Вклад климатических факторов в формирование температурных режимов почв прерывистой криолитозоны северной тайги Западной Сибири | Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Вклад климатических факторов в формирование температурных режимов почв прерывистой криолитозоны северной тайги Западной Сибири

О. Ю. Гончарова, Г. В. Матышак, А. А. Бобрик, Д. Г. Петров, М. О. Тархов, M. М. Удовенко

Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, Россия, 19991, Москва, Ленинские горы, 1

Проведены четырехлетние исследования температурного режима почв трех основных ландшафтов северной тайги Западной Сибири, расположенных в прерывистой криолитозоне. Для почв бугристых торфяников характерен мерзлотный очень холодный мягкий годовой режим с очень холодным летом и умеренно-холодной зимой. Температурный режим лесных почв можно охарактеризовать как длительно сезоннопромерзающий холодный мягкий с очень холодным летом и умеренно-холодной зимой. Почвы района исследования функционируют в узком диапазоне температур: на глубине 20 см для почв всех ландшафтов более полугода температуры колеблются в интервале от –2.5 до 0°С, что связано с их высокой влажностью, низкой температуропроводностью, особенностями режима снежного покрова и охлаждающим эффектом близко залегающих многолетнемерзлых пород. Годовые температурные показатели почв слабо коррелируют со среднегодовыми особенностями термического режима воздуха. Выявлена прямая связь годового температурного режима почв с динамикой снежного покрова (средней и максимальной мощностью, датой схода), с зимним N-фактором (температурным индексом поверхности), суммой положительных температур. Исходя из того, что изолирующее действие растительности существенно ниже, чем снега (летние N-факторы 0.7–0.9), межгодовые флуктуации летних температур воздуха будут значительно влиять на температурный режим почв и в целом геокриологическую ситуацию региона.

Ключевые слова: температурный режим почв, Западная Сибирь, криолитозона, криогенные почвы, торфяные почвы, бугристые торфяники.

DOI: 10.19047/0136-1694-2017-87-39-54

Ссылки для цитирования: Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Бобрик А.А., Петров Д.Г., Тархов М.О., Удовенко М.М. Вклад климатических факторов в формирование температурных режимов почв прерывистой криолитозоны северной тайги Западной Сибири // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 87. С. 39-54. doi: 10.19047/0136-1694-2017-87-39-54

O.Yu. Goncharova, G.V. Matyshak, A.A. Bobrik, D.G. Petrov, M.O. Tarkhov, M.M. Udovenko. The Input of the Climatic Factors in the Temperature Regime of Soils of Discontinuous Permafrost of Northern Taiga of Western Siberia, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 87, pp. 39-54. doi: 10.19047/0136-1694-2017-87-39-54


THE INPUT OF THE CLIMATIC FACTORS IN THE TEMPERATURE REGIME OF SOILS OF DISCONTINUOUS PERMAFROST OF NORTHERN TAIGA OF WESTERN SIBERIA

O. Yu. Goncharova, G. V. Matyshak, A. A. Bobrik, D. G. Petrov, M. O. Tarkhov, M. M. Udovenko

Lomonosov Moscow State University, Soil Science Department, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991, Russia

The results of the four-year study of the temperature regime of soils of three common landscapes of northern taiga in Western Siberia, located in the area of discontinuous permafrost, are presented. The soils of lumpy peatlands are characterized by mild permafrost annual regime with very cold summer and moderately cold winter. Temperature regime of the forest soils may be characterized as cold long-time seasonally freezing mild with very cold summer and moderately cold winter. The soils of the investigated region are functioning in conditions of the narrow range of temperatures: at the depth of 20 cm for the soils of all of the landscapes, the temperatures vary within the range of –2.5 to 0°С. This occurs due to their high moisture, low thermal conductivity, specificities of snow cover regime and the freezing effect of permafrost rocks. Annual temperature soil indices are characterized by the weak correlation to the mean annual specificities of air temperature regime. We discovered the direct correlation of annual soil temperature regime and the dynamics of the snow cover (with average and maximal thickness, and thawing date), and with winter N-factor (surface temperature index), and accumulative positive temperatures. Since isolating activity of the vegetation is significantly lower than that of snow (summer N-factors 0.7–0.9), annual fluctuations of summer air temperatures will significantly affect the temperature regime of soils and geo-cryologic situation of the region in general.

Keywords: soil temperature regime, Western Siberia, permafrost, cryogenic soils, peatland soils, lumpy peatlands.


СОДЕРЖАНИЕ

1.   Гончарова О.Ю., Бобрик А.А., Матышак Г.В., Макаров М.И. Роль почвенного покрова в сохранении структурной и функциональной целостности северотаежных экосистем Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. 2016. № 1. С. 3–12. doi: 10.15372/SEJ20160101

2.   Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Бобрик А.А., Москаленко Н.Г., Пономарева О.Е. Температурные режимы северотаежных почв Западной Сибири в условиях островного распространения многолетнемерзлых пород // Почвоведение. 2015. № 12. С. 1462–1473. doi: 10.7868/S0032180X15100032

3.   Димо В.Н. Зонально-провинциальные особенности температуры почв СССР и классификация температурного режима // Тепловой и водный режим почв СССР. М.: Наука, 1968. С. 5–87.

4.   Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос, 1972. 360 c.

5.   Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. 415 с.

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

7.   Мельников Е.С., Вейсман Л.И., Москаленко Н.Г. и др. Ландшафты криолитозоны Западно-Сибирской газоносной провинции. Новосибирск: Наука, 1983. 163 с.

8.   Матышак Г.В. Особенности формирования почв севера Западной Сибири в условиях криогенеза. Дис. ... к. б. н. М., 2009. 151 с.

9.   Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв: Методическое руководство / Под ред. Шеина Е.В. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001. 200 с.

10. Пьявченко Н.И. Торфяные болота, их природное и хозяйственное значение. М.: Наука, 1985. 152 с.

11. Романова Е.А. Растительность болот // Растительный покров Западно-Сибирской равнины / Отв. ред. Воробьева В.В., Белов А.В. Новосибирск: Наука, 1985. С. 138–159.

12. Шкадова А.К. Температурный режим почв на территории СССР. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1979. 240 с.

13. Klene A.E., Nelson F.E., Shiklomanov N.I. The N-factor in Natural Landscapes: Variability of Air and Soil-Surface Temperatures, Kuparuk River Basin, Alaska // Arctic, Antarctic and Alpine Research. 2001. V. 33. No. 2. pp. 140–148. doi: 10.2307/1552214

14. Lunardini V.J. Theory of n-factors and correlation of data // Proceedings, 3rd International Conference on Permafrost, Edmonton, Alberta, July 10–13. 1978. National Research Council of Canada. Ottawa, No.1. pp. 40–46.

15. Outcalt S.I., Nelson F.E., Hinkel K.M. The zero-curtain effect: heat and mass transfer across an isothermal region in freezing soil // Water Resources Research. 1990. V. 26. No 7. pp.1509–1516. doi:10.1029/wr026i007p01509

16. Soil Survey Staff, 1999 Soil Taxonomy, A basic system of soil classification for making and interpreting soil surveys; second edition. Agricultural Handbook 436; Natural Resources Conservation Service, USDA. Washington DC, USA.