимнего сезона масса неразложенных растительных остатков возрастает с юга на север от 1500 т/км сухого органического вещества широколиственных лесов до 8500 т/ км северотаежных лесов. Для всех типов почв лесных ландшафтов характерна аккумуляция элементов питания растений в лесной подстилке, под которой расположен горизонт их выноса. Эта группа включает в себя десятки типов ландшафтов.
Влажные тропики. Они распространены на всех материках, кроме Европы, но особенно широко – в Южной Америке и Юго-Восточной Азии. В них изобилие тепла сочетается с изобилием осадков. Миграция атомов происходит с одинаковой интенсивностью в течение круглого года. Обилие тепла и влаги определяет большую ежегодную продукцию живого вещества П, которая в 2–3 раза больше, чем в широколиственных лесах и тайге, достигая 300–500 ц/га. Ландшафты влажных тропиков приурочены к областям древней суши, где эволюция непрерывно продолжается многие миллионы лет, начиная с палеогена и даже мезозоя. В тропических почвах разложение органических веществ протекает исключительно бурно, и в них мало накапливается гумуса. В лесах практически нет лесной подстилки. В процессе разложения растительных остатков происходит быстрый вынос K, Si, Ca и относительное накопление в мертвом органическом веществе Fe, Mn. Важнейшими водными мигрантами бика являются Si, Ca, в меньшей степени, K, Mg, Al, Fe, Mn, S. Влажные тропические леса относят к кремниевому типу химизма. Важной особенностью бика является вымывание дождевыми водами из листьев N, P, K, Ca, Mg, Na, Cl, S. Для влажных тропиков наиболее характерны ландшафты кислого и кислого глеевого классов, но встречаются и сернокислые, кальциевые и соленосно-сульфидные ландшафты.
Ландшафты широколиственных лесов. Приурочены к областям влажного умеренно-теплого климата Евразии. Биомасса в широколиственных лесах немного меньше, чем во влажных тропиках (3000–5000 ц/га), но ежегодная продукция (П) и зеленая ассимилирующая масса Б2 меньше в несколько раз. В направлении на юг от северной границы бореальных лесов происходит постепенное уменьшение гумидности природных условий и сокращение холодного зимнего сезона, затрудняющего биогеохимические процессы. Соответственно изменяется флористический состав фитоценозов и геохимическая специализация растений-доминантов. Широколиственные деревья сравнительно богаты зольными элементами, особенно листья. В золе много Са (до 20 %), меньше К и Si, еще меньше Mg, Al, Р и меньше всего Fe, Mn, Na, Cl. По мере усиления биогеохимических процессов увеличивается биомасса и опад, но уменьшается масса мертвого органического вещества. Одновременно происходят изменения в химическом составе растений и в соотношении масс химических элементов, мигрирующих в системе биологического круговорота. В лесных почвах преобладают процессы выщелачивания, и автономный ландшафт с вертикальным и боковым стоком теряет подвижные элементы. Кора выветривания менее мощная и менее выщелоченная, чем во влажных тропиках. В ландшафтах Ca-класса, где коры выветривания и континентальные отложения содержат карбонаты, в формировании химического состава вод, помимо бика, важная роль принадлежит процессам растворения карбонатов.
В отличие от влажных тропиков бик в широколиственных лесах улучшает условия существования организмов. Для широколиственных лесов характерно совершенное геохимическое сопряжение между автономными и подчиненными ландшафтами. Тип широколиственных лесов включает ряд отделов, своеобразие которых определяется климатом, историей развития, возрастом.
Таежные ландшафты. Этот наиболее распространенный тип ландшафтов образует единую таежную зону от западных до восточных границ в России и Канаде. Биомасса в тайге не намного уступает влажным тропикам и широколиственным лесам. В южной тайге Б превышает 3000 ц/га и только в северной понижается до 500–1000 ц/га. Более половины биомассы представлено древесиной, состоящей из клетчатки (около 50 %), лигнина (20–30 %), гемицеллюлозы (более 10 %), в меньшей степени из смол и дубильных веществ.
Ежегодная продукция в южной тайге почти такая же, как в широколиственных лесах, в северной тайге – вдвое меньше. Растительный опад в южной тайге меньше, чем в дубравах, еще меньше он в северной тайге. Для тайги характерна низкая зольность прироста: в северной тайге ниже 1,5 %, в средней и южной – 1,6–2,5 %. Хвоя, содержащая много SiO2, играет ведущую роль в опаде деревьев. Для тайги характерен азотный тип химизма бика (N > Ca), в то время как в широколиственных лесах – кальциевый (Ca > N). В холодной тайге разложение органических веществ протекает медленнее, чем в широколиственных лесах. Поэтому в тайге накапливается много лесной подстилки. В почвах процессы минерализации и гумификации ослаблены, и энергично идет образование фульвокислот. Запасы гумуса в дерновоподзолистых почвах южной тайги почти вдвое меньше. чем в широколиственных лесах. В условиях кислого выщелачивания на бескарбонатных породах формируются ландшафты кислого и кислого глеевого классов.
Промытость почв и коры выветривания в тайге определяет низкую минерализацию грунтовых вод. Дерново-подзолистые почвы бедны элементами питания растений. Многие из них находятся в слабоподвижной форме. В понижениях, где грунтовые воды залегают близко к поверхности, образуются низинные болота с зелеными мхами, осоками и «кислыми злаками».
Круговорот химических элементов в болотных ландшафтах замедлен, так как эти элементы активно поглощаются растениями. Краевые зоны болот являются глеевыми и сорбционными геохимическими барьерами, на которых задерживаются многие элементы, выщелоченные из почв и коры выветривания водоразделов. Для сопряженных ландшафтов болот, кроме H+, типоморфно Fe. В зависимости от степени континентальности климата, истории геологического развития и проявления многолетней мерзлоты таежный тип может быть разделен на несколько отделов:
1. приокеаническая (атлантическая) тайга;
2. умеренно континентальная тайга;
3. континентальная сибирская тайга (без многолетней мерзлоты);
4. континентальная и резко континентальная сибирская мерзлотная тайга;
5. приокеаническая (тихоокеанская) мерзлотная тайга;
6. приокеаническая (тихоокеанская) тайга без мерзлоты.
В каждом отделе выделяются три основных семейства – северной, средней и южной тайги, различающиеся по величине П. Во всех семействах пре-
обладают кислые и кислые глеевые классы ландшафтов.
5. Степные и луговые ландшафты
Степные ландшафты. Биомасса в степях на порядок меньше, чем в лесных ландшафтах: от 100 до 400 ц/га, причем в отличие от лесов большая ее часть сосредоточена в корнях (70–90 %). Ежегодная продукция (П) составляет 13–50 ц/га. В целинных степях практически вся продукция поступает в почву и используется для накопления запасов мертвого органического вещества. Содержание золы в степных растениях выше, чем в лесных, и нередко достигает 10 %. Целинные степи обладают наиболее закрытым круговоротом среди всех типов наземных ландшафтов.
По макроэлементному составу золы Родин и Базилевич делят степные травы на три группы: 1) злаки с высоким содержанием Si и невысоким N; 2) бобовые со значительным накоплением К, Са и N; 3) разнотравье, занимающее промежуточное положение. Ca, Si, Fe, Al преимущественно накапливаются в корнях, а Na, K – в надземных органах.
Характерная особенность бика степей – скорость. В степных ландшафтах ежегодно в бик вовлекается значительно больше водных мигрантов, чем в тайге. В опаде большую роль играют основания, полностью нейтрализующие органические кислоты. Это определяет насыщенность поглощающего комплекса кальцием и магнием, нейтральную и слабощелочную реакцию почв.
Выделяются два основных процесса разложения органических веществ в степях: кальциевое разложение – Ca преобладает над Na в поглощающем комплексе почв; кальциево-натриевое разложение – наряду с Ca и Mg в поглощающий комплекс входит Na, обуславливая солонцеватость автоморфных почв.
В отличие от лесных ландшафтов почвы степей в 2–5 раз богаче органическим веществом. Бактериальный состав микрофлоры, нейтральная среда, богатство растительного опада кальцием, периодическое иссушение приводят к преобладанию гуминовых кислот над фульвокислотами. В сухих степях фитомасса уменьшается до 100–200 ц/га, запасы гумуса составляют 100–200 т/га, а его содержание уменьшается до 3,0–4,5 %. В гумусе увеличивается доля фульвокислот. Нейтральная и слабощелочная среда, слабая растворимость гуминовых кислот и отсутствие свободных агрессивных фульвокислот, обилие органических коллоидов и высокая емкость поглощения черноземных почв, непромывной водный режим определяют низкую интенсивность миграции многих химических элементов.
Микроэлементный состав флоры черноземных и сухих степей сходен и определяется в основном систематической филогенетической биогеохимической специализацией видов, родов и семейств.
Характерная особенность степных почв – накопление гумуса, количество которого постепенно убывает с глубиной.
Для черноземных и каштановых почв характерны два основных радиальных геохимических барьера:
1. биогеохимический в верхней части гумусового горизонта, где за счет биогенной аккумуляции накапливаются P, S, K, Ca, местами Mg, Na, Sr, Mn, Ba, Cu, Zn, Co, Pb, Mo, As и др.;
2. щелочной и термодинамический барьеры в нижней части гумусового горизонта и в верхней части карбонатного, где накапливается СаСО3.
Черноземные степи. Этот тип включает три основных отдела:
1. Умеренно континентальные степи (европейские);
2. континентальные степи (западносибирские);
3. резко континентальные степи (восточносибирские).
В каждом отделе имеется 3 семейства – северные (луговые), средние (настоящие) и южные (засушливые) степи. В зависимости от зонально-провинциальных особенностей и характера катенарной дифференциации в семействах формируются ландшафты кальциевого, кальциево-глеевого, кальциево-натриевого и других классов. Для черноземных степей характерны все три рода геохимических ландшафтов.
Рассмотрим геохимические особенности распределения микроэлементов
в почвенном профиле черноземов Центрального Черноземья. При непромывном типе водного режима процессы выщелачивания микроэлементов ослабляются, а их биогенная аккумуляция вследствие более интенсивного гумусообразования и гумусонакопления под влиянием травянистой растительности усиливается. Качественный микроэлементный состав почвообразующих пород региона и сформированных на них черноземов почти одинаков, кроме Mn, который интенсивно накапливается в процессе почвообразования.
Почвообразующие породы:
Ti>Ba>Mn>Zr>Sr>Cr, V>Zn>B>Ni>Ga>Cu>Co>I, Mo>Be
Черноземы:
Ti>Mn>Ba>Zr>Sr>V>Cr>Zn>B>Ni>Ga>Cu>Co>I>Mo>Be
Уровень содержания большинства микроэлементов в черноземах региона
примерно такой же, как в почвообразующих породах. В результате черноземообразования происходит перераспределение многих микроэлементов в почвенной толще и формирование количественного микроэлементного состава, отражающего генетические особенности каждого почвенного подтипа.
В процессе почвообразования во всех черноземах и лугово-черноземных почвах региона относительно почвообразующих пород наблюдаются явное накопление Mn, Zn, Cu, Co, Ti, Zr, Be, B, I, Mo, а также макроэлементов – S,P,
и – интенсивный вынос Sr и его осаждение в карбонатных горизонтах. Однако, степень аккумуляции микроэлементов в гумусовом горизонте различных подтипов черноземов неодинакова.
Формирование микроэлементного состава типичных черноземов связано с однородностью гранулометрического состава по их профилю, вследствие чего микроэлементный состав меняется мало, так же, как и валовой химический состав. Отсутствие дифференциации макроэлементов по горизонтам свидетельствует о том, что сколько-нибудь значительного разрушения минеральной части под влиянием почвообразования не происходит.
Основными процессами, нарушающими равномерность распределения
макро- и микроэлементов в профиле типичных черноземов, являются интенсивное гумусонакопление, миграция карбонатов и их аккумуляция в нижней части профиля. В результате интенсивного гумусонакопления в гор. А типичных черноземов энергично аккумулируются I, Mn, Ti, Cu, Ni, Mo, их подвижные соединения и макроэлементы S, P; в меньшей степени – все остальные микроэлементы, кроме Cr и Sr, накапливающихся в карбонатных горизонтах, в которых обнаруживается кальцит в составе песчаной фракции.
Микроэлементный состав черноземов обыкновенных и южных также формируется под влиянием процессов гумусонакопления, миграции карбона-
тов и их аккумуляции. Поскольку почвообразование в степной зоне протекает в условиях более сухого климата, в отсутствие сквозного промачивания и выноса ила за пределы почвенного профиля, в обыкновенных и южных черноземах происходит более заметное накопление в гумусовом горизонте Mn, Ni, Zn, Cu, Co, Ti, Zr, Be, B, I, Mo, подвижных соединений В, Со и в карбонатных горизонтах – Sr. Этому способствует и более высокий уровень залегания карбонатов в почвенном профиле, который влияет на степень обеспеченности черноземов подвижными соединениями микроэлементов.
Основную роль в формировании микроэлементного состава полугидроморфных почв играют процессы образования и накопления гумуса,
миграции карбонатов и их аккумуляции.
Европейские луговые степи. Относятся к лесостепной зоне. Целинные степи сохранились только в заповедниках, местность почти полностью распахана.
Ландшафты луговых степей кальциевого класса отличаются наибольшими Б и П. Бик поставляет в почву много органических веществ, и оснований не хватает для их нейтрализации. В результате в верхней части почвы развивается слабокислая среда, в поглощающем комплексе появляется небольшое количество Н+. Для таких степей характерны выщелоченные и типичные черноземы с высоким содержанием гумуса и большими его запасами.
Супераквальные ландшафты, питающиеся гидрокарбонатно-кальциевыми
водами, представлены лугами и болотами в долинах рек. При этом, СаСО3, накапливается в почвах в форме лугового или болотного мергеля. Реакция почв нейтральная или слабощелочная, в них энергично разлагаются органические остатки, накапливается много гумуса (на лугах) или хорошо разложившегося торфа (на болотах), развивается карбонатное оглеение.
В Европейской России распространены все 3 рода ландшафтов, но наиболее характерен второй – лугово-степные эрозионные возвышенности. Кальциево-натриевые луговые степи. Формирование ландшафтов данного класса связано с развитием засоления и рассоления. Они характерны для Окско-Донской равнины, где солонцеватые черноземы чередуются с солонцами, содовыми солончаками, лугами и болотами.
Кальциево-магниевые луговые степи. Формируются на гипербазитах, доломитах и других породах, богатых магнием, при участии гидрокарбонатно-магниевых вод. В бике главное участие принимает кальций.
Средние и южные черноземные степи. В систематическом отношении они аналогичны луговым степям: здесь также имеются ландшафты кальциевого, кальциево-натриевого, кальциево-магниевого классов, все три рода и большое число видов.
Черноземные степи III рода. Наиболее совершенное геохимическое сопряжение элементарных ландшафтов характерно для данного рода. Это преимущественно степные низкогорья и мелкосопочники, а также участки с резким овражным рельефом на равнинах, где происходит энергичный водообмен. Отличаясь по некоторым ландшафтно-образующим факторам (климату, геологическому строению, рельефу, почвенно-растительному покрову), все они обладают рядом общих биогеохимических свойств. Эти свойства определяются близостью условий миграции химических элементов. В зависимости от геологического строения имеется большое число видов ландшафтов.
Черноземные степи II и I родов представлены ландшафтами эрозионных возвышенностей и аккумулятивных низменностей. В связи с широким распространением покровных рыхлых отложений их геохимическая контрастность значительно меньше, чем в низкогорьях. Пространственная структура ландшафтов II и I родов сравнительна однородна. В автономных условиях (верхняя часть склона) на лессовидных карбонатных суглинках развиты зональные разнотравные ковыльные степи на типичных, обыкновенных и южных черноземах.
Автономные ландшафты кальциевого класса. Черноземы на рыхлых отложениях разного минералогического и химического состава отличаются главным образом уровнями содержания микроэлементов, но сходны по характеру распределения их в почвенном профиле.
Полноразвитые черноземы на покровных отложениях характеризуются неконтрастной радиальной дифференциацией микроэлементов. Это связано со слабой изменчивостью минералогического и гранулометрического состава
по профилю и отсутствием контрастных геохимических барьеров. В иллювиальном карбонатном горизонте образуются слабые аномалии подвижных форм тяжелых металлов, осаждающихся на щелочном геохимическом барьере. Некоторое увеличение содержания подвижных соединений микроэлементов в карбонатном горизонте может быть связано и с утяжелением гранулометрического состава по сравнению с выше- и нижележащими горизонтами (сорбционный барьер).
Сухие степи. Тип сухих степей является переходным между черноземными степями и пустынями. В растительном покрове сухих степей преобладают полынно-злаковые ассоциации. Между черноземными и сухими степями переходы постепенные, и сухие степи на темно-каштановых почвах весьма близки к южным черноземным степям. Между пустынями и сухими степями также имеется много общего.
На территории России распространены 2 отдела сухих степей – континентальные (европейско-западносибирско-казахстанские) и резкоконтинентальные сухие степи (средне- и восточносибирские) с длительным промерзанием почв, а местами и с островной многолетней мерзлотой. В каждом отделе выделяется 2 семейства: северное на темно-каштановых почвах с более интенсивным биком и южное – на светло-каштановых почвах.
Для сухих степей типична комплексность почвенно-растительного покрова. Наиболее часто встречается сочетание каштановых почв с солонцами. Помимо типичных солонцев широко развиты солонцеватые почвы. Особенно велика комплексность на плоских недренированных равнинах (I род).
Северные европейские и казахстанские сухие степи. Среди них преобладают ландшафты Ca и Ca-Na-классов. Геохимически контрастными являются сухостепные ландшафты III и II родов. Ландшафты III рода в складчатых областях представлены сухостепным мелкосопочником или низкогорьем. Выделяется несколько видов – на гранитоидах, сланцах, известняках и других породах. Распространены на участках, где активно проявились неотектонические поднятия, и смыв явно преобладает над аккумуляцией. На покатых склонах преобладают маломощные щебнисто-
мелкоземистые почвы. Для более пологих склонов с полынно-злаковой растительностью характерны каштановые, часто солонцеватые почвы с более развитым профилем. В бике и почвенных процессах значительна роль Na. К зонам разломов приурочены и солончаки. Среди ландшафтов II рода в геохимическом отношении резко различаются ландшафты складчатых и платформенных областей.
Для складчатых областей характерны пенеплены, сложенные изверженными и метаморфическими породами. Типичное геохимическое сопряжение: автономный ландшафт плоских водоразделов – сухостепной пенеплен с маломощными четвертичными отложениями; подчиненные ландшафты котловин и древних долин – сухие степи и солонцы на континентальных отложениях.
Ландшафты I рода развиты в равнинных областях, сложенных мощной
толщей осадочных пород (Прикаспийская и Причерноморская низменности).
В этих ландшафтах в миграцию вовлечены морские соли осадочных пород,
поэтому здесь особенно много солончаков, солонцов, соленых озер. Темно-
каштановые почвы солонцеваты.
Южные сухие степи. Отличаются более сухим климатом, меньшей интенсивностью бика, меньшим накоплением гумуса, более слабым стоком, широким развитием светло-каштановых почв. Эта подзона характеризуется наибольшим развитием солонцового процесса. Здесь много типичных солонцов, почти все светло-каштановые почвы солонцеваты. Систематика южного семейства аналогична северному, однако Са-класс здесь менее распространен.
В подчиненных, лучше увлажненных позициях степной зоны повсеместно, но локально распространены лугово-болотные и лесные ландшафты. Занимая подчиненное положение в катенах, они служат конечными резервуарами для мигрирующих из автономных ландшафтов веществ, которые осаждаются здесь на многочисленных геохимических барьерах.
Субтропические степи. Распространены на лессовых равнинах в предгорьях Средней Азии. Главная особенность бика – его напряженность и скорость (март – апрель). Ежегодная продукция близка к биомассе. Ежегодно в бик вовлекаются большие массы водных мигрантов (больше, чем в тайге). Весной интенсивно минерализуются растительные остатки, и в почве почти
не накапливается гумус (1–3 %). Светлая окраска сероземов связана не только с низким содержанием гумуса, но и с фульватным его составом. Для субтропических степей характерно резкое преобладание окислительных условий в почвах, окислительно-восстановительная зональность в них ближе к пустыням, чем к черноземным степям. Промачивание почв сравнительно невелико, преобладает возвратно-нисходящий режим влаги, многие подвижные продукты выветривания не выносятся. Обызвесткование имеет атмогенно-биогенный характер. Однако слабое выщелачивание СаСО3 имеет
место, и в почве образуется иллювиальный горизонт (при карбонатности профиля с поверхности).
Для субтропических степей особенно характерны ландшафты Са-класса. При близком залегании к поверхности высокоминерализованные грунтовые воды засоляют почвы.
Субтропические степи Средней Азии включают три семейства: 1) с наименее интенсивным биком – на светлых сероземах, самые засушливые (пустынные субтропические степи); 2) со средним биком – на типичных сероземах (типичные); 3) с биком максимальной интенсивности (крупнотравные субтропические степи на темных сероземах и коричневых почвах).
Лесостепные ландшафты
К лесостепной группе ландшафтов относятся геохимические ландшафты, включающие и леса, и степи в автономных позициях. Часто они составляют единые катены, но возможны и самостоятельные лесные и степные катены, например, в условиях горного рельефа. Лесостепные ландшафты формируются в климатических условиях, переходных от влажных (лесных) к сухим (степным). В отличие от степей автономные почвы лесостепных ландшафтов имеют промывной или периодически промывной режим, обеспечивающий контрастную радиальную миграцию химических элементов. В северной Евразии лесостепные ландшафты условно относят к одному типу, в котором выделяется 5 отделов. Эти единицы систематики названы по географическим районам их преимущественного распространения. В каждомотделе выделяется несколько семейств, а в их пределах – все 3 рода и ряд видов.
Европейская лесостепь. Для ландшафтов этого отдела характерно сочетание широколиственных лесов и луговых степей. В результате хозяйственной деятельности большинство лесов сведено, и только почвенный покров (серые лесные почвы) позволяет судить о более широком распространении лесов в прошлом. В геохимическом отношении эти ландшафты несут в себе черты как широколиственных лесов, так и луговых степей. Однако современная миграция химических элементов ближе к луговым степям. В процессе почвообразования уровень содержания большинства микроэлементов в серых лесных почвах Центрального Черноземья по сравнению с почвообразующими породами почти не изменяется, за исключением Мn и I.
Дальневосточная лесостепь. Этот отдел является наиболее важнымпредставителем лесостепей Евразии. Для него характерны сочетание лесных, лугово-степных (прерии), луговых и болотных ландшафтов, равнинный рельеф, широкое развитие лугов и болот, островные леса. Климат здесь муссонный с неравномерным выпадением осадков. В современном почвенном покрове фиксируются различные стадии рассоления в форме солонцеватых и осолоделых луговых почв.
Глинистые аллювиальные отложения, на которых в основном сформировались ландшафты, являются продуктами размыва коры выветривания окружающих гор. Плоскоравнинный рельеф, обильные летние осадки и глинистый состав почв способствуют развитию оглеения в автономных ландшафтах. Преобладает бескарбонатный нейтральный глеевый класс. В этом классе выделяется род амурских ландшафтов, для которых характерно преобладание лугово-степных равнин (прерий) на черноземовидных оглеенных почвах.
Западносибирско-североказахстанская лесостепь. Этот отдел является восточным продолжением европейской лесостепи. Березо-осиновые леса образуют отдельные массивы или рощи-колки, между которыми располагаются луговые степи, луга, болота, озера. Миграция и концентрация химических элементов во многом определяется тем, какие ландшафты – слабокислые лесные или кальциевые степные занимают автономные и подчиненные позиции.
Геохимические ландшафты кальциевого и переходного классов. Срединих выделяются 3 рода. Ландшафты I рода – это лесостепные равнины, разделяющиеся на виды, приуроченные к платформенным и геосинклинальным формациям. Ландшафты II рода – это холмисто-увалистая лесостепь денудационных и денудационно-аккумулятивных равнин Приуралья, Зауралья, Северного Казахстана с преобладанием колочностепных катен.
Пустынные ландшафты
Для всех пустынь характерно малое количество осадков. Пустыня – это ландшафт с малой биологической информацией, ослабленными биотическими и водными связями, но с интенсивными прямыми воздушными связями.
Для пустынь характерны саксауловые леса, травянистые, кустарниковые и
полукустарниковые сообщества. Это позволяет рассматривать различные пустыни как результат уменьшения Б и П (деградации) лесов, степей, лугов и
саванн. Пустынная деградация связана не только с иссушением климата, но и
с похолоданием (полярные пустыни) и засолением (солонцы и солончаки в степях).
Биомасса в пустынях обычно составляет 10–15 ц/га, но достигает и 300 ц/га. Для пустынной флоры характерна интенсивная биогенная аккумуляция Na, Cl, S, K, P. Щелочные и щелочно-земельные металлы вовлекаются в бик интенсивнее, чем в степях. В резкоокислительной среде пустынь разложение их остатков протекает интенсивно, органические вещества быстро минерализуются, и гумус почти не накапливается. В бике пустынь преобладает азотный тип химизма при значительном участии Cl и S. В солончаковых пустынях – хлоридный тип химизма. К пустынной группе относятся четыре основных типа ландшафта.
Полярные пустыни. Они распространены на арктических островах и в Антарктике. Фитомасса полярной пустыни составляет 50 ц/га. Формирование
пустынного загара (железистых и марганцевистых пленок на поверхности по-
род), новообразований карбонатов кальция, гипса и легкорастворимых солей
сближает полярные пустыни с пустынями умеренного и тропического поясов.
Однако резко отличный термический режим, мерзлота, особо важная роль
птиц в бике, преобладание лишайников и водорослей, образование сапропеля
в озерах придает полярным пустыням геохимическое своеобразие.
Высокогорные пустыни (тибетско-памирские). Сильная инсоляция и испарение в сочетании с ничтожным количеством осадков обуславливают исключительную сухость климата и формирование пустынных ландшафтов.
Разложение растительных остатков в условиях холодного климата протекает
медленно. В этих пустынях выветривание протекает по карбонатному типу.
В почвах и коре выветривания накапливается СаСО3, почвы и воды имеют
щелочную среду.
Разреженная травянистая и кустарниковая растительность высокогорных пустынь способствует накоплению Са, Р в верхних горизонтах почв. В депрессиях рельефа формируются хлоридные солончаки и соленые озера. В илах озер развита десульфуризация, в атмосферу выделяется сероводород. Широко распространены мерзлотные явления, солифлюкция, местами встречается многолетняя мерзлота.
Суббореальные пустыни (казахстанско-монгольские). Это пустыни умеренного пояса с жарким летом