Свойства и классификация солончаков

2

Доклад на тему:

Свойства и классификация солончаков

Общие понятия о солончаках

Солончак -- почва, характеризующаяся наличием в верхних горизонтах легкорастворимых солей в количествах, препятствующих развитию большинства растений, за исключением галофитов (солерос, солянка, сведа, петросимония, аджерек, кермек и др.), которые также не образуют сомкнутого растительного покрова. Формируются в аридных или полуаридных условиях при выпотном водном режиме, характерны для почвенного покрова степей, полупустынь и пустынь. Распространены в Центральной Африке, Азии, Австралии, Северной Америке; в бывшем СССР -- в Прикаспийской низменности, Северном Крыму, Казахстане и Средней Азии.

Свойства солончаков

Профиль солончаков обычно слабодифференцированный. С поверхности залегает солончаковый (солевой) горизонт, содержащий от 1 до 15% легкорастворимых солей (по данным водной вытяжки). При высыхании на поверхности почвы появляются солевые выцветы и корки. Вторичные солончаки, образующиеся при подъёме минерализованных грунтовых вод в результате искусственного изменения водного режима (чаще всего из-за неправильного орошения), могут иметь любой профиль, на который накладывается солончаковый горизонт. Реакция почвенного раствора нейтральная или слабощелочная, почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями. Содержание гумуса в верхнем горизонте от нуля (сульфидные или соровые солончаки) до 4 и даже 10-12% (тёмные солончаки), чаще всего 1-2%. Часто встречается оглеение, как в нижних горизонтах, так и по всему профилю. Обыкновенно солончаковые острова видны издали, выделяясь голыми светлыми лысинами на вспаханном или зеленеющем поле. Поверхность их или совершенно обнажена, или покрыта скудной солончаковой растительностью. Обнаженные места обыкновенно покрыты тоненькой корочкой выцветов хлористых, серно-кислых или углекислых солей, иногда со значительной примесью кристаллического кремнезема.

В химическом отношении солончаки характеризуются значительным содержанием в них подвижных, растворимых в воде соединений, которые могут достигать 75%. что касается количества солей и их характера, то они конечно сильно варьируются, в зависимости от местных и общих (зональных) условий. В иных преобладают серно-кислые соли, в других карбонаты, хлористые соединения. В солончаках часто находятся в свободном состоянии СО₂, Н₂S. В зависимости от химизма засоления солончаковый горизонт приобретает определённые свойства. При большом количестве гигроскопических солей (CaCl₂, MgCl₂) почва всегда влажная на ощупь, имеет тёмную окраску. В этом случае говорят о мокром солончаке. Пухлый солончак разрыхляется благодаря накоплению глауберовой соли (мирабилита, Na₂SO₄·10H₂O), увеличивающейся в объёме при кристаллизации. При содовом засолении натрий увеличивает подвижность органического вещества почвы, которое накапливается на поверхности в виде чёрных плёнок, формируя чёрный солончак. Такыровидный солончак имеет на поверхности частично отмытую от солей корку, разбитую трещинами, корковый -- солевую корку. В классификации морфология солончакового горизонта учитывается на разных уровнях -- от вида (мокрый, пухлый) до подтипа (такыровидный).

Источники солей, образующих солончаки, многообразны. Ими служат:

1) соленосные поверхностные горные породы и почвы;

2) соленосные глубже лежащие породы;

3) минерализованные грунтовые и артезианские воды;

4) атмосферная пыль.

К первой группе принадлежит преобладающее большинство солончаков. Прежде всего сюда относятся солончаки морских и др. соленых отложений, которые вследствие равнинности местности и незначительного количества осадков не выщелачиваются или благодаря молодости отложений еще не успели выщелочиться. Таковы солончаки береговых полос трансгрессирующего моря (у нас в РФ: прикаспийские, приазовские и др.), а также значительная часть равнинных низких пустынь. По большей части это самые безнадежные солончаки. К той же категории следует отнести наиболее обычные в черноземной полосе солончаки разного рода низин - речных и балочных долин, ложбин, блюдец. Обнажающееся на боках долин соленосные горные породы проточными водами сносятся на дно и здесь отлагаются, давая начало солончакам. Подобные образования встречаются почти в каждой долине. В сущности, тот же процесс, только в слабейшей степени происходит и при образовании солончаков мелких ложбин. Материал дают соседние повышенные почвы, выщелачиваемые проточными водами. Очень часто при этом запас выносимых солей пополняется вследствие химического выветривания, т.е. выделением растворимых солей из щелочных и щелочноземельных силикатов. Некоторые полагают, что этим последним путем возможно образование солончаков или, по крайней мере, скопление солей без участия текучих вод. К этому же типу принадлежат и солончаки на разного рода склонах, в местах обнажения богатых солями пород. Солончаки второй группы образуются тогда, когда соленосная порода залегает на незначительной глубине, не превышающей максимальной величины капиллярного поднятия влаги. В этом случае атмосферные осадки, проникая до соленосной породы, выщелачивают ее и затем, в сухие периоды, подымают соли наверх. Такую же роль играют и грунтовые воды, если они циркулируют в неглубоких соленосных породах. Иногда капиллярное поднятие соленых растворов настолько интенсивно, что образуются мокрые грязевые солонцы. Минерализованные артезианские воды образуют солонцы сами по себе крайне редко: таковые наблюдались лишь в глубоких речных долинах, где эти воды выбиваются иногда наружу. Но известно немало случаев, когда осоление почвы производилось искусственно, путем нерационального орошения из артезианских колодцев. Вообще орошение даже пресной водой требует крайней осторожности, так как может вызвать образование солонцов. Необходимо упомянуть также, что в образовании солончаков некоторую роль могут играть степные грызуны, выносящие соленосную породу из глубины на поверхность. В последнее время делаются попытки, не лишенные основательности, объяснить накопление солей в почве получением их из атмосферы. Уже давно было констатировано, что в пыли, на высоте 60 метров, может содержаться до 9,22 % солей растворимых в воде и 24,18% солей растворимых в HCL. Вполне естественно допустить, что таким способом в течение продолжительного времени, при особенно благоприятных условиях, возможно значительное накопление солей если не на поверхности, то на некоторой глубине. Несмотря на всю разнохарактерность образования солонцов, их жизнь довольно однообразна и подчиняется главным образом влиянию двух антагонистических факторов - испарения и атмосферных осадков. Если последние значительны, то солонцы являются весьма мало развитыми («родючие» солонцы, «окост»).

Классификации почв России 1997 года

Согласно классификации почв СССР 1977 года выделялось два типа солончаков: автоморфные и гидроморфные. К автоморфным относились солончаки, приуроченные к выходам засолённых пород или имеющим палеогидроморфное происхождение (чаще всего такая ситуация складывается на речных террасах). В настоящее время грунтовые воды не должны оказывать влияния на профиль автоморфных солончаков. Глубина их залегания -- более 10 м.

Гидроморфные солончаки напротив, развиваются при высоком (3--1 м) стоянии грунтовых вод. Выделяемые подтипы:

· Типичные -- свойства солончаков выражены наиболее полно.

· Луговые -- образуются при засолении луговых почв и сохраняют ряд их признаков, таких как высокое содержание гумуса, наличие оглеения. Грунтовые воды залегают на глубине 1--2 м, их степень, а иногда и химизм засоления, подвержены сезонной изменчивости. Почвы могут периодически подвергаться рассолению, тогда в них происходит аккумуляция гумуса, после чего засоляются снова.

· Болотные -- образуются при засолении болотных почв, характерно частичное сохранение болотной растительности, оглеение по всему профилю, возможно наличие торфяных горизонтов.

· Соровые -- образуются на дне котловин периодически высыхающих солёных озёр. Оглеение по всему профилю, отмечается запах сероводорода. Поверхность лишена растительности, покрыта коркой соли. При толщине корки более 10 см такие солончаки относят к непочвенным образованиям.

· Грязево-вулканические -- образуются при излиянии на поверхность засолённых грязей или минерализованных вод.

· Бугристые (чоколаки) -- бугры высотой до 2 м сильнозасолённого материала эолового происхождения, скрывающие кусты тамарикса или чёрного саксаула.

Классификации почв России 2004 года

В классификации почв России 2004 года выделяются следующие типы солончаков:

· Собственно солончаки -- соответствующие автоморфным и гидроморфным типичным солончакам старой классификации.

· Солончаки глеевые -- соответствуют низкогумусовым луговым и болотным подтипам гидроморфных солончаков.

· Солончаки сульфидные (соровые) -- соответствуют одноимённому подтипу старой классификации.

· Солончаки тёмные -- характеризуются высоким содержанием гумуса (до 12%), ниже по профилю -- сизые и ржавые пятна, свидетельствующие о периодическом переувлажнении. Соответствуют подтипу луговых солончаков.

· Солончаки торфяные -- характеризуются наличием засолённого торфяного или перегнойно-торфяного горизонта, под которым залегает засолённый глеевый. Соответствуют подтипу болотных солончаков.

Также выделяется группа типов вторичных солончаков, их называют по типам почв, из которых они образованы: солончак по чернозему, солончак-солонец и др.

Солончаковая растительность

Всюду, где почва богата солью, появляется весьма своеобразная растительность, состоящая из представителей небольшого числа семейств (Chenopodiaceae, Aizoaceae, Plumbaginaceae, Portulacaceae, Tamaricaceae, Franteniaceae, Rhizophoraceae и Zygophyllaceae) и именуемая С. или галофитной растительностью. Растения эти обладают своеобразным анатомическим строением, весьма напоминающим строение сухолюбов (ксерофитов). Солончаковые растения оказываются весьма мало чувствительными к климатическим воздействиям; на высоких горах, в разных климатах и в разных странах растения эти сохраняют все один и тот же своеобразный облик. При этом некоторые солончаковые растения, как, например, Salsola Kali, имеют весьма обширную область распространения. Хотя к типичной солончаковой растительности примешиваются обыкновенно представители ряда других семейств, тем не менее солончаки отличаются бедностью флоры и редким растительным покровом. Этим последним свойством объясняется, между прочим, обилие однолетних трав среди солончаковой растительности, так как, благодаря редкости растительного покрова, они не заглушаются многолетниками. Что касается морфологических и анатомических свойств солончаковой растительности, то здесь прежде всего надо указать суккулентность: листья (а у некоторых растений стебли) толсты, мясисты и полупрозрачны. Это свойство находится в прямой зависимости от присутствия соли в почве, так как опытами установлено, что известные солончаковые растения на обыкновенной (не солончаковой) почве развивают более тонкие листья; напротив, при поливке растворами соли становятся более толстыми листья не солончаковых растений. Нередко развивается здесь настоящая водоносная ткань, как у ксерофитов, часто встречаются точно так же слизевые клетки. Из остальных признаков солончаковых растений надо упомянуть, что рост их присутствием соли задерживается, листья остаются маленькими и часто оказываются поднятыми вертикально. Все это признаки общие и для ксерофитах, и только слабое одеревенение является отличием от сильно деревенеющей ксерофитной растительности. Солончаковые растения встречаются на разных почвах: одни из них гидрофильны, другие -- ксерофильны. К первым относятся: мангровые болота и другие растительные сообщества, приуроченные к болотисто-солончаковой почве. Ксерофильные сообщества солончаковых растений могут селиться на скалах и камнях (литофильная С. растительность), на песке (псаммофильная С. раст.) или на глине (пелофильная С. раст.). Существуют сообщества солончаковых растений, состоящие только из трав; далее, такие, в которых встречаются кустарники и деревья, и, наконец, настоящие леса. Варминг устанавливает следующие классы сообществ солончаковой растительности: 1) тропическая болотная растительность морских побережий. Сюда относятся прежде всего мангровые болота, встречающиеся на всех тропических морях; условиями, благоприятствующими развитию мангровой растительности, являются плоский берег, илистая почва и отсутствие сильных прибоев. Приливы и отливы не мешают развитию мангров. Местами, вдоль течения больших рек мангровая растительность, вообще предпочитающая полупресную воду, пробирается далеко внутрь страны. Мангровая растительность, весьма бедная видами, состоит из кустарников и невысоких деревьев. С моря она имеет вид темно-зеленых непролазных зарослей с бесчисленным количеством дугообразных воздушных корней. Сюда же относится восточно-азиатская и австралийская "формация Нипа", названная так Шимпером по имени пальмы Nipa fruticans. Заросли, образованные этой пальмой, часто примыкают со стороны суши к мангровым зарослям. Развиваются они и самостоятельно в лагунах и болотах, но редко поднимаются прямо из воды, предпочитая селиться на более сухой почве, содержащей меньше соли. 2) Солончаковые болота с травянистой растительностью. Появляются в пустынях и степях, где застаивается вода. 3) Галофильные (любящие соль) сообщества на скалах. Брызги морского прибоя, а также частички соленой воды, приносимой ветром, создают на прибрежных скалах условия существования, благоприятствующие появлению солончаковой растительности. Поэтому растительность прибрежных скал заключает в себе часто солончаковой виды, совсем не встречающиеся в других местопребываниях данной местности. 4) Травянистая и кустарниковая растительность на содержащем соль песке и щебне. Этот класс сообществ является принадлежностью песчаных побережий в непосредственном соседстве с морем. 5) Тропические прибрежные леса на песчаной почве. Песчаные побережья тропических морей заселены часто невысокими лесами, составленными из смеси псаммофильных (любящих пески) и галофильных видов, причем последние, по мере удаления от моря, постепенно исчезают. Сюда относится установленная Шимпером восточно-азиатская "формация -- Barringtonia" и другие сообщества. 6) Леса безлистных солончаковых растений, встречающиеся на песчаных солончаках центральной Азии, образуют особый своеобразный класс сообществ. Леса эти состоят почти исключительно из саксаула (Haloxylon Ammodendron), принадлежащего к семейству маревых. Спутниками саксаула являются лишь немногие растения, как Calligonum persicum и друг. Местами там же попадаются кустарниковые заросли тамариска. 7) Травянистая и кустарниковая растительность на глинистых солончаках. Сюда принадлежат лагунные заросли кустарников, встречающиеся по берегам Средиземного моря, а также растительность солончаковых степей с глинистой почвой. 8) Солончаковые степи переходят в солончаковые пустыни, являющиеся еще более бесплодными, чем даже Сахара. Пустыни эти на огромных протяжениях совершенно лишены растительности и лишь кое-где разбросаны на них редкие С. растения. 9) Луга морских побережий, встречающиеся по восточному берегу Северного моря, образуются там, где несколько приподнимается над поверхностью моря раньше залитый водой илистый берег.

Мелиорация

При мелиорации солончаков необходимо решить две проблемы: поддержание грунтовых вод на уровне, не допускающем вторичное засоление, и удаление уже накопившихся в почве солей. Первая решается с помощью создания дренажной системы, вторая -- с помощью различных приёмов, целесообразность применение каждого из которых зависит от свойств солончака. При слабом при слабом и неглубоком засолении, ограниченным приповерхностным слоем почвы, допускается запашка солей, равномерно распределяющая их по пахотному горизонту. При этом необходимо чтобы полученные концентрации солей были ниже препятствующих росту культурных растений. При наличии поверхностной солевой корки её необходимо механически удалить в первую очередь. На почвах тяжёлого гранулометрического состава проводятся поверхностные промывки -- многократное затопление участка, растворение солей в промывных водах и их сброс. На слабозасолённых автоморфных почвах возможно вмывание солей в нижние горизонты, однако исключить возможность вторичного засоления можно только при сквозной промывке -- вымывание солей из всей почвенной толщи в грунтовый поток и его удаление с помощью дренажа. После мелиоративных работ на солончаке могут выращиваться некоторые культурные растения, возделываемые в данном регионе.