Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

MORPHOLOGICAL AND GENETIC FEATURES OF SOILS IN URUP ISLAND

Research article
Polokhin O.V.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.90.12.035
Issue: № 12 (90), 2019
Published:
2019/12/18
PDF

МОРФОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИКА ПОЧВ ОСТРОВА УРУП

Научная статья

Полохин О.В. *

ORCID: 0000-0002-5519-5808,

Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН, Владивосток, Россия

* Корреспондирующий автор (o.polokhin[at]mail.ru)

Аннотация

Представлены результаты диагностики и определения классификационного положения почв, которые расположены в центральной части острова Уруп с использованием профильно-генетического подхода. Изучаемые почвы были сформированы на прибрежной и склоновой территории острова. Дана морфологическая, физическая и физико-химическая  характеристика исследуемых профилей почв. Выявлено, что почвы на крутом склоне являются полигенетичными образованиями, но не относятся к слоистым типам почв. Почвы по гранулометрическому составу легкие. Установлено уменьшение содержания вглубь по профилю оксида кремния с одновременным увеличением в 1,5-2 раза количества полуторных оксидов. Почвы, развитые на отрезке морской террасы являются слоистыми. Сделано предположение, что на физико-химические свойства оказывают влияние не только растительные ассоциации, невысокое количество органического углерода, но и в значительной степени близость к слабощелочным водам Охотского моря.

Ключевые слова: морфология почв, диагностические горизонты, Уруп, Курильские острова.

MORPHOLOGICAL AND GENETIC FEATURES OF SOILS IN URUP ISLAND

Research article

Polokhin O.V. *

ORCID: 0000-0002-5519-5808,

Federal Scientific Center for Biodiversity of Terrestrial Biota of East Asia FEB RAS, Vladivostok, Russia

* Corresponding author (o.polokhin[at]mail.ru)

Abstract

The paper presents the results of diagnostics and determination of the classification position of soils, which are located in the central part of Urup Island using the profile-genetic approach. The studied soils were formed on the coastal and slope areas of the island. The morphological, physical, and physicochemical characteristics of the studied soil profiles are provided as well. It was revealed that soils on a steep slope are polygenetic formations, but do not belong to layered soil types. The soils are light in terms of particle size distribution. A decrease was found in the content in depth along the profile of silicon oxide with a simultaneous increase of 1.5-2 times the number of one and a half oxides. The soils developed on the stretch of the sea terrace are layered. It was suggested that the physicochemical properties are influenced not only by plant associations, a low amount of organic carbon, but also largely by proximity to the slightly alkaline waters of the Sea of Okhotsk.

Keywords: soil morphology, diagnostic horizons, Urup, Kuril Islands.

Почвенный покров Курильских островов исследован недостаточно и фрагментарно [1], [2], [3]. Это обусловлено малодоступностью островов, плохими погодными условиями и малонаселенностью крупных островов Курильской гряды [4]. Исследователи островных почв указывают, что педогенные процессы не отличаются от материковых [5]. Тем не менее, существует специфика процессов островного почвообразования [6], [7], [8]. Целью работы являлось исследование главных морфолого-генетических и связанных с ними иных свойств вулканических почв острова Уруп.

Исследования были проведены в первой декаде августа 2015 года в районе рейда Открытый о. Уруп (охотоморская сторона острова). Уруп входит в число крупных островов Курил и является результатом вулканической деятельности [9]. Для выполнения поставленных задач были выбраны участки на прибрежной и склоновой территории острова. С целью описания микрорельефа, растительности и сбора гербарных образцов отмежеваны пробные площади 10х10м. Внутри этих площадок заложены почвенные разрезы для морфологического описания почв и отбора образцов на камеральные исследования. Первый участок располагался на прибрежной территории представляющей собой морскую террасу. Второй выбран на склоне, примыкающем к озеру Токотан. Заложение почвенных разрезов, описание почвенных профилей и отбор образцов выполнялись по принятым программам и методикам [10], [11], [12]. Валовой состав почвенных образцов определялся на рентгенофлюорисцентном спектрометре Shimadzy EDX 800 (Япония). Анализ проведен в Центре коллективного пользования «Биотехнология и генетическая инженерия» ФНЦ биоразнообразия ДВО РАН. Названия растений приведены по сводке [13].

Преобладающим рельефом на Урупе является вулкано-тектонический [6]. Среди основных ландшафтов выделяются средне и крутосклоновые, а также ландшафты отрицательных форм рельефа, таких как балки. Вдоль берега моря часто находятся песчаные холмы (дюны) мелко и средне песчаного состава. Гигрографическая сеть в районе исследования включает в себя кроме ручьев одну из наиболее крупных на острове рек Токотан и озеро с таким же названием [6].

Климат на острове типично морской. Это климат с летними и зимними невысокими температурами, значительным количеством осадков (до 1230 мм/год), основная часть которых приходится на теплое время года. Среди островов Курильской гряды на Урупе самое высокое количество туманных дней (до 215) [6].

Ряд исследователей причисляют о. Уруп по ботанико-географичесмкому районированию к Урупскому флористическому району Южно-Курильского округа Сахалино-Хоккайдской провинции Восточноазиатской флористической области [14]. При этом необходимо отметить, что центральная часть острова, где проводились исследования, была наименее изучена. Преобладают леса с березой каменной и стланиками (ольховым и кедровым). Лесистость острова до 50% [14]. Значительные площади занимают бамбучник и разнотравье [3].

Почвенный покров о. Уруп рассмотрен в Атласе Курильских островов [8]. Авторы главы «Почвы» включили территорию о. Уруп в Сихотэ-Алинско-Сахалинскую провинцию, Среднекурильский округ, Урупский район [7], [8]. При этом главными типами почв определены охристые типичные, а также охристо-подзолистые и сухоторфяные океанические.

Участок Р У 1-15 (45°51'38"C  149°47'45"В) находится на юго-западный крутом (30-35°) склоне г. Рудакова, около 500 м от рейда Открытый. Нижней частью склон примыкает к озеру Токотан. Склон расчленяется балками, сложен эффузивными светло-серыми породами основного и среднего состава [6], [9]. В древесном ярусе преобладает береза Эрмана. Кустарниковый ярус слагают стланик кедровый и рябина бузинолистная. В подлеске курильский бамбук и разнотравье (аспект создавали Filipendula camtschatica (Pall) Maxim.). Проективное покрытие до 100%.

Морфологическое описание профиля почвы заложенного разреза на этом участке.

АО 0-1см опад

Адh 1-7 см дернина, упругая, состоит из живых и мертвых плохо разложившихся корней, однородно буровато-темно-серый, сырой, мажется, рыхлый, непрочный-мелко-комковатый, легко суглинистый, граница волнистая, переход к следующему горизонту ясный по цвету и плотности.

ВН 7-22 см серый с бурым оттенком, влажный, непрочно-комковато порошистый, рыхлый, плотность выше, чем у вышележащего горизонта, включение обломков исходных пород, корней много, переход заметный, граница волнистая.

2А 22-40 см темно-бурый неоднородный, влажный, включения обломков материала исходных пород, много живых корней, переход заметный, граница волнистая.

2ВН 40-65 см темно-бурый с рыжеватым оттенком неоднородный, темнее предыдущего, мокрый, включения обломков исходных пород.

Обломки материала исходных пород, переходящие в массив приводят к невозможности углубления разреза.

Почва дерново-перегнойная среднемощная охристая вулканическая.

Существование погребенных горизонтов дает нам возможность считать данную почву полигенетичной. При этом наблюдаемые всего два элементарных профиля, один из которых является погребенным, не позволяют отнести почвы к слоисто-охристому подтипу вулканических почв. Плотность сложения увеличивается в глубину (табл.). В связи с высоким содержанием органического вещества, по плотности сложения достигаются значения характерные для вспушенных почв. Следует отметить, что горизонт, расположенный на глубине 22-40 см, имеет промежуточное значение плотности сложения по сравнению с выше и ниже расположенными. Это может также служить одним из показателей доказательства полигенетичности профиля. О полигенетичности почвы свидетельствуют и величины потери при прокаливании, и в определенной степени значения рН выделенных горизонтов (табл.). Так в погребенных горизонтах потери при прокаливании в три раза выше, чем в горизонте ВН. Поскольку потери при прокаливании в некарбонатных почвах включают гумус и химически связанную воду, то это является доказательством захоронения именно гумусового горизонта.

Плотность сложения горизонта 2А меньше чем у предыдущего и последующего горизонтов (табл.). Степень каменистости резко увеличивается вниз по профилю от среднекаменистой (6-9%) до сильнокаменистой (до 40%). Почвы относим к охристым не только по морфологическим признакам, но и по уменьшению содержания оксида кремния с глубиной (74% в верхнем горизонте, 53-54% в погребенных) с увеличением в 1,5-2 раза количества полуторных оксидов (Al2O3 c 8% до 23%, Fe2O3 c 7,4% до 14%).

Почва относится к кислым, о чем свидетельствуют низкие значения рНводн. (табл.).

Участок Р У 2-15 (45°51'35"С 149°47'8"В). Расположен на отрезке морской террасы шириной около 25 м, высотой 4-4,5 м, в пределах 90 м от береговой линии. Из кустарников обычен  шиповник морщинистый. Травянистый покров состоит из колосняка мягкого с включениями полыни арктической и Стеллера, сазы курильской, вейника Лангсдорфа, осоки крупно- и скрытоплодной, термопсиса люпиновидного. Почвы, развитые под растительностью имеют следующее строение:

АО 0-1 см опад.

АдА 1-46 см темно-серый, неоднородно слоистый, много корней, песчаный, влажный, уплотненный, присутствие вулканического стекла черного цвета, граница слабоволнистая, переход заметный как по цвету, так и плотности.

АВ 46-78 см светлее предыдущего, неоднородный от серого до темно-серого, песчаный, включения темного вулканического стекла, влажный, плотнее вышерасположенного.

Почва дерновая слоисто-песчаная вулканическая.

По значениям плотности сложения почва может быть отнесена к уплотненным (табл.).

 

Таблица 1 – Физические и физико-химические свойства вулканических почв о.Уруп

Горизонт, глубина (см) Плотность сложения, г/см3 Потери при прокаливании, % pHводн.
Дерново-перегнойная среднемощная охристая вулканическая
Aдh 1-7 0,38 30,7 5,05
BH 7-22 0,72 13,9 4,91
2A 22-40 0,66 40,7 4,75
2 BH40-60 0,88 41,6 4,82
Дерновая слоисто песчаная мощная вулканическая
AдА 1-5 1,20 3,4 6,58
AдА1 5-10 1,24 3,3 6,72
AдА2 10-15 1,28 3,0 6,79
AдА3 40-45 1,64 2,4 6,28
AB1- 45-70 1,53 1,9 6,45
 

На данный показатель влияет высокое содержание песчаных фракций в гранулометрическом составе и малое количество органического углерода, об этом свидетельствуют невысокие показатели потерь при прокаливании.

По кислотно-основным свойствам верхние горизонты (до глубины 15 см) относятся к нейтральным. На глубине ниже 15 см значения рНводн. понижаются до слабокислых величин (табл.). Полагаем, что на почвы морской террасы значительное влияние оказывает близость к водам Охотского моря со значениями водного рН около 8.

Таким образом, в ходе изучения профилей двух типов почв о. Уруп можно сделать следующие предварительные выводы:

Почвы на крутом склоне являются полигенетичными образованиями.

Стоит отметить, что при этом они не могут относиться к слоистым, так как имеют всего два элементарных профиля, из которых только один является погребенным. Почвы по гранулометрическому составу легкие. Считаем, что данные почвы можно отнести к типу охристых почв. Это подтверждается не только морфологическими признаками, но и уменьшением содержания оксида кремния с глубиной с одновременным увеличением в 1,5-2 раза количества полуторных оксидов.

Почвы, развитые на отрезке морской террасы имеют в профиле множественные слои, которые различаются по морфолого-генетическим признакам. На физико-химические свойства оказывают влияние не только растительные ассоциации, невысокое количество органического углерода, но и в значительной степени близость к слабощелочным водам Охотского моря.

Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Гладкова Г.А. Лесные вулканические почвы острова Кунашир / Г.А. Гладкова, Г.Н.Бутовец// Почвоведение. – 1988. – №2. – С.54-67.
  2. Гришин С.Ю. Воздействие извержения вулкана Алаид (Курильские острова) в 1972 г. на экосистемы/С.Ю. Гришин, А.Н. Яковлева, С.А. Шляхов//Вулканология и сейсмология. – 2009. – № 4. – С. 30-43.
  3. Гришин С.Ю. Растительность и почвы острова Парамушир/С.Ю. Гришин, С.А. Шляхов//География и природные ресурсы. – 2008. – № 4. – С. 96-103.
  4. Полохин О.В. Почвенный и растительный покров острова Итуруп (Курильские острова) /О.В. Полохин, Л.А. Сибирина// Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. – С. 618.
  5. Полохин О.В. Почвы и растительность острова Симушир (Курильские острова) /О.В. Полохин, Л.А. Сибирина//Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10 (часть 8). – С. 1766-1769.
  6. Ганзей К.С. Ландшафты и физико-географическое районирование Курильских островов: дис. ... канд. геогр. наук. – Владивосток, 2009. – 161 с.
  7. Костенков Н.М. Почвенно-географическое районирование Курильских островов /Н.М. Костенков, В.И. Ознобихин//Вестник СВНЦ ДВО РАН. – 2011. – №1. – С.77-83.
  8. Костенков Н.М. Почвы /Н.М. Костенков, В.И. Ознобихин, С.А. Шляхов// Атлас Курильских островов. – М.: ИВЦ «ДИК», 2009. – С. 61-68.
  9. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги /Г.С. Горшков. – М.: Наука, 1967. – 287 с.
  10. Рагимов, А. О. Почвоведение : лаб. практикум / А. О. Рагимов, М. А. Мазиров, Е. М. Шентерова ; Владим. гос. ун-т им. А. Г. и Н. Г. Столетовых. – Владимир : Изд-во ВлГУ, 2017. – 120 с
  11. Розанов, Б.Г. Генетическая морфология почв / Б.Г. Розанов. – М., Изд-во МГУ, 1975. – 284 с.
  12. Сорокина Г.А. Учебная полевая практика по геоботанике /Г.А. Сорокина, Н.В. Пахарькава, Т.Л. Шашкова, и др. //Учебно-методическое пособие. — Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. — 30 с.
  13. Сосудистые растения советского Дальнего Востока. – СПб.: Наука, 1985-1996. Т. 1-8.
  14. Баркалов В.Ю. Флора Курильских островов / В.Ю. Баркалов. – Владивосток: Дальнаука, 2009. – 468 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Gladkova G.A. Lesnye vulkanicheskie pochvy ostrova Kunashir [Forest volcanic soils of Kunashir island] / G.A. Gladkova, G.N.Butovec// Pochvovedenie. – 1988. – №2. – P.54-67. [in Russian]
  2. Grishin S.Ju. Vozdejstvie izverzhenija vulkana Alaid (Kuril'skie ostrova) v 1972 g. na jekosistemy [Impact of the eruption of the volcano Alaid (Kuril Islands) in 1972 on ecosystems ] /S.Ju. Grishin, A.N. Jakovleva, S.A. Shljahov//Vulkanologija i sejsmologija. – 2009. – № 4. – P. 30-43. [in Russian]
  3. Grishin S.Ju. Rastitel'nost' i pochvy ostrova Paramushir [Vegetation and soils of Paramushir island]/S.Ju. Grishin, S.A. Shljahov//Geografija i prirodnye resursy. – 2008. – № 4. – P. 96-103. [in Russian]
  4. Polohin O.V. Pochvennyj i rastitel'nyj pokrov ostrova Iturup (Kuril'skie ostrova) [Soil and vegetation cover of Iturup island (Kuril Islands)] /O.V. Polohin, L.A. Sibirina// Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. – 2014. – № 5. – P. 618. [in Russian]
  5. Polohin O.V. Pochvy i rastitel'nost' ostrova Simushir (Kuril'skie ostrova) [Soil and vegetation of Simushir island (Kuril Islands)]/O.V. Polohin, L.A. Sibirina//Fundamental'nye issledovanija. – 2013. – № 10 (chast' 8). – P. 1766-1769. [in Russian]
  6. Ganzej K.S. Landshafty i fiziko-geograficheskoe rajonirovanie Kuril'skih ostrovov [Landscapes and physico-geographical zoning of the Kuril Islands]: dis. ... kand. geogr. nauk. – Vladivostok, – 2009. – 161 pp. [in Russian]
  7. Kostenkov N.M. Pochvenno-geograficheskoe rajonirovanie Kuril'skih ostrovov [Soil and geographical zoning of the Kuril Islands]/N.M. Kostenkov, V.I. Oznobihin//Vestnik SVNC DVO RAN. – 2011. – №1. – P.77-83. [in Russian]
  8. Kostenkov N.M. Pochvy [Soil]/N.M. Kostenkov, V.I. Oznobihin, S.A. Shljahov// Atlas Kuril'skih ostrovov. – M.: IVC «DIK», – 2009. – P. 61-68. [in Russian]
  9. Gorshkov G.S. Vulkanizm Kuril'skoj ostrovnoj dugi [Volcanism of the Kuril island arc] /G.S. Gorshkov. – M.: Nauka, – 1967. – 287 pp. [in Russian]
  10. Ragimov, A. O. Pochvovedenie : lab. praktikum [Soil science: lab. Workshop]/ A. O. Ragimov, M. A. Mazirov, E. M. Shenterova ; Vladim. gos. un-t im. A. G. i N. G. Stoletovyh. – Vladimir : publishing house VlGU, – 2017. – 120 pp. [in Russian]
  11. Rozanov B.G. Geneticheskaja morfologija pochv [Genetic morphology of soils]/ B.G. Rozanov. – M., publishing house MGU, 1– 975. – 284 pp. [in Russian]
  12. Sorokina G.A. Uchebnaja polevaja praktika po geobotanike [Educational field practice in geobotany]/ G.A. Sorokina, N.V. Pahar'kava, T.L. Shashkova et al //Uchebno-metodicheskoe posobie. — Krasnojarsk: Sib. feder. un-t, – 2012. — 30 pp. [in Russian]
  13. Sosudistye rastenija sovetskogo Dalnego Vostoka.[Vascular plants of the Soviet Far East]. St. Petersburg, Nauka, – 1985–1996. – Vol. 1–8. [in Russian]
  14. Barkalov V.Ju. Flora Kuril'skih ostrovov [Flora of the Kuril Islands]/V.Ju. Barkalov. – Vladivostok: Dal'nauka, – 2009. – 468 p. [in Russian]