Особенности температурного режима сезоннопромерзающих почв тундровых ландшафтов европейского Северо-Востока России | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Особенности температурного режима сезоннопромерзающих почв тундровых ландшафтов европейского Северо-Востока России

Д. А. Каверин, А. В. Пастухов

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Россия, 167982, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28

Охарактеризованы особенности температурного режима автоморфных суглинистых почв, формирующихся под кустарничковой и кустарниковой растительностью в зоне тундры и лесотундры европейского Северо-Востока. Объектами исследований выбраны органо-криометамор­фические почвы и глееземы криометаморфические; в обоих типах почв в средней части профиля развит криометаморифический гор. CRM. Почвы формируются в условиях длительного сезонного промерзания при отсутствии (глубоком залегании) многолетнемерзлых пород. Охарактеризована динамика около нулевых температур (нулевых завес), высказана гипотеза о роли нулевых завес в поддержании специфической угловато-крупитчатой структуры в пределах толщи криометаморфических горизонтов. Толща криометаморфических горизонтов совпадает по глубине с современной зоной нулевых завес, наблюдаемых при длительном сезонном промерзании почв. Определено влияние кустарниковой и кустарничковой растительности на особенности зимнего и летнего температурного режима почв. Установлено, что основные различия по температурному режиму между почвами кустарничковых и кустарниковых тундр обусловлены разной интенсивностью снегонакопления в этих растительных ассоциациях. Почвы кустарниковых участков теплее таковых под кустарничковой тундрой, где кровля многолетней мерзлоты может находится в пределах 2–3 м. В целом, сезоннопромерзающие тундровые почвы занимают промежуточное положение в температурном ряде автоморфных суглинистых почв в тундрово-таежном экотоне европейского Северо-Востока России между, занимая нишу между мерзлотными тундровыми и немерзлотными северотаежными почвами.

Ключевые слова: температурный режим почв, криометаморфический горизонт, нулевые завесы.

DOI: 10.19047/0136-1694-2017-87-3-21

Ссылки для цитирования: Каверин Д.А., Пастухов А.В. Особенности температурного режима сезоннопромерзающих почв тундровых ландшафтов европейского Северо-Востока России // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 87. С. 3-21. doi: 10.19047/0136-1694-2017-87-3-21

D.A. Kaverin, A.V. Pastukhov. The Specificities of the Temperature Regime of Seasonaly Freezing Soils of Tundra Landscape of European North East of Russia, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 87, pp. 3-21. doi: 10.19047/0136-1694-2017-87-3-21


THE SPECIFICITIES OF THE TEMPERATURE REGIME OF SEASONALY FREEZING SOILS OF TUNDRA LANDSCAPE OF EUROPEAN NORTH EAST OF RUSSIA

D. A. Kaverin, A. V. Pastukhov

Institute of Biology, Komi Science Center Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Kommunisticheskaya str., 28, Syktyvkar, 167982 Russia

The specificities of temperature regime of automorphic clayey soils forming under the suffruticous and shrub vegetation within the zone of tundra and forest tundra in the European North-East were studied. As the objects of investigation we chose the organic cryometamorphic soils and cryometamorphic gleezems; in the both soil types the CRM cryometamorphic horizon is developed. The soils are formed in conditions of long-termed seasonal freezing at the absence (deep occurrence) of the permafrost rocks. The dynamics near the zero temperatures (zero curtains) is characterized. The hypothesis, concerning the role of zero curtains in the sustaining of the specific angular-grainy structure within the mass of cryometamorphic horizons is formulated. The mass of cryometamorphic horizons and the depth of present-day zero curtains, which observed at the long-term seasonal soil freezing, correlate to each other. The impact of suffruticous and shrub vegetation on the specificities of winter and summer soil temperature regime is determined. We discovered that the main differences between the soils developing under suffruticous and shrub vegetation tundras are stipulated by the different intensity of the snow accumulation within these areas. The soils that are developed under the shrub vegetation are warmer than soils developed under the suffruticous tundra, where permafrost may occur at the depth of 2–3 cm. In general, seasonaly freezing tundra soils are located in the middle of the range of the automorphic clay loamy soils in the tundra-taiga ecotone of European North-East of Russia, and occupy the niche between permafrost tundra and non-permafrost north taiga soils.

Keywords: soil temperature regime, cryometamorphic horizon, zero curtains.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.    Андреичева Л.Н., Голубева Ю.В., Марченко-Вагапова Т.И. Развитие природной среды и климата в голоцене на севере Европейской России. Сыктывкар: Геопринт, 2007. 27 с.

2.    Атлас Республики Коми по климату и гидрологии / Под ред. Таскаева А.И. М.: Дрофа. Дик, 1997. 115 с.

3.    Бакулин Ф.Г. Льдистость и осадки при оттаивании многолетнемерзлых четвертичных отложений Воркутского района. М.: Изд-во АН СССР, 1958. 96 с.

4.    Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. М.: Наука, 1975. 214 с.

5.    Геокриология СССР. Европейская территория СССР / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Недра, 1988. 358 с.

6.    Елсаков В.В. Материалы спутниковых съемок в анализе значений хлорофилльного индекса тундровых фитоценозов // Исследование земли из космоса. 2013. № 1. С. 60–70.

7.    Каверин Д.А., Пастухов А.В., Жангуров Е.В. Особенности температурного режима светлоземов северотаежных ландшафтов (европейский Северо-Восток России) // Изв. Коми НЦ УрО РАН. 2016. № 1. С. 23–29.

8.    Каверин Д.А., Пастухов А.В., Мажитова Г.Г. Температурный режим тундровых почв и подстилающих многолетнемерзлых пород (европейский Северо-Восток России) // Криосфера Земли. 2014. № 3. С. 23–32.

9.    Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

10. Кононенко А.В. Гидротермический режим таежных и тундровых почв Европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1986. 144 с.

11. Леса Республики Коми / Под ред. Козубова Г.М., Таскаева А.И. М., 1999. 332 с.

12. Мажитова Г.Г. Температурные режимы почв в зоне несплошной многолетней мерзлоты европейского Северо-Востока России // Почвоведение. 2008. №1. С. 54–67.

13. Малкова Г.В., Павлов А.В., Скачков Ю.Б. Оценка устойчивости мерзлых толщ при современных изменениях климата // Криосфера Земли. 2011. Т. XV. № 4. C. 33–36.

14. Оберман Н.Г., Шеслер И.Г. Современные и прогнозируемые изменения мерзлотных условий Европейского северо-востока Российской Федерации // Проблемы Севера и Арктики Российской Федерации. Науч.-информ. бюл. 2009. Вып. 9. С. 96–106.

15. Пастухов А.В. О генезисе и классификационном положении автоморфных почв на покровных суглинках в микроэкотоне тундра-лесотундра // Вестник СПбГУ. Сер. 3. Биология. 2008. № 3. С. 117–126.

16. Полевой определитель почв России. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 282 с.

17. Тонконогов В.Д. Автоморфное почвообразование в тундровой и таежной зонах Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. М: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. 304 с.

18. Тыртиков А.П. Влияние растительного покрова на промерзание и протаивание грунтов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1969. 192 с.

19. Шаманова И.И. Сезонное промерзание и протаивание грунтов центральной части Печорского угольного бассейна: Автореф. дис. … к. г. н. М., 1964а. 21 с.

20. Шаманова И.И. Сезонное промерзание и протаивание почв и горных пород // Геокриологические условия Печорского угольного бассейна. Под ред. Бобова Н.Г., Братцева Л.А. М.: Наука, 1964б. С. 88–118.

21. Harsch M.A., Hulme P.E., McGlone M.S., Duncan R.P. Are treelines advancing? A global meta-analysis of treeline response to climate warming // Ecology Lett. 2009. V. 12. P. 1040–1049. doi:10.1111/j.1461-0248.2009.01355.x

22. IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Ed. Pachauri R.K., Meyer L.A. Geneva, Switzerland: IPCC, 2014. 151 p.

23. Mazhitova G., Malkova G., Chestnykh O., Zamolodchikov D. Active-layer spatial and temporal variability at European Russian circumpolar-active-layer-monitoring (CALM) sites // Permafrost and Periglacial Processes. 2004. V. 15(2). P. 123–139.

24. Schuur E.A.G., Abbott B.W., Bowden W.B., Brovkin V., Camill P., Canadell J.P., Chapin F.S., Christensen T.R., Chanton J.P., Ciais P., Crill P.M., Crosby B.T., Czimczik C.I., Grosse G., Harden J., Hayes D.J., Hugelius G., Jastrow J.D., Kleinen T., Koven C.D., Krinner G., Kuhry P., Lawrence D.M., McGuire A.D., Natali S.M., O’Donnell J.A., Ping C.L., Rinke A., Riley W.J., Romanovsky V.E., Sannel A.B.K., Schädel C., Schaefer K., Subin Z.M., Tarnocai C., Turetsky M., Waldrop M., Walter-Anthony K.M., Wickland K.P., Wilson C.J., Zimov S.A. High risk of permafrost thaw // Nature. 2011. V. 480. P. 32–33. doi:10.1038/480032a